CN103331269A - 种子分拣系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种种子分拣装置，包括机架、上种装置、分拣装置和图像采集系统，上种装置包括振动盘和安装于机架上的上种传送带，上种传送带的两端分别为上终端和落种端，振动盘的出种口下端为上种传送带的上种端，分拣装置包括安装于机架上的分拣传送装置和分种滑槽，图像采集系统包括上位机、上摄像头和下摄像头，上摄像头和下摄像头均安装于机架上。本发明提供的种子分拣装置通过计算机图像处理技术提取种子的大小、质量、形状、颜色等外形特征参数，与用户预先设置好的特征参数比较，判定种子是否符合育种要求，通过分拣装置将符合育种要求的种子和不合格的种子分离，实现自动化精确筛种的功能，适用于多品种的分拣与筛选。

Description

种子分拣系统

技术领域

本发明属于农业机械设备技术领域，具体的说，涉及一种对种子进行筛选的种子分拣系统。

背景技术

种子工程一直是各国经济工作的重点，农作物种子质量的好坏很大程度上决定了种植业的成败，而种子育种是确保种子质量的重要环节。育种过程中对种子的大小、形状、颜色等特性有严格的要求。在我国实验室育种筛选种子多为人工筛选。人工挑选种子不仅效率低而且易受主观因素影响而出现误差。目前，也有种子自动筛选系统，但现有的自动筛选系统都是针对单一的植物品种所设计的，只可以用于某种特定单一品种的检测和分拣，尚没有一种功能全面，通用性较强的分拣系统；而且分拣系统只能完成对种子一面信息的采集，不能完成双面信息采集，也就不能反应种子整体综合信息，容易造成信息的误判；分拣系统结构通常也较为复杂，现有的分拣系统多采用机械手分拣的方式，这种结构实现起来技术难度大，制造成本高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种种子分拣系统，通过计算机图像处理技术提取种子的大小、质量、形状、颜色等外形特征参数，与用户预先设置好的特征参数比较，判定种子是否符合育种要求，通过分拣装置将符合育种要求的种子和不合格的种子分离，实现自动化精确筛种的功能，适用于多品种的分拣与筛选。

本发明的技术方案是：一种种子分拣系统，包括机架、上种装置、分拣装置和图像采集系统，上种装置包括振动盘和安装于机架上的上种传送带，上种传送带的两端分别为上种端和落种端，振动盘的出种口下端为上种传送带的上种端，种子经振动盘后排成一列，逐粒落于上种传送带上；

分拣装置包括安装于机架上的分拣传送带和分种滑槽，分拣传送带上设置有多个种子格，种子格位于上种传动带落种端的下方，上种传送带上的种子可落入种子格内，每个种子格由两片竖直挡板组成，竖直挡板底端与机架表面重合，可带动种子在机架的表面往分拣传送带的落种端运动，分拣传送带的落种端的机架上设置有落种口，种子格可带动种子运动到落种口处，落种口下端的机架上设置有倾斜的分种滑槽，种子可在分种滑槽的斜滑面下滑，分种滑槽的斜滑面上设置有离合挡板，离合挡板连接有离合控制装置；

图像采集系统包括上位机、上摄像头和下摄像头，上摄像头和下摄像头均安装于机架上，上摄像头位于分拣传送带的上方，下摄像头位于分拣传送带的下方，上摄像头和下摄像头均连接到上位机，下摄像头所在处的机架表面为透明隔板，上摄像头和下摄像头在水平位置上均位于上种传动带落种端和机架上的落种口之间；

上种传送带和分拣传送带分别连接有电机，上种传送带和分拣传送带上均设置有单片机控制系统，单片机控制系统与上位机相连，所述的分拣传送带上设置有位置传感器，位置传感器与分拣传送带上的单片机控制系统相连。

优选的是：分拣传送带包括设置于机架上的两个竖直的传送带轴，传送带轴外包覆有传送带，种子格设置于传送带上。

优选的是：上摄像头和下摄像头通过USB接口连接到上位机。

优选的是：上摄像头和下摄像头水平位置上存在间距。

优选的是：图像采集系统还包括灯箱，灯箱设置于机架上，分拣传送带穿过灯箱内部，上摄像头和下摄像头固定于灯箱中。

优选的是：灯箱内设置有竖直的隔板，将灯箱分割成两个竖直区域，上摄像头和下摄像头分别位于两个竖直区域中。

优选的是：离合控制装置包括电磁铁，电磁铁通过连杆与离合挡板相连，电磁铁还与上位机相连。

优选的是：离合挡板通过转轴连接在分种滑槽的斜滑面上，离合挡板可绕转轴滑动。

优选的是：下摄像头所在处的机架表面的透明隔板为透明玻璃窗。

本发明的有益效果是：（1）本发明的图像采集系统设置有上摄像头和下摄像头，且上、下摄像头水平位置上存在一定的间距，可分别采集种子的上、下表面的特征参数，包括种子的大小、质量、形状、颜上、下摄像头工作互不干扰，全面、准确的反映种子特征信息，分拣准确率高。（2）种子振动盘中被排成一列，逐粒上传到上种传送带，通过单片机控制系统控制分拣传送带和上种传送带的运动速度，保证每一粒种子落入一个种子格，可实现对每一粒种子的精确筛选，精度高。（3）将摄像头设置于灯箱中可实现更好的信息采集效果，灯箱内的隔板设计避免上、下摄像头图像采集过程中出现干扰。（4）通过设置在分拣传送带上的位置传感器，精确控制图像采集系统触发时间，及时采集图像数据。（5）通过上位机控制系统和分种滑槽装置，自动实现种子分拣，合格种子落入分种滑槽，不合格种子经离合挡板落入分种滑槽之外的接种装置，自动化程度高，结构简单，易于实现，制造成本不高。（6）图像采集系统可以实现对标本种子的图像采集，启动上位机的种子图像采集及分析程序，先选择大小、形状、质量、颜色合格的种子，通过图像采集系统采集种子特性，上位机自动记录种子特征信息，结合该特征信息和特征上、下余量，制定标准信息，作为判断检验种子是否符合育种检测要求的标准信息，从而实现对各类种子的信息采集和筛选，解决了现有种子分拣系统仅能实现对一种特定种子筛选分拣的不足。

附图说明

附图1为本发明的整体结构示意图。

附图2为本发明的结构主视图。

附图3为本发明的结构俯视图。

附图4为本发明的分种滑槽结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步详细的说明。

如图1至图4所示：

一种种子分拣系统，包括机架、上种装置、分拣装置和图像采集系统，上种装置包括振动盘和安装于机架上的上种传送带2，上种传送带2的两端分别为上终端和落种端，振动盘的出种口下端为上种传送带2的上种端，种子经振动盘后排成一列，逐粒落于上种传送带2上。

分拣装置包括安装于机架上的分拣传送带5和分种滑槽8，分拣传送带5上设置有若干个种子格，种子格位于上种传动带2落种端的下方，上种传送带2上的种子可落入种子格内，每个种子格由两片竖直挡板组成，竖直挡板底端与机架表面重合，可带动种子在机架的表面往分拣传送带的落种端运动，分拣传送带5包括设置于机架上的两个竖直的传送带轴，传送带轴外包覆有传送带，种子格设置于传送带上；分拣传送带5的落种端的机架上设置有落种口10，种子格可带动种子运动到落种口10处，落种口10下端的机架上设置有倾斜的分种滑槽8，种子可在分种滑槽8的斜滑面下滑，分种滑槽8的斜滑面上设置有离合挡板11，离合挡板11连接有离合控制装置，分种滑槽8的底部为存种区，离合挡板11的下部设置有接种装置；离合控制装置包括电磁铁12，电磁铁12通过连杆13与离合挡板11相连，离合挡板11通过转轴连接在分种滑槽8的斜滑面上，离合挡板11可绕转轴滑动。

图像采集系统包括上位机、上摄像头3和下摄像头6，上摄像头3和下摄像头6均安装于机架上，上摄像头3位于分拣传送带5的上方，下摄像头6位于分拣传送带5的下方，上摄像头3和下摄像头6水平位置上存在间距，种子先经过上摄像头3再经过下摄像头6，或者种子先经过下摄像头6在经过上摄像头3，上摄像头3和下摄像头6均位于机架上的落种口10之前，上摄像头3和下摄像头6均通过USB接口连接到上位机，下摄像头所在处的机架表面为透明隔板9，上摄像头3和下摄像头6在水平位置上均位于上种传动带落种端和机架上的落种口10之间；

上种传送带2连接电机1，分拣传送带5连接电机7，上种传送带2和分拣传送带5上均设置有单片机控制系统，上种传送带2上的单片机控制系统与电机1和上位机相连，分拣传送带5上的单片机控制系统与电机7和上位机相连，分拣传送带5上设置有位置传感器，位置传感器与分拣传送带5上的单片机控制系统相连，位置传感器检测种子格的位置，当种子格运动到上摄像头3所在位置时，上位机给上摄像头3发出触发信号，触发上摄像头3采集种子信息，当种子格运动到下摄像头6所在位置时，下位机给下摄像头6发出触发信号，触发下摄像头6采集种子信息。

图像采集系统还包括灯箱4，灯箱4设置于机架上，分拣传送带5穿过灯箱4内部，上摄像头3和下摄像头6固定于灯箱4中；灯箱4内设置有竖直的隔板，将灯箱4分割成两个竖直区域，上摄像头3和下摄像头6分别位于两个竖直区域中，避免上摄像头3和下摄像头6在图像采集的过程中相互影响。

系统工作时，选择大小、形状、颜色合格的种子，将种子放入分拣传送带5上，启动种子分拣系统，种子格带动种子在机架表面运动，位置传感器实时检测种子位置，当种子运动到上摄像头3或下摄像头6所在位置时，位置传感器将种子位置信息经分拣传送带5上的单片机控制系统反馈到上位机，上位机将给上摄像头3或下摄像头6发出触发信号，上摄像头3和下摄像头6将分别采集种子上、下表面的特征信息，并将信息传送到上位机，上位机经分析运算得出判断种子是否合格的标准信息。

将待检测的种子放入振动盘中，启动振动盘，经振动盘处理后的种子一粒一粒成列排列，逐粒下落到上种传送带2的上种端，并经上种传送带2传送，由上种传送带2的下种端下落到分拣传送带5的种子格内。上种传送带2和分拣传送带5上均设置有单片机控制系统，通过上位机给单片机控制指令，控制电机1和电机7的转速，从而控制上种传送带2和分拣传送带5的运动速度，保证每一粒种子落入每一个种子格内。种子格内的种子被种子格的竖直挡板带动在机架表面运动，当运动到上摄像头3和下摄像头6所在的位置时，位于分拣传送带5上的位置传感器给出触发信号，触发信号传送到上位机，上位机控制上摄像头3和下摄像头6工作，进行种子图像信息采集。

上摄像头3和下摄像头6采集完带检测的种子的特征信息后，经USB数据传输系统传送至上位机，上位机将收到的数据信息与最初采集的标准信息进行比较，若种子的特征信息在标准信息的范围内，则认定种子为合格，反之为不合格。

上位机对采集到的种子信息进行实时判断，种子经过分拣传送带5传递到泄种口处将落入分种滑槽8，若种子不合格，上位机将给出电磁控制信号，控制分种滑槽8上离合挡板11的电磁铁12通电，离合挡板11打开，在分种滑槽8的斜滑面上形成开口，种子经开口落下，直接落入离合挡板下的接种装置；若种子合格，上位机将不会给出控制信号，离合挡板11保持闭合状态，合格的种子将直接落入分种滑槽8底部的存种区。

Claims (9)

1.一种种子分拣系统，包括机架、上种装置、分拣装置和图像采集系统，其特征在于：

上种装置包括振动盘和安装于机架上的上种传送带，上种传送带的两端分别为上种端和落种端，振动盘的出种口下端为上种传送带的上种端；

分拣装置包括安装于机架上的分拣传送带和分种滑槽，分拣传送带上设置有多个种子格，种子格位于上种传送带泄种端的下方，每个种子格由两片竖直挡板组成，竖直挡板底端与机架表面重合，可带动种子在机架的表面运动，机架上设置有落种口，种子格可带动种子运动到落种口处，落种口下端的机架上设置有倾斜的分种滑槽，分种滑槽的斜滑面上设置有离合挡板，离合挡板连接有离合控制装置；

图像采集系统包括上位机、上摄像头和下摄像头，上摄像头和下摄像头均安装于机架上，上摄像头位于分拣传送带的上方，下摄像头位于分拣传送带的下方，上摄像头和下摄像头均连接到上位机，下摄像头所在处的机架表面为透明隔板，上摄像头和下摄像头在水平位置上均位于上种传动带落种端和机架上的落种口之间；

所述的上种传送带和分拣传送带分别连接有电机，上种传送带和分拣传送带上均设置有单片机控制系统，单片机控制系统分别与电机和上位机相连，所述的分拣传送带上设置有位置传感器，位置传感器与分拣传送带上的单片机控制系统相连。

2.如权利要求1所述的种子分拣系统，其特征在于：所述的分拣传送带包括设置于机架上的两个竖直的传送带轴，传送带轴外包覆有传送带，种子格设置于传送带上。

3.如权利要求1所述的种子分拣系统，其特征在于：所述的上摄像头和下摄像头通过USB接口连接到上位机。

4.如权利要求1所述的种子分拣系统，其特征在于：所述的上摄像头和下摄像头水平位置上存在间距。

5.如权利要求1所述的种子分拣系统，其特征在于：所述的图像采集系统还包括灯箱，灯箱设置于机架上，分拣传送带穿过灯箱内部，上摄像头和下摄像头固定于灯箱中。

6.如权利要求5所述的种子分拣系统，其特征在于：所述的灯箱内设置有竖直的隔板，将灯箱分割成两个竖直区域，上摄像头和下摄像头分别位于两个竖直区域中。

7.如权利要求1所述的种子分拣系统，其特征在于：所述的离合控制装置包括电磁铁，电磁铁通过连杆与离合挡板相连，电磁铁还与上位机相连。

8.如权利要求1所述的种子分拣系统，其特征在于：所述的离合挡板通过转轴连接在分种滑槽的斜滑面上，离合挡板可绕转轴滑动。

9.如权利要求1所述的种子分拣系统，其特征在于：所述的透明隔板为透明玻璃窗。

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