CN114993942B - 一种水稻种子全自动考种设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种水稻种子全自动考种设备及方法，该设备包括上料机构、转盘式视觉识别机构以及收料机构；所述转盘式视觉识别机构包括转盘输送机构和视觉识别机构，所述转盘输送机构包括转盘和旋转驱动机构；所述视觉识别机构包括图像获取模块和光源模块，所述图像获取模块设置在转盘的上方，所述光源模块设置在转盘的下方；所述收料机构包括收集斗和下料限位板，所述收集斗设置在转盘的下方；所述下料限位板固定设置在转盘的上方；所述下料限位板的侧面设有下料限位面，在转盘的转动方向上，所述下料限位面自转盘的内侧到外侧往前倾斜延伸。本发明不仅能够实现全自动无损的考种工作，而且还具备结构简单、结实率分析精准度高、耐久性好等优点。

Description

一种水稻种子全自动考种设备及方法

技术领域

本发明涉及考种设备及方法，具体涉及一种水稻种子全自动考种设备及方法。

背景技术

水稻种子相关性状是决定水稻产量的重要农艺性状，水稻种子性状的获取 (即考种)是水稻育种工作中对种子进行评价的一个重要环节。水稻种子性状包括总粒数、实粒数、空粒数、结实率、千粒重等与产量密切相关的参数以及粒长、粒宽、长宽比等与品质有着紧密联系的参数。

传统的考种工作多为工作人员人工完成，这既耗费了大量的时间，又具有较强的主观性。为此，现有技术提出一些可以自动完成考种工作的考种机，例如：

申请公布号为CN101905215A的发明申请公开了数字化水稻考种机，该数字化水稻考种机使用了三条输送线来运输种子，在第二条与第三条输送线中间采用横向风选装置来区分空实粒，其结构过于复杂，容易在机器内部卡种，进而出现混种的问题；因为在设备中风选高度较小，无法充分利用风力，导致空瘪谷粒不能完全吹走；又因为分选效果又与种子的密度、粒度及形状有关，一些饱满谷粒由于密度、形状的原因也会被吹走；最终导致饱满、空瘪谷粒的区分(结实率分析)精度低等问题。

授权公告号为CN207147533U的实用新型专利公开了一种小型数字化水稻考种机，该水稻考种机需要人工控制入料速度，不能有效降低劳动强度，人工送料不能保证送料质量，使得准确率下降。

授权公告号为CN207408272U的实用新型专利公开了一种基于线阵相机和 x射线双模态成像的水稻粒型参数测量装置，利用x射线穿透原理将饱满、空瘪谷粒区分开来。其中，由于x射线具有辐射作用，工作人员长时间使用的情况下会对身体健康造成长久性的伤害。

申请公布号为CN112042313A的发明申请公开了一种小型智能水稻考种机，利用红光透射成像来区分空实粒。但是该方案采用的透明皮带作为光传导介质，绝大多数的透明皮带使用的材料是聚氨酯，该材料在长时间使用后会出现氧化发黄现象。

综上所述，现有的考种机虽然能够在一定程度上完成自动考种的工作，但是仍存在机构复杂混种、结实率分析精准度低、自动化程度低、无法无损检测、机器耐久性差等问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述存在的问题，提供一种水稻种子全自动考种设备，该考种设备不仅能够实现全自动无损的考种工作，而且还具备结构简单、结实率分析精准度高、耐久性好等优点。

本发明的另一个目的在于提供一种水稻种子全自动考种方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种水稻种子全自动考种设备，包括上料机构、转盘式视觉识别机构以及收料机构；

所述转盘式视觉识别机构包括转盘输送机构和视觉识别机构，所述转盘输送机构包括由透明材质制成的转盘和用于驱动转盘进行旋转的旋转驱动机构；

所述视觉识别机构包括图像获取模块和光源模块，所述图像获取模块和光源模块相对设置，所述图像获取模块设置在转盘的上方或下方，所述光源模块设置在转盘的下方或上方；

所述收料机构包括用于对谷粒进行收集的收集斗和用于将转盘上的谷粒引导至收集斗中的下料限位板，所述收集斗设置在转盘的下方；所述下料限位板固定设置在转盘的上方，该下料限位板的底面与转盘的表面的距离小于谷粒的高度；所述下料限位板的侧面设有下料限位面，在转盘的转动方向上，所述下料限位面自转盘的内侧到外侧往前倾斜延伸。

上述水稻种子全自动考种设备的工作原理为：

工作时，将待考种的谷粒投放在上料机构中，由上料机构将谷粒逐渐输送至转盘式视觉识别机构的转盘上。通过旋转驱动机构驱动转盘循环转动，将谷粒传送至图像获取模块的下方，在光源模块的补光下，由图像获取模块获取转盘上的谷粒的图像，从而结合具体的视觉识别方法对谷粒的性状进行分析。

进一步，由于在转盘的转动方向上，下料限位面自转盘的内侧到外侧往前倾斜延伸，那么在获取完图像后，谷粒随着转盘继续往前转动，继而在下料限位板的限位下，谷粒自动掉落至下方的收集斗中，由收集斗进行统一收集。

本发明的一个优选方案，其中，所述上料机构包括上料斗、上料输送机构和上料转移机构，所述上料输送机构包括上料输送带和用于驱动上料输送带进行移动的上料输送驱动机构，所述上料输送带设置在上料斗的出料口的下方；

所述上料转移机构包括上料转移通道，该上料转移通道的一端延伸至上料输送带的末端的下方，另一端延伸至转盘的上方。

通过上述结构，工作人员将待考种的谷粒投放到上料斗中，谷粒从上料斗的出料口下放至上料输送带上，在上料输送驱动机构的驱动下，将谷粒输送至上料转移通道中，继而由上料转移通道转移至转盘上。

进一步，所述上料转移通道设置在直振机上，在直振机的作用下，谷粒逐渐从上料转移通道转移至转盘上。

进一步，所述上料转移通道的末端出口的方向与转盘的相应位置的切线方向相同，这样有利于将谷粒平稳地转移至转盘上，避免谷粒发生较大位置。

进一步，所述上料转移通道的横截面为上大下小的形状，这样能够使种子必然落入轨道之中，按照预设轨道往前输送。

进一步，所述上料转移通道设有多个，多个上料转移通道沿着水平方向紧密排列。

本发明的一个优选方案，其中，还包括用于清除转盘上的灰尘杂质的除尘机构，该除尘机构包括除尘管道、收集罐以及除尘风机，所述收集罐和除尘风机设置在除尘管道中，所述除尘管道的首端延伸至转盘的上方。通过上述结构，在除尘风机的负压作用下，通过除尘管道将转盘上的灰尘杂质抽到收集罐中，保持转盘的高洁净程度，防止灰尘杂质影响图像分析。

本发明的一个优选方案，其中，所述下料限位板的底面开设有除尘风道，该除尘风道包括汇合部和分散拦截部，所述汇合部与除尘管道的首端连通；所述分散拦截部沿着与下料限位面平行的方向延伸。通过上述结构，将下料限位板充当除尘机构的“除尘头”，增大吸附的面积，覆盖转盘的大部分面积，从而高效完成除尘工作，一物两用，结构十分巧妙，可简化结构且降低制造成本。

进一步，以除尘风道为界，所述下料限位板靠近下料限位面的底面距离转盘的表面的距离大于灰尘杂质的高度，所述下料限位板远离下料限位面的底面距离转盘的表面的距离小于灰尘杂质的高度。通过上述结构，既可以将灰尘杂质收进除尘风道内，又可以防止灰尘杂质离开除尘风道，有利于提高除尘效果，保证转盘的整洁度。

本发明的一个优选方案，其中，所述下料限位板的底面设有毛刷，该毛刷沿着与下料限位面平行的方向延伸。通过在下料限位板的底面设置毛刷，可以先对较大的杂质进行阻挡，使其与谷粒一起下落至收集斗中。

本发明的一个优选方案，其中，所述收料机构还包括用于对收集到谷粒进行称重的称重模块，所述称重模块包括称重漏斗、电子秤以及称重开关结构，所述称重漏斗固定设置在电子秤上；所述收集斗设置在称重漏斗的出口的下方。通过上述结构，在考种的过程中，通过称重开关结构挡住称重漏斗的出口；当全部种子掉入称重漏斗后，电子秤进行称重，再通过称重开关结构打开称重漏斗的出口，谷粒自动落下至收集斗中。

进一步，所述称重开关结构包括开关挡板和电动推杆，所述开关挡板通过可横向移动的结构连接在称重漏斗的下方，所述电动推杆通过非固定的连接结构与开关挡板连接，所述非固定的连接结构包括传动块和限位杆，该传动块与开关挡板固定连接，所述传动块上设有避让槽；所述限位杆固定设置在电动推杆的驱动端上，该限位杆穿过避让槽，该限位杆的两端设有比避让槽的尺寸更大的限位部。通过上述结构，在秤重时，不与开关挡板接触，保证了称重过程中没有任何其他力干扰重量的准确性。

一种水稻种子全自动考种方法，包括以下步骤：

将待考种的谷粒投放在上料机构中，由上料机构将谷粒逐渐输送至转盘式视觉识别机构的转盘上；

通过旋转驱动机构驱动转盘循环转动，将谷粒传送至图像获取模块的下方；

在光源模块的补光下，由图像获取模块获取转盘上的谷粒的图像，结合具体的视觉识别方法对谷粒的性状进行分析；

在获取完图像后，谷粒随着转盘继续往前转动，在下料限位板的限位下，谷粒自动掉落至下方的收集斗中，由收集斗进行统一收集。

本发明的一个优选方案，其中，所述视觉识别方法包括以下步骤：

将获取到的矩形图像复原为圆形的原始图像；

通过分水岭算法将粘连的谷粒分离开；

对每个谷粒的灰度直方图进行分析，计算每个谷粒的暗像素的比重；若暗像素的数量占该谷粒所有像素的90％以上，则判定该谷粒为实粒，否则为空粒；

计算实粒和空粒的数量，以及测量实粒的粒长和粒宽。

进一步，将矩形的图像复原为圆形的原始图像的操作为：

将图像从笛卡尔坐标系转换至极坐标系，恢复为正确尺寸。

进一步，对每个谷粒的灰度直方图进行分析，计算总谷粒数，结合实粒的数量，算出结实率。

本发明的一个优选方案，其中，所述光源模块的光照强度为100-140klux，该光照强度的选用方法为：

将试验谷粒摆放指定位置，依次使用光照强度为20klux到200klux的光源模块对谷粒进行照射，谷粒的整体灰度值不断增加，直到部分空粒失去轮廓信息；

根据谷粒自身结构采集五个点的灰度值并得到加权灰度值，利用加权灰度值来表征该谷粒的灰度特性，该加权灰度值的计算公式为：

灰度值＝0.2A+0.2B+0.25C+0.25D+0.1E；

式中，A点和B点分别取值于谷粒两端的位置；C点和D点分别取值于谷粒的两侧腹部，E点取值于颖壳的交界处；

将不同光照强度下的所有谷粒都进行五点灰度统计，其中每张图片包括相同数量的实粒和空粒；先求得每个谷粒的加权灰度值，再计算同一张图片中的实粒和空粒的平均加权灰度值；

将不同光照强度下的实粒和空粒的平均加权灰度值按照光照强度的顺序进行标记；

在光照强度为20-100klux时，实粒与空粒的灰度差值的平均增长率大于 100-140klux时的平均增长率；

在光照强度为100-140klux时，实粒与空粒的平均灰度差值大于光照强度为20-100klux时的平均灰度差值；

在光照强度为140-160klux时，实粒与空粒的灰度值的增长率大于 20-100klux时的灰度值的增长率和100-140klux时的灰度值的增长率；

在光照强度为160-200klux时，部分空粒轮廓消失，边界消失；

综上，选用100-140klux的光照强度。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1、本发明考种设备不仅能够实现全自动无损的考种工作，而且还具备结构简单、结实率分析精准度高、耐久性好等优点。

2、通过在转盘上设置下料限位板，随着转盘继续往前转动，下料限位板对谷粒进行限位和引导，继而使得谷粒自动掉落至下方的收集斗中，在此过程中，无需依靠额外的下料动力，利用已有的转盘即完成下料工作，结构十分巧妙，且有利于降低制造成本。

附图说明

图1为本发明的水稻种子全自动考种设备的立体结构示意图。

图2为本发明的转盘式视觉识别机构的立体结构示意图。

图3为本发明的上料输送机构的立体结构示意图。

图4为本发明的上料转移机构的立体结构示意图。

图5为本发明的下料限位板的立体结构示意图。

图6为本发明的称重模块的立体结构示意图。

图7为本发明的水稻种子全自动考种的工作流程框图。

图8为本发明的图像获取模块直接获取到的原始图像。

图9为本发明的经过坐标系转化的复原图像。

图10为图9中的方框位置的经分水岭分割得到的图像。

图11为图10在不同光照强度下空实粒变化。

图12为本发明的用于计算加权灰度值的谷粒结构示意图。

图13为本发明的在不同光照强度下的实粒和空粒的平均加权灰度值的统计表。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员很好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例和附图对本发明作进一步描述，但本发明的实施方式不仅限于此。

实施例1

参见图1-2，本实施例的水稻种子全自动考种设备，包括上料机构、转盘式视觉识别机构、除尘机构以及收料机构。

所述转盘式视觉识别机构包括转盘输送机构和视觉识别机构，所述转盘输送机构包括由透明材质制成的转盘1和用于驱动转盘1进行旋转的旋转驱动机构；所述视觉识别机构包括图像获取模块2(线扫相机)和光源模块(背光灯，图中未显示)，所述图像获取模块2和光源模块相对设置，所述图像获取模块2 设置在转盘1的上方，所述光源模块设置在转盘1的下方。

参见图1-2，所述收料机构包括用于对谷粒进行收集的收集斗4和用于将转盘1上的谷粒引导至收集斗4中的下料限位板5，所述收集斗4设置在转盘1的下方；所述下料限位板5固定设置在转盘1的上方，该下料限位板5的底面与转盘1的表面的距离小于谷粒的高度；所述下料限位板5的侧面设有下料限位面5-1，在转盘1的转动方向上，所述下料限位面5-1自转盘1的内侧到外侧往前倾斜延伸。

参见图3-4，所述上料机构包括上料斗6、上料输送机构和上料转移机构，所述上料输送机构包括上料输送带7和用于驱动上料输送带7进行移动的上料输送驱动机构，所述上料输送带7设置在上料斗6的出料口的下方；所述上料输送驱动机构包括上料输送驱动电机8；所述上料转移机构包括多个沿着水平方向紧密排列的上料转移通道9，该上料转移通道9的一端延伸至上料输送带7的末端的下方，另一端延伸至转盘1的上方。通过上述结构，工作人员将待考种的谷粒投放到上料斗6中，谷粒从上料斗6的出料口下放至上料输送带7上，在上料输送驱动机构的驱动下，将谷粒输送至上料转移通道9中，继而由上料转移通道9转移至转盘1上。

进一步，所述上料转移通道9设置在直振机10上，在直振机10的作用下，谷粒逐渐从上料转移通道9转移至转盘1上。

进一步，所述上料转移通道9的末端出口的方向与转盘1的相应位置的切线方向相同，这样有利于将谷粒平稳地转移至转盘1上，避免谷粒发生较大位置。

进一步，所述上料转移通道9的横截面为上大下小的形状，这样能够使种子必然落入轨道之中，按照预设轨道往前输送，有效减小种子落入玻璃转盘1 后的粘连、堆叠问题，为后续的视觉检测降低了难度。

参见图1，所述除尘机构包括除尘管道11、收集罐12以及除尘风机13，所述收集罐12和除尘风机13设置在除尘管道11中，所述除尘管道11的首端延伸至转盘1的上方。通过上述结构，在除尘风机13的负压作用下，通过除尘管道11将转盘1上的灰尘杂质抽到收集罐12中，保持转盘1的高洁净程度，防止灰尘杂质影响图像分析。

参见图5，所述下料限位板5的底面开设有除尘风道，该除尘风道包括汇合部5-2和分散拦截部5-3，所述汇合部5-2与除尘管道11的首端连通；所述分散拦截部5-3沿着与下料限位面5-1平行的方向延伸。通过上述结构，将下料限位板5充当除尘机构的“除尘头”，增大吸附的面积，覆盖转盘1的大部分面积，从而高效完成除尘工作，一物两用，结构十分巧妙，可简化结构且降低制造成本。

进一步，以除尘风道为界，所述下料限位板5靠近下料限位面5-1的底面距离转盘1的表面的距离大于灰尘杂质的高度，所述下料限位板5远离下料限位面5-1的底面距离转盘1的表面的距离小于灰尘杂质的高度。通过上述结构，既可以将灰尘杂质收进除尘风道内，又可以防止灰尘杂质离开除尘风道，有利于提高除尘效果，保证转盘1的整洁度。

进一步，所述下料限位板5的底面设有毛刷(图中未显示)，该毛刷沿着与下料限位面5-1平行的方向延伸。通过在下料限位板5的底面设置毛刷，可以先对较大的杂质进行阻挡，使其与谷粒一起下落至收集斗4中。

参见图6，所述收料机构还包括用于对收集到谷粒进行称重的称重模块，所述称重模块包括称重漏斗14、电子秤15以及称重开关结构，所述称重漏斗14 固定设置在电子秤15上；所述收集斗4设置在称重漏斗14的出口的下方。通过上述结构，在考种的过程中，通过称重开关结构挡住称重漏斗14的出口；当全部种子掉入称重漏斗14后，电子秤15进行称重，再通过称重开关结构打开称重漏斗14的出口，谷粒自动落下至收集斗4中。

进一步，所述称重开关结构包括开关挡板16和电动推杆17，所述开关挡板16通过可横向移动的结构连接在称重漏斗14的下方，所述电动推杆17通过非固定的连接结构与开关挡板16连接，所述非固定的连接结构包括传动块和限位杆，该传动块与开关挡板16固定连接，所述传动块上设有避让槽；所述限位杆固定设置在电动推杆17的驱动端上，该限位杆穿过避让槽，该限位杆的两端设有比避让槽的尺寸更大的限位部。通过上述结构，在秤重时，不与开关挡板16 接触，保证了称重过程中没有任何其他力干扰重量的准确性。

参见图1-2，本实施例的水稻种子全自动考种设备的工作原理为：

工作时，将待考种的谷粒投放在上料机构中，由上料机构将谷粒逐渐输送至转盘式视觉识别机构的转盘1上。通过旋转驱动机构驱动转盘1循环转动，将谷粒传送至图像获取模块2的下方，在光源模块的补光下，由图像获取模块2 获取转盘1上的谷粒的图像，从而结合具体的视觉识别方法对谷粒的性状进行分析。

进一步，由于在转盘1的转动方向上，下料限位面5-1自转盘1的内侧到外侧往前倾斜延伸，那么在获取完图像后，谷粒随着转盘1继续往前转动，继而在下料限位板5的限位下，谷粒自动掉落至下方的收集斗4中，由收集斗4 进行统一收集。

参见图1-2，本实施例的水稻种子全自动考种方法，包括以下步骤：

将待考种的谷粒投放在上料机构中，由上料机构将谷粒逐渐输送至转盘式视觉识别机构的转盘1上。

通过旋转驱动机构驱动转盘1循环转动，将谷粒传送至图像获取模块2的下方。

在光源模块的补光下，由图像获取模块2获取转盘1上的谷粒的图像，结合具体的视觉识别方法对谷粒的性状进行分析。

在获取完图像后，谷粒随着转盘1继续往前转动，在下料限位板5的限位下，谷粒自动掉落至下方的收集斗4中，由收集斗4进行统一收集。

参见图7-10，所述视觉识别方法包括以下步骤：

本设备使用的是线扫相机，线扫相机拍出来的都是长方形图片，但是转盘1 为圆形，原始图像是有畸变的，为了恢复真是的图像(圆形)，将图片从笛卡尔坐标系转换至极坐标系，从而恢复为正确尺寸，如图8-9。

通过分水岭算法将粘连的谷粒分离开，如图9-10。

对每个谷粒的灰度直方图进行分析，将灰度值小于127的像素归为暗像素，灰度值大于127的像素归为亮像素；计算每个谷粒的暗像素的比重；若暗像素的数量占该谷粒所有像素的90％以上，则判定该谷粒为实粒，否则为空粒。

计算实粒和空粒的数量，以及测量实粒的粒长和粒宽。

计算总谷粒数，结合实粒的数量，算出结实率。

参见图11-13，所述光源模块的光照强度为100-140klux，该光照强度的选用方法为：

将试验谷粒摆放指定位置，依次使用光照强度为20klux到200klux的光源模块对谷粒进行照射，谷粒的整体灰度值不断增加，直到部分空粒失去轮廓信息，如图11。

根据谷粒自身结构采集五个点的灰度值并得到加权灰度值，利用加权灰度值来表征该谷粒的灰度特性，该加权灰度值的计算公式为：

灰度值＝0.2A+0.2B+0.25C+0.25D+0.1E。

式中，A点和B点分别取值于谷粒两端的位置；C点和D点分别取值于谷粒的两侧腹部，E点取值于颖壳的交界处，如图12；具体的权重是根据不同区域所占总谷粒的面积确定的。

将不同光照强度下的所有谷粒都进行五点灰度统计，其中每张图片中有10 粒种子，空粒、实粒各5粒；先求得每个谷粒的加权灰度值，再计算同一张图片中的实粒和空粒的平均加权灰度值。

将不同光照强度下的实粒和空粒的平均加权灰度值按照光照强度的顺序进行标记。

光照强度在20-100klux时，二者的灰度差值不断增大；100-140klux时，灰度差趋于平缓且相差较大，有利于进行识别；然而在140-160klux时，二者的灰度明显增加，其原因是此时谷粒绝大部分被透射；在最后160-200klux时，谷粒的灰度进入到了另外一个阶段，在此阶段二者灰度差值也具有比较大的差值，但是此时大部分空粒轮廓消失，边界消失，此时已经不适合进行图像处理操作，如图13。

故最适合进行空实粒区分的光照强度区间为100-140klux，为了具有较好的鲁棒性，选择120klux作为最终的光照强度进行作业。

实施例2

与实施例1不同的是，本实施例的图像获取模块2设置在转盘1的下方，而光源模块设置在转盘1的上方。

上述为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种水稻种子全自动考种设备，其特征在于，包括上料机构、转盘式视觉识别机构以及收料机构；

所述转盘式视觉识别机构包括转盘输送机构和视觉识别机构，所述转盘输送机构包括由透明材质制成的转盘和用于驱动转盘进行旋转的旋转驱动机构；

所述视觉识别机构包括图像获取模块和光源模块，所述图像获取模块和光源模块相对设置，所述图像获取模块设置在转盘的上方或下方，所述光源模块设置在转盘的下方或上方；

所述收料机构包括用于对谷粒进行收集的收集斗和用于将转盘上的谷粒引导至收集斗中的下料限位板，所述收集斗设置在转盘的下方；所述下料限位板固定设置在转盘的上方，该下料限位板的底面与转盘的表面的距离小于谷粒的高度；所述下料限位板的侧面设有下料限位面，在转盘的转动方向上，所述下料限位面自转盘的内侧到外侧往前倾斜延伸；

还包括用于清除转盘上的灰尘杂质的除尘机构，该除尘机构包括除尘管道、收集罐以及除尘风机，所述收集罐和除尘风机设置在除尘管道中，所述除尘管道的首端延伸至转盘的上方；

所述下料限位板的底面开设有除尘风道，该除尘风道包括汇合部和分散拦截部，所述汇合部与除尘管道的首端连通；所述分散拦截部沿着与下料限位面平行的方向延伸；

以除尘风道为界，所述下料限位板靠近下料限位面的底面距离转盘的表面的距离大于灰尘杂质的高度，所述下料限位板远离下料限位面的底面距离转盘的表面的距离小于灰尘杂质的高度。

2.根据权利要求1所述的水稻种子全自动考种设备，其特征在于，所述上料机构包括上料斗、上料输送机构和上料转移机构，所述上料输送机构包括上料输送带和用于驱动上料输送带进行移动的上料输送驱动机构，所述上料输送带设置在上料斗的出料口的下方；

所述上料转移机构包括上料转移通道，该上料转移通道的一端延伸至上料输送带的末端的下方，另一端延伸至转盘的上方；所述上料转移通道设置在直振机上，在直振机的作用下，谷粒逐渐从上料转移通道转移至转盘上。

3.根据权利要求2所述的水稻种子全自动考种设备，其特征在于，所述上料转移通道的末端出口的方向与转盘的相应位置的切线方向相同；

所述上料转移通道的横截面为上大下小的形状；

所述上料转移通道设有多个，多个上料转移通道沿着水平方向紧密排列。

4.根据权利要求1所述的水稻种子全自动考种设备，其特征在于，所述收料机构还包括用于对收集到谷粒进行称重的称重模块，所述称重模块包括称重漏斗、电子秤以及称重开关结构，所述称重漏斗固定设置在电子秤上；所述收集斗设置在称重漏斗的出口的下方；

所述称重开关结构包括开关挡板和电动推杆，所述开关挡板通过可横向移动的结构连接在称重漏斗的下方，所述电动推杆通过非固定的连接结构与开关挡板连接，所述非固定的连接结构包括传动块和限位杆，该传动块与开关挡板固定连接，所述传动块上设有避让槽；所述限位杆固定设置在电动推杆的驱动端上，该限位杆穿过避让槽，该限位杆的两端设有比避让槽的尺寸更大的限位部。

5.一种应用于权利要求1所述的水稻种子全自动考种设备的方法，其特征在于，包括以下步骤：

将待考种的谷粒投放在上料机构中，由上料机构将谷粒逐渐输送至转盘式视觉识别机构的转盘上；

通过旋转驱动机构驱动转盘循环转动，将谷粒传送至图像获取模块的下方；

在光源模块的补光下，由图像获取模块获取转盘上的谷粒的图像，结合具体的视觉识别方法对谷粒的性状进行分析；

在获取完图像后，谷粒随着转盘继续往前转动，在下料限位板的限位下，谷粒自动掉落至下方的收集斗中，由收集斗进行统一收集。

6.根据权利要求5所述的水稻种子全自动考种设备的方法，其特征在于，所述视觉识别方法包括以下步骤：

将获取到的矩形图像复原为圆形的原始图像；

通过分水岭算法将粘连的谷粒分离开；

对每个谷粒的灰度直方图进行分析，计算每个谷粒的暗像素的比重；若暗像素的数量占该谷粒所有像素的90%以上，则判定该谷粒为实粒，否则为空粒；

计算实粒和空粒的数量，以及测量实粒的粒长和粒宽；

计算总谷粒数，结合实粒的数量，算出结实率。

7.根据权利要求5所述的水稻种子全自动考种设备的方法，其特征在于，所述光源模块的光照强度为100-140klux，该光照强度的选用方法为：

将试验谷粒摆放指定位置，依次使用光照强度为20klux到200klux的光源模块对谷粒进行照射，谷粒的整体灰度值不断增加，直到部分空粒失去轮廓信息；

根据谷粒自身结构采集五个点的灰度值并得到加权灰度值，利用加权灰度值来表征该谷粒的灰度特性，该加权灰度值的计算公式为：

灰度值=0.2A+0.2B+0.25C+0.25D+0.1E；

式中，A点和B点分别取值于谷粒两端的位置；C点和D点分别取值于谷粒的两侧腹部，E点取值于颖壳的交界处；

将不同光照强度下的所有谷粒都进行五点灰度统计，其中每张图片包括相同数量的实粒和空粒；先求得每个谷粒的加权灰度值，再计算同一张图片中的实粒和空粒的平均加权灰度值；

将不同光照强度下的实粒和空粒的平均加权灰度值按照光照强度的顺序进行标记；

在光照强度为20-100klux时，实粒与空粒的灰度差值的平均增长率大于100-140klux时的平均增长率；

在光照强度为100-140klux时，实粒与空粒的平均灰度差值大于光照强度为20-100klux时的平均灰度差值；

在光照强度为140-160klux时，实粒与空粒的灰度值的增长率大于20-100klux时的灰度值的增长率和100-140klux时的灰度值的增长率；

在光照强度为160-200klux时，部分空粒轮廓消失，边界消失；

综上，选用100-140klux的光照强度。

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