CN109719057A - 一种基于图像处理技术的小麦不完整粒检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于图像处理技术的小麦不完整粒的检测装置，包括机架、驱动部分、喂料部分、图像采集部分、处理及显示器、筛选机构、称重机构、毛刷。喂料部分可将多列小麦连续输向图像采集部分，供其识别检测，并在显示器上实时呈现结果；此后，利用识别数据控制筛选机构对小麦进行分类，由称重机构进行称量，并将数据传回主机。本发明可实现小麦不完整粒的智能检测及数据管理，具有效率高、自动化水平高、成本低、数据管理方便等优点。

Description

一种基于图像处理技术的小麦不完整粒检测装置

技术领域

本发明属于智能检测技术领域，涉及一种基于图像处理技术的小麦不完整粒的检测装置。

背景技术

小麦是重要的粮食作物，目前，针对其不完整粒的检测、分拣等工作依赖人力完成，不仅费时，且结果受个人的主观认识影响，缺乏准确性。这对于粮食的大批量检测、质量控制和管理、以及有效利用及其不利。因此，需要研究一种能实现自动化、智能检测、准确可靠的检测设备，替代对小麦不完整粒的人工鉴别。针对此现实需求，本发明提供了一种基于图像处理技术的小麦不完整粒的检测装置。它可运用于产线快速抽检、小麦储存及监管等，具有快速准确的优点和重要的实用价值。

发明内容

(内容一)欲解决的技术问题。

本发明旨在为小麦不完整粒的批量检测、分类提供一种可靠的解决方案，克服人工鉴别时存在的费时、主观误差等问题，以及现有检测手段的不足。达到智能检测、高效准确的目的，保证检测结果的客观性。

(内容二)技术路线。

本发明公开了一种基于图像处理技术的小麦不完整粒的检测装置，包括机架、驱动部分、喂料部分、图像采集部分、处理及显示器、筛选机构、称重机构、毛刷。喂料部分可将多列小麦连续输向图像采集部分，供其识别检测，并在显示器上实时呈现检测结果；此后，利用识别数据控制筛选机构对小麦进行分类，由称重机构进行称量，并将数据传回主机，计算出一批小麦中各类别重量及所占比例。

其中，所述喂料部分有漏斗、传送带和以及连接漏斗和传送带的滑槽组成。漏斗的喂料口处设有一挡板。滑槽分为两段，一段连接喂料口，且下端与机架铰接，贴近传送带，上端安装在弧形支架上，可沿支架的轨道调节滑槽的坡度；另一段固定在机架上，且盖在传送带表面。滑槽设有四个通道，可将小麦分为单层四列排布在传送带表面，随传送带通过图像采集区域。

其中，所述图像采集部分包括单个CCD相机、偏振镜和环形LED光源。采用偏振镜以解决反光问题，采用环形LED光源以减少照明阴影的影响，从而获得质量较好的原始图像。

其中，所述处理及显示器由主机和显示屏构成，用于对来自图像采集部分的原始图像进行处理和识别，向筛选机构和称重机构发出控制指令，并实时显示一批小麦的检测结果（如原始图像、识别图像、完整率、重量等数据）。

其中，所述筛选机构包括四通道斜槽、喷气管、斜槽支架。斜槽并行排列四个通道，每个通道内分割出三个阶梯状小通道，在每个阶梯交叉口处安装一个喷气管。通过识别数据，主机可控制喷气管动作，从而将小麦分为完整粒、破损粒、杂质三类，分别进入三个小通道。斜槽支架为弧形，斜槽可沿支架的弧形槽调节坡度，控制小麦下滑速度。

其中，所述称重机构包括三个称量桶、出料门、集料箱。三个称量桶均采用压力传感器，分别用于称量完整粒、破损粒、杂质重量并将数据传回主机；当称量桶内颗粒重量达到预设值时，主机将控制微型电机，驱动出料门打开；各类颗粒暂存于集料箱，以便按预定重量打包。在本发明权利要求范围之外，也可扩展自动打包机构，实现自动化封装。

其中，所述毛刷安装在传送带下方，贴近传送带表面，用于清洁传送带。

(内容三)技术优点。

本发明所公开的技术路线具有几个显著优势：所述喂料部分可将小麦分为单层四列，匀速通过图像采集区域，实现多通道检测，提高了检测效率；所述图像采集部分采用单个CCD相机和环形LED光源，采集到的原始图像通过基于Matlab编写的软件处理，可得目标区域图像和识别结果，降低了成本；所述筛选机构和称重机构可实现智能筛选、自动出料，为小麦的批量检测和分类存储提供便利可靠的解决方案；所述处理及显示器可管控整个装置的动作并实时显示检测结果，且检测数据可与管理系统对接。整个装置效率高、自动化水平高、数据管理方便，每秒可完成20粒小麦的检测。

附图说明

图1为本发明所公开的一种基于图像处理技术的小麦不完整粒检测装置的等轴测图。

图2为本发明所公开的一种基于图像处理技术的小麦不完整粒检测装置的后部右侧视图。

图3为本发明所公开的一种基于图像处理技术的小麦不完整粒检测装置的正视结构图，且标注了各部分结构名称。

图4为本发明所公开的一种基于图像处理技术的小麦不完整粒检测装置的喂料部分滑槽的结构图。

图5为本发明所公开的一种基于图像处理技术的小麦不完整粒检测装置的筛选机构斜槽的结构图。

附图标注说明：1. 处理及显示器：1-1.主机；1-2.显示屏 2. 喂料部分：2-1.喂料漏斗；2-2.喂料滑槽1；2-3.喂料滑槽2；2-4.传送带；2-5.滑槽支架；2-6.传送带轮 3. 图像采集部分：3-1.CCD相机；3-2.环形LED光源；3-3.相机支架 4. 筛选机构：4-1.斜槽；4-2.斜槽支架 5. 称重机构：5-1.称量桶（3个）；5-2.集料箱 6. 驱动部分：6-1.电机；6-2.皮带轮7. 毛刷 8. 机架 9. 供气部分：9-1.空气压缩机；9-2.输气管 10. 万向轮。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

如图1和图4，漏斗中的小麦由第一段斜置滑槽的四个通道初步分为四列，滑至传送带表面；第二段滑槽紧贴传送带表面安装，其下表面设有四个通道，均允许单层单列小麦通过，小麦随传送带通过第二个滑槽后，被分为单层四列，依次排布在传送带表面，为图像采集做好准备。此外，第一段斜置滑槽可通过弧形支架调节坡度，从而使小麦达到适当的下滑速度。

如图1，横梁上设有一列安装孔位，CCD相机和环形LED光源均安装在支架横梁上，横梁可沿左右立柱的轨道上下调节，从而调节相机、光源与传送带表面的距离。CCD相机镜头上加装有偏振镜，以解决发光的影响。整个图像采集部分只负责获取小麦的原始图像，然后由软件处理得到目标图像，进而进行识别。

如图1和图5，传送带将识别后小麦输送至筛选机构，筛选机构的斜槽有四列主通道，每个主通道有分为三列阶梯状的小通道。在每个阶梯处安装有一个喷气管，每个主通道共两个喷气管。管口对准右侧相邻小通道的入口。每个喷气管均与一个高速电磁阀相连，主机可利用识别后的数据，控制电磁阀，通过吹气，使识别到的不同小麦进入不同的小通道。从而将依次到达斜槽的小麦分为完整粒、破损粒和杂质。

进一步的，例如，当一列小麦依次进入斜槽主通道①时，若小麦为完整粒，则喷气管1不吹气，小麦从小通道A滑下；若小麦为破损粒，则喷气管1吹气，小麦进入小通道B，喷气管2不吹气，小麦从小通道B滑下；若小麦为杂质，则喷气管1吹气，小麦进入小通道B，喷气管2吹气，小麦进入小通道C，并沿小通道C滑下。

如图1，三类颗粒物会分别进入称重机构的三个称量桶，依靠压力传感器，可分别称量完整粒、破损粒、杂质重量并将数据传回主机，计算各类比重并显示；当称量桶内颗粒重量达到预设值时，主机将控制微型电机，以驱动出料门打开。三类颗粒物会分别暂存于三个集料箱，以便定量打包。

Claims (7)

1.基于图像处理技术的小麦不完整粒检测装置，其特征在于，包括：机架和安装在机架上的驱动部分、喂料部分、图像采集部分、处理及显示器、筛选机构、称重机构、毛刷；所述喂料部分、图像采集部分、处理及显示器可完成小麦不完整粒的识别和结果实时显示，筛选机构及称重机构可完成对小麦颗粒的分类、称量和出料；毛刷则用于保持传送带表面清洁。

2.根据权利要求1所述的基于图像处理技术的小麦不完整粒检测装置，其特征在于，所述喂料部分包括漏斗、滑槽、传送带；漏斗固定在机架上，位于传送带上方，其喂料口处设有挡板；滑槽连接喂料口和传送带。

3.根据权利要求2所述的基于图像处理技术的小麦不完整粒检测装置，其特征在于，所述滑槽共设有四个通道，每个通道均允许单层单列小麦通过，小麦颗粒被滑槽分散为四列，以供图像采集部分拍照；从而实现多通道检测，提高检测效率。

4.根据权利要求1所述的基于图像处理技术的小麦不完整粒检测装置，其特征在于，所述图像采集部分包括CCD相机、偏振镜、光源、支架；图像采集部分主要采集小麦的原始图像，提供给主机处理。

5.根据权利要求1所述的基于图像处理技术的小麦不完整粒检测装置，其特征在于，所述处理及显示器包括主机和显示屏；通过基于Matlab的小麦不完整粒识别软件，可处理CCD相机所采集的原始图像，并在显示屏上呈现原始图像，以及处理后的目标图像、识别图像和完整比率等结果。

6.根据权利要求1所述的基于图像处理技术的小麦不完整粒检测装置，其特征在于，所述筛选机构包括四通道斜槽、喷气管、斜槽支架；多通道斜槽通过弧形斜槽支架与机架相连，并且可沿支架上的安装轨道调节安装角度；主机可利用小麦的识别数据来控制喷气管动作，最终将小麦分为完整粒、破损粒和杂质三类。

7.根据权利要求1所述的基于图像处理技术的小麦不完整粒检测装置，其特征在于，所述称重机构包括称量桶、出料门、集料箱；称量桶共三个，且均采用压力传感器，分别称量完整粒、破损粒、杂质重量并将数据传回主机；当称量桶内颗粒重量达到预设值时，主机将控制微型电机，以驱动出料门打开。