CN108872028A - 一种大豆豆粒表型检测装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种大豆豆粒表型检测装置及方法，包括工作台、至少一个置料盘、图像识别装置、至少一个真空袋、真空机、量筒、称重装置和机械臂，利用自动化手段检测、记录数据，可以减少人工成本、提高检测效率，可进行批量检测；通过多种测量装置和手段，可以获取更加丰富且准确的表型信息；通过设置真空袋和真空机，使得豆粒不直接接触水，防止豆粒变形、变质，便于后续的存储和研究；使用图像识别的方式进行豆粒的数量检测，对豆粒体积无要求，实用性较高。
Description
技术领域
本发明涉及作物育种研究领域，尤其涉及一种大豆豆粒表型检测装置及方法。
背景技术
对作物表型的测量已经引起越来越多的重视，尤其是作为重点研究对象的大豆需要更为丰富、全面、精确的表型数据进行深入研究，而目前的表型检测方法逐渐无法满足这些方面的需求。目前的豆粒检测方法存在一些缺陷：
1.测量过程中豆粒直接接触水，易造成豆粒发胀、腐烂等豆粒损伤情况；
2.对体积过小的豆粒，无法检测或获取全面的信息；
3.检测过程中需要人为操作的环节过多，人工成本与时间成本高；
4.检测、记录环节容易被干扰，影响结果数据的准确性。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种工作效率高，且防止豆粒直接接触水导致豆粒腐坏的大豆豆粒表型检测装置及方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种大豆豆粒表型检测装置，包括：
工作台，
至少一个置料盘，所述置料盘设置在所述工作台上；
图像识别装置，所述图像识别装置配置为获取所述置料盘中的大豆图像并从获取的图像分析以识别大豆数量和颜色；
至少一个真空袋，所述真空袋用于封装待检测的大豆；
真空机，所述真空机用于抽出真空袋内的气体，并完成封口；
量筒，所述量筒用于测量塑封后的真空袋中大豆体积。
进一步的，所述检测装置还包括：
机械臂，所述机械臂上配置有吸头，所述吸头用于将所述置料盘中的大豆转移到所述真空袋中。
优选的，所述图像识别装置设置在所述机械臂上。
进一步的，所述检测装置还包括称重装置，所述称重装置用于测量每个真空袋中的大豆重量。
所述检测装置还包括：上料振动盘，用于将待检测的大豆运送至所述置料盘中，使得待检测的大豆在所述置料盘中均匀平铺。
进一步的，所述真空机的下方设置有伸缩机构，所述伸缩机构顶端设置有支撑圆筒，所述支撑圆筒上套装所述真空袋。
优选的，所述真空袋为长条型，开口端的尺寸L满足1d<L<2d，其中d为大豆平均直径；所述真空袋的一侧设有标尺，所述标尺用于标注每个真空袋中存放豆粒的最大高度。
同时，本发明还涉及一种大豆豆粒表型检测方法，包括以下步骤：
S1将待测大豆放入上料振动盘中，并将上料振动盘的出口对准置料盘，使得待测大豆在置料盘中均匀分布一层；
S2通过图像识别技术识别置料盘中大豆的豆粒数量N和颜色C，并记录；
S3将置料盘中的大豆转移至真空袋中，并将真空袋内空气排空，使得保鲜膜与大豆之间没有气体；
S4将封装后的真空袋放置于量筒中获得真空袋内大豆体积V，并记录；
S5获取封装后的真空袋重量W0,计算获得袋中大豆总重量W；
S6利用测量得到体积V和重量W数据计算豆粒密度和平均豆粒体积。
作为本发明的另一实施方式，还涉及一种大豆豆粒表型检测方法，包括以下步骤：
S1将待测大豆放入置料盘中；
S2使用机械手吸头将置料盘中的大豆转移至至真空袋中，当真空袋中豆粒的高度接近预设高度阈值时，停止倒入豆粒；
S2获取真空袋中豆粒重量W，并通过图像识别技术识别真空袋中豆粒数量N和颜色C，并记录；
S3将装有豆粒的真空袋内空气排空，使得保鲜膜与豆粒之间没有气体；
S4使用装水的量筒测量真空袋内豆粒体积V，并记录；
S5利用测量得到体积V和重量W数据计算豆粒密度和平均豆粒体积。
本发明的有益效果是：
1)利用自动化手段检测、记录数据，可以减少人工成本、提高检测效率，可进行批量检测；
2)通过多种测量装置和手段，可以获取更加丰富且准确的表型信息；
3)通过设置真空袋和真空机，使得豆粒不直接接触水，防止豆粒变形、变质，便于后续的存储和研究；
4)使用图像识别的方式进行豆粒的数量检测，对豆粒体积无要求，实用性较高。
附图说明
图1为本发明的一种大豆豆粒体积检测装置示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、置料盘，2、上料振动盘，3、真空机，3-1、伸缩机构，3-2、支撑圆筒，4、量筒，5、称重装置，6、机械臂。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
如图1所示，一种大豆豆粒表型检测装置，包括：工作台、多个间隔设置在所述工作台外缘的置料盘1、设置在所述工作台中央的机械臂6以及上料振动盘2；所述上料振动盘2用于将待检测的大豆运送至所述置料盘1中，使得待检测的大豆在所述置料盘1中均匀平铺。
所述机械臂6上安装有图像识别装置，所述图像识别装置配置为获取所述置料盘1中的大豆图像并从获取的图像分析以识别大豆数量和颜色；
所述机械臂6上还设有吸头，所述吸头用于将所述置料盘1中的大豆转移到一边的真空袋中；
所述工作台一侧还设有真空机3，所述真空机3用于抽出真空袋内的气体，并完成封口；所述真空机3的下方设置有伸缩机构3-1，所述伸缩机构3-1顶端设置有支撑圆筒3-2，所述支撑圆筒3-2上套装所述真空袋；所述真空袋为多个，用于封装待检测的大豆。
所述工作台的另一侧面还设有量筒4和称重装置5，所述量筒4放置在称重装置5的上表面；所述量筒4用于测量塑封后的真空袋中大豆体积，所述称重装置5用于测量每个真空袋中的大豆重量，所述称重装置5为去皮电子秤。
一种大豆豆粒表型检测方法，包括以下步骤：
S1将待测大豆放入上料振动盘2中，并将上料振动盘2的出口对准置料盘1，使得待测大豆在置料盘1中均匀分布一层；
S2通过图像识别技术识别置料盘1中大豆的豆粒数量N和颜色C，并记录；
S3将置料盘1中的大豆转移至真空袋中，并将真空袋内空气排空，使得保鲜膜与大豆之间没有气体；
S4将封装后的真空袋放置于量筒中获得真空袋内大豆体积V，并记录；
S5获取封装后的真空袋重量W0,计算获得袋中大豆总重量W；
S6利用测量得到体积V和重量W数据计算豆粒密度和平均豆粒体积。
实施例2
一种大豆豆粒表型检测装置，包括：工作台、设置在工作台上的置料盘1以及设置在所述工作台中央的机械臂6；
所述机械臂6上设有吸头，所述吸头用于将所述置料盘1中的大豆转移到一边的真空袋中；
所述工作台一侧还设有真空机3，所述真空机3用于抽出真空袋内的气体，并完成封口；所述真空机3的下方设置有伸缩机构3-1，所述伸缩机构3-1顶端设置有支撑圆筒3-2，所述支撑圆筒3-2上套装所述真空袋；所述真空袋为多个，用于封装待检测的大豆；
优选的，所述真空袋为长条型，开口端的尺寸L满足1d<L<2d，其中d为大豆平均直径；所述真空袋的一侧设有标尺，所述标尺用于标注每个真空袋中存放豆粒的最大高度。
进一步的，所述机械臂6上还安装有图像识别装置，所述图像识别装置配置为获取封装后真空袋中的大豆图像并从获取的图像分析以识别大豆数量和颜色；
所述工作台的另一侧面还设有量筒4和称重装置5，所述量筒4放置在称重装置5的上表面；所述量筒4用于测量塑封后的真空袋中大豆体积，所述称重装置5用于测量每个真空袋中的大豆重量，所述称重装置5为去皮电子秤。
一种大豆豆粒表型检测方法，包括以下步骤：
S1将待测大豆放入置料盘中；
S2使用机械手吸头将置料盘中的大豆转移至至真空袋中，当真空袋中豆粒的高度接近预设高度阈值时，停止倒入豆粒；
S2获取真空袋中豆粒重量W，并通过图像识别技术识别真空袋中豆粒数量N和颜色C，并记录；
S3将装有豆粒的真空袋内空气排空，使得保鲜膜与豆粒之间没有气体；
S4使用装水的量筒测量真空袋内豆粒体积V，并记录；
S5利用测量得到体积V和重量W数据计算豆粒密度和平均豆粒体积。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种大豆豆粒表型检测装置，其特征在于，包括：
工作台，配置有转动平面；
至少一个用于盛放大豆的置料盘(1)，所述置料盘(1)配置在所述转动平面；
图像识别装置，采集大豆图像并根据所述大豆图像识别大豆的数量和颜色；
真空包装装置，拾取至少一个所述置料盘(1)内的大豆并真空包装为包装物；
体积测量装置(4)，测量包装物的体积。
2.根据权利要求1所述的一种大豆豆粒表型检测装置，其特征在于，所述检测装置还包括：
机械臂，所述机械臂上配置有吸头，所述吸头用于将所述置料盘(1)中的大豆转移到所述真空袋中。
3.根据权利要求2所述的一种大豆豆粒表型检测装置，其特征在于，所述图像识别装置设置在所述机械臂上。
4.根据权利要求1所述的一种大豆豆粒表型检测装置，其特征在于：所述检测装置还包括称重装置，所述称重装置用于测量每个真空袋中的大豆重量。
5.根据权利要求1所述的一种大豆豆粒表型检测装置，其特征在于：所述检测装置还包括：上料振动盘(2)，用于将待检测的大豆运送至所述置料盘(1)中，使得待检测的大豆在所述置料盘(1)中均匀平铺。
6.根据权利要求1所述的一种大豆豆粒表型检测装置，其特征在于：所述真空机(3)的下方设置有伸缩机构(3-1)，所述伸缩机构(3-1)顶端设置有支撑圆筒(3-2)，所述支撑圆筒(3-2)上套装所述真空袋。
7.根据权利要求1或6所述的一种大豆豆粒表型检测装置，其特征在于：所述真空袋为长条型，开口端的尺寸L满足1d<L<2d，其中d为大豆平均直径。
8.根据权利要求7所述的一种大豆豆粒表型检测装置，其特征在于：所述真空袋的一侧设有标尺，所述标尺用于标注每个真空袋中存放豆粒的最大高度。
9.一种大豆豆粒表型检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1将待测大豆放入上料振动盘中，并将上料振动盘的出口对准置料盘，使得待测大豆在置料盘中均匀分布一层；
S2通过图像识别技术识别置料盘中大豆的豆粒数量N和颜色C，并记录；
S3将置料盘中的大豆转移至真空袋中，并将真空袋内空气排空，使得保鲜膜与大豆之间没有气体；
S4将封装后的真空袋放置于量筒中获得真空袋内大豆体积V，并记录；
S5获取封装后的真空袋重量W0,计算获得袋中大豆总重量W；
S6利用测量得到体积V和重量W数据计算豆粒密度和平均豆粒体积。
10.一种大豆豆粒表型检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1将待测大豆放入置料盘中；
S2使用机械手吸头将置料盘中的大豆转移至至真空袋中，当真空袋中豆粒的高度接近预设高度阈值时，停止倒入豆粒；
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