CN103090794B - 穴盘种苗质量检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种穴盘种苗质量检测装置，其中，包括支架、顶苗装置和图像采集装置；支架上部为水平设置的承载面，且靠近承载面的中部位置设置有用于水平放置在检的穴盘种苗的检测区；顶苗装置包括顶苗杆和驱动装置，顶苗杆与驱动装置连接，驱动装置固定于支架上，顶苗杆设于穴盘种苗的在检穴孔底孔正下方，用于将在检穴孔内的种苗基质从在检穴孔中顶出；图像采集装置包括摄像机和支撑架，摄像机固定在支撑架的顶部，悬设于被顶出的在检穴孔的种苗斜上方，用于采集在检穴孔的种苗侧面图像。本发明提高了穴盘种苗的检测精度，实现了穴盘种苗质量的在线检测，且操作简便，解放了人力。

Description

穴盘种苗质量检测装置

技术领域

本发明涉及种苗检验技术，尤其涉及一种穴盘种苗质量检测装置。

背景技术

穴盘育苗技术是采用草炭、蛭石、珍珠岩等轻质无土材料作为育苗基质，以排列有穴孔的穴盘为承载容器，通过精量播种、覆盖、镇压、浇水等一次成苗的现代化育苗技术。由于播种时一穴一粒，成苗时一穴一株，利于机械化生产，具有省工、省力、节约成本、便于运输等优点。

在种苗的生产过程中，受种子发芽率只能达到80%的影响，部分穴盘的穴孔会出现缺苗现象，此外，受种子个体差异以及育苗期管理等因素的影响，各穴孔的种苗生长层次不齐，部分穴孔的种苗甚至产生病变，出现劣苗现象。因此，需要在出现缺苗、劣苗现象的穴孔中替换优质的幼苗，以保证穴盘种苗的整体质量。目前，针对穴盘种苗的质检还没有可行、精确且自动化的装置，对穴盘种苗的筛选主要采用人工作业，操作人员依据自身经验对穴盘苗进行观察后，将缺苗和劣苗穴孔中的基质挖除，补栽优质的种苗至空缺穴孔。

在目前基于机器视觉进行穴盘种苗质检的研究中，采用的是摄像机正对种苗顶部采集图像的方法，或采用离线抽样测量的方法评估，现有方法存有以下缺陷：1、只能获取种苗顶面信息，无法获取种苗高度和苗茎信息；2、由于不同穴孔的种苗叶片相互干涉，无法对种苗子叶面积和数量做出准确评估；3、由于面积较大的种苗子叶延伸至相邻穴孔，导致图像目标分割难度大，误判率高。4、采用离线抽样检测评估的方法，无法满足实时在线检测的要求，效率低。因此，迫切需要提供一种能够精确、自动化检测穴盘种苗质量的装置。

发明内容

本发明提供一种穴盘种苗质量检测装置，解决了现有技术中存在获取种苗信息不完整，不同穴孔种苗叶片相互干涉，以及只能离线抽样检测的缺陷，提高了穴盘种苗的检测精度，实现了穴盘种苗质量的在线检测，且操作简便，解放了人力。

为实现上述目的，本发明提供了穴盘种苗质量检测装置，包括支架、顶苗装置和图像采集装置；

所述支架上部为水平设置的承载面，且靠近所述承载面的中部位置设置有用于水平放置在检的穴盘种苗的检测区；

所述顶苗装置包括顶苗杆和驱动装置，所述顶苗杆与所述驱动装置连接，所述驱动装置固定于所述支架上，所述顶苗杆设于所述穴盘种苗的在检穴孔底孔正下方，用于将所述在检穴孔内的种苗基质从所述在检穴孔中顶出；

所述图像采集装置包括摄像机和支撑架，所述支撑架的底部固定设置在所述支架的顶面，所述摄像机固定在所述支撑架的顶部，且悬设于被顶出的所述在检穴孔的种苗斜上方，用于采集所述在检穴孔的种苗侧面图像。

本发明提供的穴盘种苗质量检测装置，由于设置有通过驱动装置将穴孔中种苗基质顶出的顶苗杆，使得摄像机可以采集到单独穴孔的种苗侧面图像，该种苗侧面图像不仅可以获取种苗的高度和苗茎信息，且该种苗侧面图像不与相邻穴孔的种苗叶片相互干涉，提高了穴盘种苗的检测精度，此外，采用本发明提供的穴盘种苗质量检测装置可以高效的实现穴盘种苗全部穴孔的种苗质量检测，实现了穴盘种苗质量的在线检测，且操作简便，解放了人力。

附图说明

图1为本发明实施例提供的穴盘种苗质量检测装置的立体图；

图2为本发明实施例提供的穴盘种苗质量检测装置中顶苗杆的主视图；

图3为本发明实施例提供的穴盘种苗质量检测装置中顶苗装置的主视图；

图4为本发明实施例提供的穴盘种苗质量检测装置中穴盘定位装置的立体图；

图5为本发明实施例提供的穴盘种苗质量检测装置中穴盘定位卡槽的立体图。

附图标记：

1-支架；              2-顶苗杆；            3-摄像机；

4-支撑架；            5-钢丝；              6-气缸固定板；

7-顶苗气缸；          8-穴盘定位卡槽；      9-光电传感器；

10-第一电磁铁；       11-背景箱；           12-检测前传送带；

13-检测后传送带。

具体实施方式

图1为本发明实施例提供的穴盘种苗质量检测装置的立体图，图2为本发明实施例提供的穴盘种苗质量检测装置中顶苗杆的主视图，图3为本发明实施例提供的穴盘种苗质量检测装置中顶苗装置的主视图，图4为本发明实施例提供的穴盘种苗质量检测装置中穴盘定位装置的立体图，图5为本发明实施例提供的穴盘种苗质量检测装置中穴盘定位卡槽的立体图。

结合图1-5，本发明提供的穴盘种苗质量检测装置，包括支架1、顶苗装置和图像采集装置；支架1上部为水平设置的承载面，且靠近该承载面的中部位置设置有用于水平放置在检的穴盘种苗的检测区；该顶苗装置包括顶苗杆2和驱动装置，顶苗杆2与该驱动装置连接，该驱动装置固定于支架1上，顶苗杆2设于上述穴盘种苗的在检穴孔底孔正下方，用于将上述在检穴孔内的种苗基质从上述在检穴孔中顶出；该图像采集装置包括摄像机3和支撑架4，支撑架4的底部固定设置在支架1的顶面，摄像机3固定在支撑架4的顶部，且悬设于被顶出的上述在检穴孔的种苗斜上方，用于采集上述在检穴孔的种苗侧面图像。

驱动装置可以为能够输出直线运动的多种机构，例如气动机构、液动机构或手动控制的机构等。

支架1形式可以有多种，只要上部具有水平设置的承载面即可，该承载面用于承载穴盘种苗。

本发明提供的穴盘种苗质量检测装置，由于设置有通过驱动装置将穴孔中种苗基质顶出的顶苗杆，使得摄像机可以采集到单独穴孔的种苗侧面图像，该种苗侧面图像不仅可以获取种苗的高度和苗茎信息，且该种苗侧面图像不与相邻穴孔的种苗叶片相互干涉和遮挡，提高了穴盘种苗的检测精度，此外，采用本发明提供的穴盘种苗质量检测装置可以高效的实现穴盘种苗全部穴孔的种苗质量检测，实现了穴盘种苗质量的在线检测，且操作简便，解放了人力。

在上述实施例技术方案的基础上，优选的是，在检穴孔为整排的在检穴孔，顶苗杆2的数量与上述整排的在检穴孔的数量相同，以提高穴盘种苗质量检测的效率。

通过驱动装置驱动多个顶苗杆2对上述整排的在检穴孔的顶出动作可以为同一时刻多个不相邻穴孔的顶出，也可以为每次顶出一个穴孔，多个穴孔按一定时间间隔的顶出，采用此种方式确保了相邻穴孔的种苗基质不会同时顶出，从而进一步提高了穴盘种苗的检测精度。

进一步，如图2所示，顶苗杆2的上端部还可以设置有竖直均布的多根弹性钢丝5以定位种苗基质，多根弹性钢丝5可以插入上述在检穴孔的种苗基质中，保证种苗基质中的种苗在摄像机3采集图像时保持稳固的竖直状态。

如图3所示，优选的是，驱动装置包括顶苗气缸7和气缸固定板6，气缸固定板6设置于上述在检穴孔的正下方且与支架1固定连接，气缸固定板6上开有多个与上述在检穴孔的底孔同心的通孔，顶苗气缸7固定于气缸固定板6的底面，且顶苗气缸7的活塞杆穿过气缸固定板6的通孔与顶苗杆2下端部对接。

采用气动控制的驱动装置具有响应快、动作准确的优点，且结构简单便于安装维护，此外，由于传动介质为空气，安全性高。

更进一步，如图4、图5所示，穴盘种苗质量检测装置还可以包括穴盘定位装置，穴盘定位装置包括穴盘定位卡槽8，穴盘定位卡槽8为底面开有多个底孔的U形槽结构，所述穴盘定位卡槽8的内表面与上述在检穴孔的外轮廓相匹配，穴盘定位卡槽8的底孔套设顶苗杆2上，并沿顶苗杆2上下移动以定位上述在检穴孔，保证上述在检穴孔的底孔与顶苗杆2同轴对正，便于顶苗杆2准确将上述在检穴孔的种苗基质顶出。

具体的，穴盘定位装置还包括光电传感器9、第一电磁铁10和第二电磁铁，光电传感器9设置于支架1顶面上，用于实现上述在检穴孔的底孔与顶苗杆2的对正，第一电磁铁10和上述第二电磁铁固定设置在气缸固定板6两侧，且第一电磁铁10和上述第二电磁铁的伸缩推杆固定于穴盘定位卡槽8的底面两侧，第一电磁铁10和上述第二电磁铁接收光电传感器9发出的信号，以驱动穴盘定位卡槽8上下移动。

当光电传感器9处于在检穴盘的待检穴孔中间空位时，上述在检穴孔底孔正对顶苗杆2，此时，光电传感器9发出触发信号，第一电磁铁10和上述第二电磁铁断开，第一电磁铁10和上述第二电磁铁的伸缩推杆带动穴盘定位卡槽8向上移动并卡住上述在检穴孔。当上述在检穴孔检测完毕后，第一电磁铁10和上述第二电磁铁吸合，第一电磁铁10和上述第二电磁铁的伸缩推杆带动穴盘定位卡槽8向下移动，释放已检测完毕的上述在检穴孔。采用上述穴盘定位装置可以更精确、高效的为顶苗杆2的顶出动作提供导向作用。

基于上述穴盘种苗质量检测装置，图像采集装置还可以包括用于提升图像采集质量的背景箱11，背景箱11固定设置在支架1的顶面，位于在检穴孔的种苗的背面，且正对摄像机3的取景区域。

进一步，穴盘种苗质量检测装置还可以包括传送装置，传送装置包括检测前传送带12和检测后传送带13，检测前传送带12设置于支架1上，用于承载待检的穴盘种苗，并将待检的穴盘种苗输送至检测区，检测后传送带13设置于支架1上，用于承载检测后的穴盘种苗的空穴盘，并将空穴盘从检测区输出，传送装置可以与穴盘种苗的生产线对接，便于普及应用。

此外，支架1可以为由多个横梁和立梁固定连接形成的框架结构。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (3)

1.一种穴盘种苗质量检测装置，其特征在于，包括支架、顶苗装置和图像采集装置；

所述支架上部为水平设置的承载面，且靠近所述承载面的中部位置设置有用于水平放置在检的穴盘种苗的检测区；

所述顶苗装置包括顶苗杆和驱动装置，所述顶苗杆与所述驱动装置连接，所述驱动装置固定于所述支架上，用于驱动多个不相邻检穴孔对应的所述顶苗杆在同一时刻顶出，所述顶苗杆设于所述穴盘种苗的在检穴孔底孔正下方，用于将所述在检穴孔内的种苗基质从所述在检穴孔中顶出；

所述图像采集装置包括摄像机和支撑架，所述支撑架的底部固定设置在所述支架的顶面，所述摄像机固定在所述支撑架的顶部，且悬设于被顶出的所述在检穴孔的种苗斜上方，用于采集所述在检穴孔的种苗侧面图像；

所述顶苗杆的上端部还设置有竖直均布的多根弹性钢丝以定位所述种苗基质；

所述驱动装置包括顶苗气缸和气缸固定板；

所述气缸固定板设置于所述在检穴孔的正下方且与所述支架固定连接，所述气缸固定板上开有多个与所述在检穴孔的底孔同心的通孔；

所述顶苗气缸固定于所述气缸固定板的底面，且所述顶苗气缸的活塞杆穿过所述气缸固定板的通孔与所述顶苗杆下端部对接；

还包括穴盘定位装置；

所述穴盘定位装置包括穴盘定位卡槽，所述穴盘定位卡槽为底面开有多个底孔的U形槽结构，所述穴盘定位卡槽的内表面与所述在检穴孔的外轮廓相匹配，所述穴盘定位卡槽的底孔套设所述顶苗杆上，并沿顶苗杆上下移动以定位所述在检穴孔；

所述穴盘定位装置还包括光电传感器、第一电磁铁和第二电磁铁；

所述光电传感器设置于所述支架顶面上，用于实现所述在检穴孔的底孔与所述顶苗杆的对正；

所述第一电磁铁和所述第二电磁铁固定设置在所述气缸固定板两侧，且所述第一电磁铁和所述第二电磁铁的伸缩推杆固定于所述穴盘定位卡槽的底面两侧，所述第一电磁铁和所述第二电磁铁接收所述光电传感器发出的信号，以驱动所述穴盘定位卡槽上下移动；

所述图像采集装置还包括用于提升图像采集质量的背景箱，所述背景箱固定设置在所述支架的顶面，位于所述在检穴孔的种苗的背面，且正对所述摄像机的取景区域；

还包括传送装置；

所述传送装置包括检测前传送带和检测后传送带，所述检测前传送带设置于所述支架上，用于承载待检的所述穴盘种苗，并将待检的所述穴盘种苗输送至所述检测区，所述检测后传送带设置于所述支架上，用于承载检测后的所述穴盘种苗的空穴盘，并将所述空穴盘从所述检测区输出。

2.根据权利要求1所述的穴盘种苗质量检测装置，其特征在于，所述在检穴孔为整排的在检穴孔，所述顶苗杆的数量与所述整排的在检穴孔的数量相同。

3.根据权利要求1或2所述的穴盘种苗质量检测装置，其特征在于，所述支架为由多个横梁和立梁固定连接形成的框架结构。