CN109590235A - 基于机器视觉的大豆检测系统 - Google Patents

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CN109590235A CN201811608122.3A CN201811608122A CN109590235A CN 109590235 A CN109590235 A CN 109590235A CN 201811608122 A CN201811608122 A CN 201811608122A CN 109590235 A CN109590235 A CN 109590235A
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苏文海
闫聪杰
台文硕
冯槐区
刘敬国
刘辉
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Northeast Agricultural University
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Northeast Agricultural University
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07C—POSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
    • B07C5/00—Sorting according to a characteristic or feature of the articles or material being sorted, e.g. by control effected by devices which detect or measure such characteristic or feature; Sorting by manually actuated devices, e.g. switches
    • B07C5/34—Sorting according to other particular properties

Abstract

本发明旨在提供一种基于机器视觉的大豆检测系统，该系统由机械平台、输送系统、视觉系统构成。输送系统由电机，带轮和冲孔式输送带组成，通过电机带动带轮，带轮传动给冲孔式输送带，从而完成每颗大豆种子的等间隔输送工作。视觉系统由照明箱，光源和CCD摄像头组成，在传送大豆种子的过程中，把大豆种子的整个球状表面完全呈现给摄像头，使摄像头实时摄取到大豆种子的形状、颜色、缺陷等视觉信息，为大豆种子的分选提供支持。光源为摄像头提供了均匀且恒定的光照，可以得到高品质的大豆种子的表皮图像，为大豆种子的分选的图像后期处理和识别提供便利。

Description

基于机器视觉的大豆检测系统
技术领域：
本发明涉及农业工程领域，具体涉及一种基于机器视觉的大豆检测系统。
背景技术：
大豆是我国主要传统粮食作物之一，长期以来，大豆产量一直位居世界产量第四位。大豆富含植物蛋白质，营养价值高，主要用于豆制品深加工、提炼食物油和制作动物饲料等等。近年来，在农业部实施大豆振兴计划的带动下，中国大豆的种植面积逐年猛增。对大豆的选种、出口、加工的质量标准也越来越严格。目前，市场上的大豆选种机、精选器等，基本利用震动、离心、摩擦等机械原理设计而成，产品体积大，笨重且精度低，一般用于前期分选去除杂质。用机械完成脱粒且大豆不受损伤是非常不容易的，粗硬的大豆秸秆同时进入脱粒装置受到机械作用，脱粒的大豆很容易造成脆性而破裂或不同程度的隐性损伤。为达到更高的质量标准必须进一步精选，应用比较广泛的精选方法有：电解法、机器视觉等。电解法能够精确的测量籽粒的成分，但价格昂贵，效率低，并且要求专业的操作人员，只适合作为实验研究使用。随着图像处理技术的发展，机器视觉技术被广泛的应用于农产品品质检测与分级。目前国内对大豆检测方面研究较少，且检测也主要集中在静态大豆的计算机图像处理上，针对以上问题，设计了一种更准确的实时检测大豆整个表面的一种机器视觉的大豆检测系统。
发明内容：
为了克服传统识别的种种问题，本发明提供一种基于机器视觉的大豆检测系统，能够克服上述传统识别不能全方位识别的不足，同时能够实现对大豆的分选。
为实现上述目的，本发明的目的是为克服传统采集大豆种子的图像因三种情况下导致的模糊等不足，这三种情况分别是因重复采集而导致的、因漏采而导致的和因大豆在旋转状态下采集而导致的，提供了一种基于机器视觉的大豆检测系统，其特征在于：该装置由机械平台、输送系统、视觉系统构成，机械平台由机架(1)、输送台板(16)构成，输送系统由电机固定架 (2)、电机(3)、主动轮固定架(4)、主动轮(5)、皮带轮(6)、皮带(7)、排种孔(8)、输送带(9)、从动轮固定架(14)、从动轮(15)构成，视觉系统由CCD摄像头(10)、照明箱(11)、光源(12)、照明箱支撑板(13)构成，其中机架(1)用于连接和支撑各部分机构，电机(2)由电机固定架(3)固定在输送台板(16)上，主动轮(5)由两个轴承固定并由两个主动轮固定架(4) 连接在输送台板(16)上，从动轮(15)由从动轮固定架(14)连接在输送台板(16)上，输送带(9)由主动轮(5)、从动轮(15)固定，且输送带(9) 是带有排种孔(8)，用于把待选的豆粒由排种器播散到排种孔(8)中，照明箱 (11)穿过输送带(9)且由照明箱支撑板(13)固定在输送台板(16)上，在输送带上方、下方各安装一个CCD摄像头(10)，并把大豆整个表面呈现给摄像机，使摄像机实时摄取到大豆的形状、颜色、缺陷等视觉信息，由电脑对所拍摄到的大豆种子图像进行处理和识别，在照明箱(11)中顶角处安装光源(12)，光源(12)为CCD摄像头(10)提供了均匀且恒定的光照，保证了在视区内，可以得到高品质的关于大豆种子的表皮图像，为图像的后期处理和识别提供便利。
如权利要求1所述的一种基于机器视觉的大豆精选装置，其特征在于：输送带(9)的上、下方各安装一个CCD摄像头(10)，可同时捕捉到大豆种子的上下表面，在CCD摄像头(10)提取图像时，大豆种子处于一个水平移动状态，避免因大豆种子转动而造成图像模糊等问题。
本发明与现有技术比较，有如下优点和有益效果：
本发明能有效的实时检测大豆，大豆只处于水平移动状态，克服了传统大豆单面拍摄或因转动而造成图像模糊，且大豆是椭球形，难以保证每颗大豆按一定角度旋转，出现了重复采集或漏采的问题，减少了计算机的处理时间，加快了检测效率。
附图说明：
图1为本发明的简图
图2为本发明的主视图
图3为本发明的左视图
图4为本发明的俯视图
图5为视觉系统剖视图
图1中，1、机架；2、电机固定架；3、电机；4、主动轮固定架；5、主动轮；6、皮带轮；7、皮带；8、排种孔；9、输送带；10、CCD摄像头；11、照明箱；12、光源；13、照明箱支撑板；14、从动轮固定架；15、从动轮；16、输送台板。
图2中，1、机架；2、电机固定架；3、电机；4、主动轮固定架；5、主动轮；6、皮带轮；7、皮带；9、输送带；10、CCD摄像头；11、照明箱；12、光源；13、照明箱支撑板；14、从动轮固定架；15、从动轮；16、输送台板。
图3中，1、机架；3、电机；4、主动轮固定架；5、主动轮；6、皮带轮； 7、皮带；16、输送台板。
图4中，1、机架；3、电机；4、主动轮固定架；5、主动轮；6、皮带轮； 7、皮带；8、排种孔；9、输送带；10、CCD摄像头；11、照明箱；13、照明箱支撑板；14、从动轮固定架；15、从动轮；16、输送台板。
图5中，8、排种孔；9、输送带；10、CCD摄像头；11、照明箱；12、光源；
具体实施方式：
本发明的目的是为克服传统采集大豆种子的图像因三种情况下导致的模糊等不足，这三种情况分别是因重复采集而导致的、因漏采而导致的和因大豆在旋转状态下采集而导致的，提供了一种基于机器视觉的大豆检测系统，其特征在于：该装置由机械平台、输送系统、视觉系统构成，机械平台由机架(1)、输送台板(16)构成，输送系统由电机固定架(2)、电机(3)、主动轮固定架(4)、主动轮(5)、皮带轮(6)、皮带(7)、排种孔(8)、输送带(9)、从动轮固定架(14)、从动轮(15)构成，视觉系统由CCD摄像头(10)、照明箱(11)、光源(12)、照明箱支撑板(13)构成，其中机架(1)用于连接和支撑各部分机构，电机(2)由电机固定架(3)固定在输送台板(16)上，主动轮(5)由两个轴承固定并由两个主动轮固定架(4)连接在输送台板(16) 上，从动轮(15)由从动轮固定架(14)连接在输送台板(16)上，输送带(9) 由主动轮(5)、从动轮(15)固定，且输送带(9)是带有排种孔(8)，用于把待选的豆粒由排种器播散到排种孔(8)中，照明箱(11)穿过输送带(9)且由照明箱支撑板(13)固定在输送台板(16)上，在输送带上方、下方各安装一个CCD摄像头(10)，并把大豆整个表面呈现给摄像机，使摄像机实时摄取到大豆的形状、颜色、缺陷等视觉信息，由电脑对所拍摄到的大豆种子图像进行处理和识别，在照明箱(11)中顶角处安装光源(12)，光源(12)为CCD 摄像头(10)提供了均匀且恒定的光照，保证了在视区内，可以得到高品质的关于大豆种子的表皮图像，为图像的后期处理和识别提供便利。
如权利要求1所述的一种基于机器视觉的大豆检测系统，其特征在于：输送带(9)的上、下方各安装一个CCD摄像头(10)，可同时捕捉到大豆种子的上下表面，在CCD摄像头(10)提取图像时，大豆种子处于一个水平移动状态，避免因大豆种子转动而造成图像模糊等问题。
一种基于机器视觉的大豆检测系统工作时，通过电机(3)带动带轮，带轮传动给冲孔式输送带(9)，从而完成每颗大豆种子的等间隔输送工作。在传送大豆种子的过程中，把大豆种子的整个球状表面完全呈现给摄像头(10)，使摄像头(10)实时摄取到大豆种子的形状、颜色、缺陷等视觉信息，为大豆种子的分选提供支持。光源(12)为摄像头(10)提供了均匀且恒定的光照，可以得到高品质的大豆种子的表皮图像，为大豆种子的分选的图像后期处理和识别提供便利。

Claims (2)

1.本发明的目的是为克服传统采集大豆种子的图像因三种情况下导致的模糊等不足，这三种情况分别是因重复采集而导致的、因漏采而导致的和因大豆在旋转状态下采集而导致的，提供了一种基于机器视觉的大豆检测系统，其特征在于：该装置由机械平台、输送系统、视觉系统构成，机械平台由机架(1)、输送台板(16)构成，输送系统由电机固定架(2)、电机(3)、主动轮固定架(4)、主动轮(5)、皮带轮(6)、皮带(7)、排种孔(8)、输送带(9)、从动轮固定架(14)、从动轮(15)构成，视觉系统由CCD摄像头(10)、照明箱(11)、光源(12)、照明箱支撑板(13)构成，其中机架(1)用于连接和支撑各部分机构，电机(2)由电机固定架(3)固定在输送台板(16)上，主动轮(5)由两个轴承固定并由两个主动轮固定架(4)连接在输送台板(16)上，从动轮(15)由从动轮固定架(14)连接在输送台板(16)上，输送带(9)由主动轮(5)、从动轮(15)固定，且输送带(9)是带有排种孔(8)，用于把待选的豆粒由排种器播散到排种孔(8)中，照明箱(11)穿过输送带(9)且由照明箱支撑板(13)固定在输送台板(16)上，在输送带上方、下方各安装一个CCD摄像头(10)，并把大豆整个表面呈现给摄像机，使摄像机实时摄取到大豆的形状、颜色、缺陷等视觉信息，由电脑对所拍摄到的大豆种子图像进行处理和识别，在照明箱(11)中顶角处安装光源(12)，光源(12)为CCD摄像头(10)提供了均匀且恒定的光照，保证了在视区内，可以得到高品质的关于大豆种子的表皮图像，为图像的后期处理和识别提供便利。
2.如权利要求1所述的一种基于机器视觉的大豆精选装置，其特征在于：输送带(9)的上、下方各安装一个CCD摄像头(10)，可同时捕捉到大豆种子的上下表面，在CCD摄像头(10)提取图像时，大豆种子处于一个水平移动状态，避免因大豆种子转动而造成图像模糊等问题。
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