一種玉米籽粒品質(zhì)視覺檢測裝置的制作方法

本發(fā)明涉及一種機器視覺裝置，具體涉及一種玉米籽粒品質(zhì)視覺檢測裝置。

背景技術(shù)：

農(nóng)業(yè)及食品工業(yè)和人們生活緊密相連，近年來與這些生活資料相關(guān)的應(yīng)用研究不計其數(shù)。而在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，我國是玉米生產(chǎn)和消費大國，年總產(chǎn)量可達1.2億噸左右，同時玉米除食用之外，還用作飼料和工業(yè)原料，優(yōu)質(zhì)的玉米籽粒是提高農(nóng)業(yè)和工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)量、效率及品質(zhì)的保證。因此，積極提高玉米品質(zhì)，獲得其品質(zhì)快速檢測，鑒別，分級，優(yōu)選的原理和方法，是更好的發(fā)展我國糧食產(chǎn)業(yè)和商業(yè)貿(mào)易市場的需要，也是農(nóng)業(yè)再生產(chǎn)非常關(guān)鍵的因素。

目前，我國現(xiàn)有的玉米品質(zhì)評定標(biāo)準(zhǔn)都是以容重、雜質(zhì)以及缺陷粒等作為重要的判別標(biāo)準(zhǔn)。目前主要的檢測方法是采用人工挑選法來檢測玉米籽粒質(zhì)量。人工挑選法需要人眼時時盯著流水線上密密麻麻的玉米籽粒，勞動強度大，由于人工目測不可避免會受到個人的視力、情緒、光線等因素的影響，帶有很大的個人主觀性，故而檢測標(biāo)準(zhǔn)難以統(tǒng)一、檢測效率低、分選差異大，加上現(xiàn)場環(huán)境噪音和玉米籽粒本身反光，工人極易疲勞。這種檢測方法既費時費工，又難以保證檢測質(zhì)量，亟需使用高效、自動的機器視覺技術(shù)實現(xiàn)玉米籽粒品質(zhì)自動檢測。

另一種主流方法是重量驗測法，通過檢測產(chǎn)品重量來區(qū)分合格與不合格產(chǎn)品，但玉米籽粒生產(chǎn)是流水線生產(chǎn)，該方法易受流水線機械震動干擾而造成誤檢和漏檢，且無法檢測出正常玉米粒和雜質(zhì)，因此難以廣泛推廣。

機器視覺也是玉米籽粒品質(zhì)檢測常用的一種技術(shù)手段，然而仍然存在不足：(1)采用機器視覺進行玉米籽粒檢測時，常常需要人工擺放或是在硬件設(shè)備上采用固定孔洞法來實現(xiàn)單籽粒區(qū)域識別，但是人工擺放耗時耗力，固定孔洞法也很難保證單籽粒準(zhǔn)確的擺放，若孔洞設(shè)計不當(dāng)甚至?xí)?dǎo)致籽粒破損；(2)常提取大量特征參數(shù)如面積、尖端點、形心等作為評價指標(biāo)，然而當(dāng)攝像頭拍攝距離發(fā)生變化時，這些特征會發(fā)生變化，從而導(dǎo)致檢測精度降低。

本發(fā)明的有效效果是：通過抖動源和刮料板使被測樣品平鋪分開，即使仍有粘連狀況，只需做部分分割處理，這樣便可避免硬件設(shè)備在分離樣品時造成的損傷。

通過相關(guān)專利查詢，發(fā)現(xiàn)有以下的公開文獻：

專利“家用谷物品質(zhì)檢測裝置及檢測方法”[申請?zhí)朇N201310563704.5]公開了一種使用谷物揮發(fā)性氣體進行品質(zhì)檢測的裝置及檢測方法，該裝置通過檢測探頭吸入檢測氣體，使用級聯(lián)雙穩(wěn)態(tài)隨機共振系統(tǒng)進行處理，與設(shè)定的閾值進行匹配以判斷谷物是否霉變。該方法對于環(huán)境要求高，且不能檢測出外表缺陷的谷物。

專利“固體籽粒的自動檢測系統(tǒng)”[申請?zhí)朇N201520438544.6]公開了一種固體籽粒的自動檢測系統(tǒng)，系統(tǒng)包括：籽粒進樣槽、傳動單元、光電開關(guān)、轉(zhuǎn)盤、第一電機、信號采集單元和控制器，該方案通過各部件之間的配合，使得對固體籽粒檢測的全自動化。該方案使用光譜技術(shù)對籽粒進行信息處理，而非使用機器視覺技術(shù)；此外，該方案使用轉(zhuǎn)盤和擋板使得籽粒變成一列進行處理，每次只能處理一粒籽粒，處理速度慢，而本發(fā)明使用機器視覺，一次性可以對多個籽粒進行處理，且使用了抖動源和刮料板，使得籽粒平鋪不重疊。

專利“一種帶有輔助光源的糧食不完善粒檢測板”[申請?zhí)朇N201520246581.7]利用主板提供的背光以及臺燈提供的前光，提供多視角和全方位的光源條件，以便在糧食籽粒檢測板上清晰地顯示糧食不完善粒的外觀和細節(jié)，同時在糧食籽粒檢測板中配置有輔助器材和糧食不完善粒圖譜及解析資料的展板，供檢驗人員就近使用和參照比對。該方案沒有使用自動傳送機構(gòu)，且沒有采用機器視覺技術(shù)進行自動檢測。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，尤其解決現(xiàn)有的玉米籽粒品質(zhì)檢測手段缺乏自動檢測裝置、難以實現(xiàn)自動平鋪分料等問題。提供一種玉米籽粒品質(zhì)視覺檢測裝置，該裝置通過抖動源和刮料板使被測樣品平鋪分開，即使仍有粘連狀況，只需做部分分割處理，這樣便可避免硬件設(shè)備在分離樣品時造成的損傷，實現(xiàn)高效的玉米籽粒品質(zhì)自動檢測。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

一種玉米籽粒品質(zhì)視覺檢測裝置，包括傳送料板、抖動源、刮料板、遮光箱、光電傳感器、照明光源、CCD相機以及傳動機構(gòu)，其特征在于，其中：

所述抖動源位于傳送料板前端；所述刮料板位于傳送料板中端；所述傳送料板位于傳動機構(gòu)上方；所述傳動機構(gòu)由位于傳送料板底部的同步帶和與同步帶相連的驅(qū)動電機組成；所述傳送料板、抖動源、刮料板、光電傳感器均位于遮光箱內(nèi)部；所述光電傳感器由位于遮光箱兩側(cè)的光電發(fā)射器和光電接收器組成；所述照明光源位于遮光箱左右兩側(cè)；所述CCD相機位于遮光箱正上方，且CCD相機鏡面朝向所述傳送料板的臺面。

進一步地，所述的傳動機構(gòu)包括驅(qū)動電機和同步帶，驅(qū)動電機的主軸與同步帶中的主動帶輪連接；驅(qū)動電機主軸帶動同步帶運動，同步帶帶動在傳送料板上的待檢測玉米籽粒在直線方向上運動，經(jīng)過光電傳感器時，傳感器發(fā)送信號至CCD相機，使得CCD相機能夠?qū)崿F(xiàn)圖像采集。

附圖說明

圖1和圖2是本發(fā)明的玉米籽粒品質(zhì)視覺檢測裝置的一個具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，圖1是正面視圖，圖2是側(cè)面視圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明進行更加詳細與完整的說明。可以理解的是，此處所描述的具體實施例僅用于解釋本發(fā)明，而非對本發(fā)明的限定。

參見圖1，本發(fā)明的一種玉米籽粒品質(zhì)視覺檢測裝置，包括傳送料板1、抖動源2、刮料板3、遮光箱4、光電傳感器5、照明光源6、CCD相機7以及傳動機構(gòu)，其中：

所述抖動源2位于傳送料板1前端；所述刮料板3位于傳送料板1中端；所述傳送料板1位于傳動機構(gòu)上方；所述傳動機構(gòu)由位于傳送料板底部的同步帶8和與同步帶相連的驅(qū)動電機9組成；所述傳送料板1、抖動源2、刮料板3、光電傳感器5均位于遮光箱4內(nèi)部；所述光電傳感器5由位于遮光箱4兩側(cè)的光電發(fā)射器和光電接收器組成；所述照明光源6位于遮光箱4左右兩側(cè)；所述CCD相機7位于遮光箱4正上方，且CCD相機7鏡面朝向所述傳送料板1的臺面。

參見圖1和圖2，所述的傳動機構(gòu)包括驅(qū)動電機9和同步帶8，驅(qū)動電機9的主軸與同步帶8中的主動帶輪連接；驅(qū)動電機9的主軸帶動同步帶8運動，同步帶8帶動在傳送料板1上的待檢測玉米籽粒在直線方向上運動，使得CCD相機7能夠?qū)崿F(xiàn)圖像采集。

振動源采用高頻電動振動器；CCD相機采用日本TK-C1381EG，1/2英寸，220V供電，0.95LUX 470線；光源采用10W/12V的全光光源，使用直流電源供電，可通過調(diào)節(jié)電壓改變燈光強弱以適應(yīng)不同的光照情況；光源安裝在遮光箱左右上方，通過光線的漫反射可獲取柔和的低強度散射光以便得到柔和的圖像；光電傳感器使用QS18光電傳感器；

上述為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述內(nèi)容的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。