穴盘苗发芽率在线视觉检测研究

张 帆，杨 勇，骆少明，黄 福，成克强

1. 广东技术师范大学 机电学院，广州 510665； 2. 工业和信息化部电子第五研究所，广州 510610

植物工厂在未来城市农业现代化建设中发挥着重要作用．我国是蔬菜栽培的农业生产大国，但不是农业生产强国，确保新鲜水果和蔬菜的安全高效供给面临巨大的挑战[1-2]．目前，我国蔬菜的栽植量巨大，60%以上蔬菜种植采用育苗移栽，传统的移栽作业方式要求大量的手工作业，制约了蔬菜栽培的发展[3]．设施园艺智能化是当前包括中国在内的世界农业智能化装备的研发热点和产业升级重点[4-6]，自动化作业可以解放人的手工劳动，在保持质量稳定的同时使作业速度成倍提高，但目前距离产业化应用仍存在目标检测、 种苗识别等技术瓶颈需要突破[7].

发芽率是采购种子时计算成本的重要依据，对研究农作物适宜的环境条件亦有意义．由于穴盘播种普遍存在空穴问题，为保证出苗率，一般在1个穴位里放多粒种子，甚至通过补种获得整齐一致的穴盘苗[8]．补种虽然可以提高穴盘的使用效率，但浪费种子，效率低，只适合人工操作，影响发芽率测算，也制约了移栽效率[9-10]．随着计算机视觉和图像处理技术的进步，实施单粒精量播种有利于在线检测种子的发芽率和提高移栽效率[11-12]．现代检测技术已经形成了自动化操作，逐步替代了人工目测的传统检测方法，产品的检测效率极大提高[13-14]．目前，机器视觉已应用到农业生产的多个检……