CN111387087A - 一种鸡蛋孵化程度自动化检测系统 - Google Patents

一种鸡蛋孵化程度自动化检测系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种鸡蛋孵化程度自动化检测系统，包括：第一图像成像模块，用于形成第一图像；厚度获取模块，用于获取胚胎的第一厚度ha与蛋清的第二厚度hb；电磁波发生与接收模块，用于通过电磁波发生器向待测鸡蛋发射电磁波，通过信号接收器接收从待测鸡蛋反馈回来的回波，并记录电磁波的回波时间Δt；传播速度求解模块，用于求解第一传播速度v1和第二传播速度v2；介电常数求解模块，用于求解第一介电常数ε1和第二介电常数ε2；孵化情况判断模块，用于根据第一介电常数ε1、第二介电常数ε2、第一介电常数ε1的第一预设区间以及第二介电常数ε2的第二预设区间，判断待测鸡蛋的孵化情况。在本发明中，通过本系统检测的待测鸡蛋的孵化情况，有效提高检测的准确性。

Description

一种鸡蛋孵化程度自动化检测系统
技术领域
本发明涉及鸡蛋孵化技术领域，特别涉及一种鸡蛋孵化程度自动化检测系统。
背景技术
不同孵化天数的鸡蛋的孵化程度，各不相同，传统的鸡蛋孵化程度检测一般通过照蛋器照射，然后通过肉眼观察胚胎的发育情况，根据胚胎的发育情况判断鸡蛋的孵化程度；肉眼观察时，因人为因素，容易产生误判的情况，容易将为受精的种蛋判断为已受精的种蛋，容易将胚胎发育不良的种蛋判断为胚胎发育良好的种蛋；大大降低检测的准确性。
发明内容
有鉴于现有技术存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是，提供一种鸡蛋孵化程度自动化检测系统，旨在实现对鸡蛋孵化程度的检测，提高对鸡蛋孵化程度检测的准确性。
为实现上述目的，本发明提供一种鸡蛋孵化程度自动化检测系统，所述系统包括：
第一图像成像模块，用于形成第一图像；通过照蛋器照射待测鸡蛋，并通过高清成像设备对所述待测鸡蛋的胚胎与蛋清进行成像，形成所述第一图像；
厚度获取模块，用于通过所述第一图像，获取所述胚胎的第一厚度ha与所述蛋清的第二厚度hb；
电磁波发生与接收模块，用于通过电磁波发生器向所述待测鸡蛋发射电磁波，通过信号接收器接收从所述待测鸡蛋反馈回来的回波，并记录所述电磁波的回波时间Δt；其中，所述回波时间Δt包括第一回波时间Δt1和第二回波时间Δt2，所述第一回波时间Δt1为所述电磁波相对于所述蛋清的回波时间，所述第二回波时间Δt2为所述电磁波相对于所述胚胎的回波时间；
传播速度求解模块，用于根据所述第二回波时间Δt2和所述第一厚度ha，求解所述电磁波在所述胚胎内的第一传播速度v1；根据所述第一回波时间Δt1和所述第二厚度hb，求解所述电磁波在所述蛋清内的第二传播速度v2；其中，所述第一传播速度v1满足：
Figure BDA0002445183600000021
所述第二传播速度v2满足：
Figure BDA0002445183600000022
介电常数求解模块，用于根据所述第一传播速度v1和所述第一厚度ha，求解所述胚胎的第一介电常数ε1；根据所述第二传播速度v2和所述第二厚度hb，求解所述蛋清的第二介电常数ε2；其中，所述第一介电常数ε1满足：
Figure BDA0002445183600000023
所述第二介电常数ε2满足：
Figure BDA0002445183600000024
c为所述电磁波在空气中的传播速度；
孵化情况判断模块，用于根据所述第一介电常数ε1、所述第二介电常数ε2、所述第一介电常数ε1的第一预设区间以及所述第二介电常数ε2的第二预设区间，判断所述待测鸡蛋的孵化情况。
在该技术方案中，首先通过照蛋器对所述待测鸡蛋进行照蛋操作，方便所述高清成像设备对所述待测鸡蛋进行成像，其次，通过对所述待测鸡蛋的所述蛋清和所述胚胎进行成像，有效提高测量所述胚胎的所述第一厚度ha与所述蛋清的所述第二厚度hb的精确度，有效避免直接通过电磁波测量所述胚胎的所述第一厚度ha与所述蛋清的所述第二厚度hb时，因所述待测鸡蛋对电磁波吸收率过高而造成的误差；通过求解第一介电常数ε1和第二介电常数ε2，并将其与之相对应的预设区间进行对比，可以准确地判断出所述待测鸡蛋的孵化程度，相对于人眼直接观察胚胎来判断孵化程度，大大提高了判断的准确性。
在一具体实施方式中，所述第一介电常数ε1和所述第二介电常数ε2随着所述待测鸡蛋的胚胎发育周期而变化；即所述待测鸡蛋的孵化程度不同，所述第一介电常数ε1和所述第二介电常数ε2也不同。
在一具体实施方式中，所述孵化情况判断模块具体包括：
第一判断模块，用于判断所述待测鸡蛋是否为受精成功的种蛋；将所述第一介电常数ε1与所述第一预设区间进行对比，判断所述第一介电常数ε1是否位于所述第一预设区间内；将所述第二介电常数ε2与所述第二预设区间进行对比；判断所述第二介电常数ε2是否位于所述第二预设区间内；若所述第一介电常数ε1位于所述第一预设区间内且所述第二介电常数ε2位于所述第二预设区间内，则所述待测鸡蛋为受精成功的种蛋；
第二判断模块，用于判断所述待测鸡蛋是否为胚胎发育良好的种蛋；将所述第一介电常数ε1与所述第一预设区间的第一子区间进行对比，将所述第二介电常数ε2与所述第二预设区间的第二子区间进行对比，判断所述待测鸡蛋是否为胚胎发育良好的种蛋；若所述第一介电常数ε1位于所述第一预设区间的所述第一子区间内且所述第二介电常数ε2位于所述第二预设区间的所述第二子区间内，则所述待测鸡蛋为胚胎发育良好的种蛋；
第三判断模块，用于判断所述待测鸡蛋的胚胎发育的程度；将所述第一介电常数ε1与所述第一预设区间的第三子区间进行对比，将所述第二介电常数ε2与所述第二预设区间的第四子区间进行对比，判断所述待测鸡蛋的胚胎发育所处的阶段，即所述待测鸡蛋的胚胎发育的程度；其中，所述第三子区间位于所述第一子区间内，所述第四子区间位于所述第二子区间内。
在一具体实施方式中，所述系统还包括：
夹持固定模块，用于控制夹持器对所述待测鸡蛋进行夹持固定；使所述鸡蛋处于平放的状态。
在该技术方案中，通过对所述待测鸡蛋进行夹持，方便照蛋操作，且有效提高检测的准确度。
在一具体实施方式中，所述照蛋器照射的第一方向、所述高清成像设备成像的第二方向以及所述电磁波发生器发射电磁波的第三方向，这三个方向一致且正对所述待测鸡蛋。
在该技术方案中，将三个方向的方向设置为一致，提高检测的准确度。
在一具体实施方式中，所述高清成像设备所形成的所述第一图像与所述待测鸡蛋的比例关系为1:1。
在该技术方案中，通过将成像比例设置为1:1，方便测量。
本发明的有益效果是：在本发明中，首先通过照蛋器对所述待测鸡蛋进行照蛋操作，方便所述高清成像设备对所述待测鸡蛋进行成像，其次，通过对所述待测鸡蛋的所述蛋清和所述胚胎进行成像，有效提高测量所述胚胎的所述第一厚度ha与所述蛋清的所述第二厚度hb的精确度，有效避免直接通过电磁波测量所述胚胎的所述第一厚度ha与所述蛋清的所述第二厚度hb时，因所述待测鸡蛋对电磁波吸收率过高而造成的误差；通过求解第一介电常数ε1和第二介电常数ε2，并将其与之相对应的预设区间进行对比，可以准确地判断出所述待测鸡蛋的孵化程度，相对于人眼直接观察胚胎来判断孵化程度，大大提高了判断的准确性。
附图说明
图1为本发明一具体实施方式中一种鸡蛋孵化程度自动化检测系统的系统框图；图2为本发明一具体实施方式中一种鸡蛋孵化程度检测方法的流程框图；
图3为本发明一具体实施方式中待测鸡蛋的胚胎与蛋清结构示意图；
图4为本发明一具体实施方式中电磁波在待测鸡蛋中的传播路径图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
如图1-4所示，在本发明的第一实施例中，提供一种鸡蛋孵化程度自动化检测系统，所述系统包括：
第一图像成像模块100，用于形成第一图像；通过照蛋器照射待测鸡蛋，并通过高清成像设备对所述待测鸡蛋的胚胎与蛋清进行成像，形成所述第一图像；
厚度获取模块200，用于通过所述第一图像，获取所述胚胎的第一厚度ha与所述蛋清的第二厚度hb；
电磁波发生与接收模块300，用于通过电磁波发生器向所述待测鸡蛋发射电磁波，通过信号接收器接收从所述待测鸡蛋反馈回来的回波，并记录所述电磁波的回波时间Δt；其中，所述回波时间Δt包括第一回波时间Δt1和第二回波时间Δt2，所述第一回波时间Δt1为所述电磁波相对于所述蛋清的回波时间，所述第二回波时间Δt2为所述电磁波相对于所述胚胎的回波时间；
传播速度求解模块400，用于根据所述第二回波时间Δt2和所述第一厚度ha，求解所述电磁波在所述胚胎内的第一传播速度v1；根据所述第一回波时间Δt1和所述第二厚度hb，求解所述电磁波在所述蛋清内的第二传播速度v2；其中，所述第一传播速度v1满足：
Figure BDA0002445183600000061
所述第二传播速度v2满足：
Figure BDA0002445183600000062
介电常数求解模块500，用于根据所述第一传播速度v1和所述第一厚度ha，求解所述胚胎的第一介电常数ε1；根据所述第二传播速度v2和所述第二厚度hb，求解所述蛋清的第二介电常数ε2；其中，所述第一介电常数ε1满足：
Figure BDA0002445183600000063
所述第二介电常数ε2满足：
Figure BDA0002445183600000064
c为所述电磁波在空气中的传播速度；
孵化情况判断模块600，用于根据所述第一介电常数ε1、所述第二介电常数ε2、所述第一介电常数ε1的第一预设区间以及所述第二介电常数ε2的第二预设区间，判断所述待测鸡蛋的孵化情况。
在本实施例中，所述第一介电常数ε1和所述第二介电常数ε2随着所述待测鸡蛋的胚胎发育周期而变化；即所述待测鸡蛋的孵化程度不同，所述第一介电常数ε1和所述第二介电常数ε2也不同。
在本实施例中，所述孵化情况判断模块600具体包括：
第一判断模块601，用于判断所述待测鸡蛋是否为受精成功的种蛋；将所述第一介电常数ε1与所述第一预设区间进行对比，判断所述第一介电常数ε1是否位于所述第一预设区间内；将所述第二介电常数ε2与所述第二预设区间进行对比；判断所述第二介电常数ε2是否位于所述第二预设区间内；若所述第一介电常数ε1位于所述第一预设区间内且所述第二介电常数ε2位于所述第二预设区间内，则所述待测鸡蛋为受精成功的种蛋；
第二判断模块602，用于判断所述待测鸡蛋是否为胚胎发育良好的种蛋；将所述第一介电常数ε1与所述第一预设区间的第一子区间进行对比，将所述第二介电常数ε2与所述第二预设区间的第二子区间进行对比，判断所述待测鸡蛋是否为胚胎发育良好的种蛋；若所述第一介电常数ε1位于所述第一预设区间的所述第一子区间内且所述第二介电常数ε2位于所述第二预设区间的所述第二子区间内，则所述待测鸡蛋为胚胎发育良好的种蛋；
第三判断模块603，用于判断所述待测鸡蛋的胚胎发育的程度；将所述第一介电常数ε1与所述第一预设区间的第三子区间进行对比，将所述第二介电常数ε2与所述第二预设区间的第四子区间进行对比，判断所述待测鸡蛋的胚胎发育所处的阶段，即所述待测鸡蛋的胚胎发育的程度；其中，所述第三子区间位于所述第一子区间内，所述第四子区间位于所述第二子区间内。
在本实施例中，所述系统还包括：
夹持固定模块700，用于控制夹持器对所述待测鸡蛋进行夹持固定；使所述鸡蛋处于平放的状态。
在本实施例中，所述照蛋器照射的第一方向、所述高清成像设备成像的第二方向以及所述电磁波发生器发射电磁波的第三方向，这三个方向一致且正对所述待测鸡蛋。
在本实施例中，所述高清成像设备所形成的所述第一图像与所述待测鸡蛋的比例关系为1:1。
下面，对本实施例中的相关公式进行推导：
如图4所示，A0为所述电磁波发生器发射的电磁波，A1为所述电磁波经所述蛋清反射回来的电磁波，为所述信号接收器第一次接收到的电磁波，A2为所述电磁波经所述蛋清折射回来的电磁波，为所述信号接收器第二次接收到的电磁波，A3为所述电磁波经所述蛋清和所述胚胎折射回来的电磁波，为所述信号接收器第三次接收到的电磁波；所述信号接收器接收到所述A2的时间与所述电磁波发生器发射电磁波的时间的时间间隔为所述第一回波时间Δt1；所述信号接收器接收到所述A2的时间与所述信号接收器接收到所述A3的时间的时间间隔为所述第二回波时间Δt2；
所述第一传播速度v1、所述第二回波时间Δt2和所述第一厚度ha三者满足如下关系式：
Figure BDA0002445183600000081
即所述第一传播速度
Figure BDA0002445183600000082
所述第二传播速度v2、所述第一回波时间Δt1和所述第二厚度hb三者满足如下关系式：
Figure BDA0002445183600000083
即所述第二传播速度
Figure BDA0002445183600000084
电磁波在介质中的传播速度与介电常数的关系为：
Figure BDA0002445183600000085
联立(1)(3)可得所述第一介电常数
Figure BDA0002445183600000086
联立(2)(3)可得所述第二介电常数
Figure BDA0002445183600000087
如图1-4所示，在本发明的第二实施例中，提供一种鸡蛋孵化程度检测方法，所述方法包括如下步骤：
步骤S1、通过照蛋器照射待测鸡蛋，并通过高清成像设备对所述待测鸡蛋的胚胎与蛋清进行成像，形成第一图像；通过所述第一图像，获取所述胚胎的第一厚度ha与所述蛋清的第二厚度hb；
步骤S2、通过电磁波发生器向所述待测鸡蛋发射电磁波，通过信号接收器接收从所述待测鸡蛋反馈回来的回波，并记录所述电磁波的回波时间Δt；其中，所述回波时间Δt包括第一回波时间Δt1和第二回波时间Δt2，所述第一回波时间Δt1为所述电磁波相对于所述蛋清的回波时间，所述第二回波时间Δt2为所述电磁波相对于所述胚胎的回波时间；根据所述第二回波时间Δt2和所述第一厚度ha，求解所述电磁波在所述胚胎内的第一传播速度v1；根据所述第一回波时间Δt1和所述第二厚度hb，求解所述电磁波在所述蛋清内的第二传播速度v2；其中，所述第一传播速度v1满足：
Figure BDA0002445183600000091
所述第二传播速度v2满足：
Figure BDA0002445183600000092
步骤S3、根据所述第一传播速度v1和所述第一厚度ha，求解所述胚胎的第一介电常数ε1；根据所述第二传播速度v2和所述第二厚度hb，求解所述蛋清的第二介电常数ε2；其中，所述第一介电常数ε1满足：
Figure BDA0002445183600000093
所述第二介电常数ε2满足：
Figure BDA0002445183600000094
c为所述电磁波在空气中的传播速度；
步骤S4、根据所述第一介电常数ε1、所述第二介电常数ε2、所述第一介电常数ε1的第一预设区间以及所述第二介电常数ε2的第二预设区间，判断所述待测鸡蛋的孵化情况。
在本实施例中，所述第一介电常数ε1和所述第二介电常数ε2随着所述待测鸡蛋的胚胎发育周期而变化；即所述待测鸡蛋的孵化程度不同，所述第一介电常数ε1和所述第二介电常数ε2也不同。
在本实施例中，所述步骤S4具体包括：
步骤S41、将所述第一介电常数ε1与所述第一预设区间进行对比，判断所述第一介电常数ε1是否位于所述第一预设区间内；将所述第二介电常数ε2与所述第二预设区间进行对比；判断所述第二介电常数ε2是否位于所述第二预设区间内；若所述第一介电常数ε1位于所述第一预设区间内且所述第二介电常数ε2位于所述第二预设区间内，则所述待测鸡蛋为受精成功的种蛋；
步骤S42、将所述第一介电常数ε1与所述第一预设区间的第一子区间进行对比，将所述第二介电常数ε2与所述第二预设区间的第二子区间进行对比，判断所述待测鸡蛋是否为胚胎发育良好的种蛋；若所述第一介电常数ε1位于所述第一预设区间的所述第一子区间内且所述第二介电常数ε2位于所述第二预设区间的所述第二子区间内，则所述待测鸡蛋为胚胎发育良好的种蛋；
步骤S43、将所述第一介电常数ε1与所述第一预设区间的第三子区间进行对比，将所述第二介电常数ε2与所述第二预设区间的第四子区间进行对比，判断所述待测鸡蛋的胚胎发育所处的阶段，即所述待测鸡蛋的胚胎发育的程度；其中，所述第三子区间位于所述第一子区间内，所述第四子区间位于所述第二子区间内。
在本实施例中，在所述步骤S1之前还包括：
使用夹持器对所述待测鸡蛋进行夹持固定；使所述鸡蛋处于平放的状态。
在本实施例中，所述照蛋器照射的第一方向、所述高清成像设备成像的第二方向以及所述电磁波发生器发射电磁波的第三方向，这三个方向一致且正对所述待测鸡蛋。
在本实施例中，所述高清成像设备所形成的所述第一图像与所述待测鸡蛋的比例关系为1:1。
下面，对本实施例中的相关公式进行推导：
如图4所示，A0为所述电磁波发生器发射的电磁波，A1为所述电磁波经所述蛋清反射回来的电磁波，为所述信号接收器第一次接收到的电磁波，A2为所述电磁波经所述蛋清折射回来的电磁波，为所述信号接收器第二次接收到的电磁波，A3为所述电磁波经所述蛋清和所述胚胎折射回来的电磁波，为所述信号接收器第三次接收到的电磁波；所述信号接收器接收到所述A2的时间与所述电磁波发生器发射电磁波的时间的时间间隔为所述第一回波时间Δt1；所述信号接收器接收到所述A2的时间与所述信号接收器接收到所述A3的时间的时间间隔为所述第二回波时间Δt2；
所述第一传播速度v1、所述第二回波时间Δt2和所述第一厚度ha三者满足如下关系式：
Figure BDA0002445183600000111
即所述第一传播速度
Figure BDA0002445183600000112
所述第二传播速度v2、所述第一回波时间Δt1和所述第二厚度hb三者满足如下关系式：
Figure BDA0002445183600000113
即所述第二传播速度
Figure BDA0002445183600000114
电磁波在介质中的传播速度与介电常数的关系为：
Figure BDA0002445183600000115
联立(1)(3)可得所述第一介电常数
Figure BDA0002445183600000116
联立(2)(3)可得所述第二介电常数
Figure BDA0002445183600000117
以上详细描述了本发明的具体实施例。应当理解，本发明的具体实施例并不唯一，本领域的普通技术人员可以在权利要求的范围内根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本领域中的技术人员根据本发明的具体实施例在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种鸡蛋孵化程度自动化检测系统，其特征在于，所述系统包括：
第一图像成像模块，用于形成第一图像；通过照蛋器照射待测鸡蛋，并通过高清成像设备对所述待测鸡蛋的胚胎与蛋清进行成像，形成所述第一图像；
厚度获取模块，用于通过所述第一图像，获取所述胚胎的第一厚度ha与所述蛋清的第二厚度hb；
电磁波发生与接收模块，用于通过电磁波发生器向所述待测鸡蛋发射电磁波，通过信号接收器接收从所述待测鸡蛋反馈回来的回波，并记录所述电磁波的回波时间Δt；其中，所述回波时间Δt包括第一回波时间Δt1和第二回波时间Δt2，所述第一回波时间Δt1为所述电磁波相对于所述蛋清的回波时间，所述第二回波时间Δt2为所述电磁波相对于所述胚胎的回波时间；
传播速度求解模块，用于根据所述第二回波时间Δt2和所述第一厚度ha，求解所述电磁波在所述胚胎内的第一传播速度v1；根据所述第一回波时间Δt1和所述第二厚度hb，求解所述电磁波在所述蛋清内的第二传播速度v2；其中，所述第一传播速度v1满足：
Figure FDA0002445183590000011
所述第二传播速度v2满足：
Figure FDA0002445183590000012
介电常数求解模块，用于根据所述第一传播速度v1和所述第一厚度ha，求解所述胚胎的第一介电常数ε1；根据所述第二传播速度v2和所述第二厚度hb，求解所述蛋清的第二介电常数ε2；其中，所述第一介电常数ε1满足：
Figure FDA0002445183590000013
所述第二介电常数ε2满足：
Figure FDA0002445183590000014
c为所述电磁波在空气中的传播速度；
孵化情况判断模块，用于根据所述第一介电常数ε1、所述第二介电常数ε2、所述第一介电常数ε1的第一预设区间以及所述第二介电常数ε2的第二预设区间，判断所述待测鸡蛋的孵化情况。
2.如权利要求1所述的一种鸡蛋孵化程度自动化检测系统，其特征在于：所述第一介电常数ε1和所述第二介电常数ε2随着所述待测鸡蛋的胚胎发育周期而变化；即所述待测鸡蛋的孵化程度不同，所述第一介电常数ε1和所述第二介电常数ε2也不同。
3.如权利要求1所述的一种鸡蛋孵化程度自动化检测系统，其特征在于，所述孵化情况判断模块具体包括：
第一判断模块，用于判断所述待测鸡蛋是否为受精成功的种蛋；将所述第一介电常数ε1与所述第一预设区间进行对比，判断所述第一介电常数ε1是否位于所述第一预设区间内；将所述第二介电常数ε2与所述第二预设区间进行对比；判断所述第二介电常数ε2是否位于所述第二预设区间内；若所述第一介电常数ε1位于所述第一预设区间内且所述第二介电常数ε2位于所述第二预设区间内，则所述待测鸡蛋为受精成功的种蛋；
第二判断模块，用于判断所述待测鸡蛋是否为胚胎发育良好的种蛋；将所述第一介电常数ε1与所述第一预设区间的第一子区间进行对比，将所述第二介电常数ε2与所述第二预设区间的第二子区间进行对比，判断所述待测鸡蛋是否为胚胎发育良好的种蛋；若所述第一介电常数ε1位于所述第一预设区间的所述第一子区间内且所述第二介电常数ε2位于所述第二预设区间的所述第二子区间内，则所述待测鸡蛋为胚胎发育良好的种蛋；
第三判断模块，用于判断所述待测鸡蛋的胚胎发育的程度；将所述第一介电常数ε1与所述第一预设区间的第三子区间进行对比，将所述第二介电常数ε2与所述第二预设区间的第四子区间进行对比，判断所述待测鸡蛋的胚胎发育所处的阶段，即所述待测鸡蛋的胚胎发育的程度；其中，所述第三子区间位于所述第一子区间内，所述第四子区间位于所述第二子区间内。
4.如权利要求1所述的一种鸡蛋孵化程度自动化检测系统，其特征在于，所述系统还包括：
夹持固定模块，用于控制夹持器对所述待测鸡蛋进行夹持固定；使所述鸡蛋处于平放的状态。
5.如权利要求1所述的一种鸡蛋孵化程度自动化检测系统，其特征在于：所述照蛋器照射的第一方向、所述高清成像设备成像的第二方向以及所述电磁波发生器发射电磁波的第三方向，这三个方向一致且正对所述待测鸡蛋。
6.如权利要求1所述的一种鸡蛋孵化程度自动化检测系统，其特征在于：所述高清成像设备所形成的所述第一图像与所述待测鸡蛋的比例关系为1:1。
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