CN217112044U - 一种基于显微计算机视觉的稻谷霉变程度检测设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于显微计算机视觉的稻谷霉变程度检测设备，涉及实验用稻谷检测装置技术领域，为解决目前市面上稻谷霉变程度检测设备在进行稻谷拍摄时需要手动对培养皿进行调整，调节偏差较大，同时加入稻谷时需要人工手头将稻谷进行摆放，防止稻谷相互叠加，影响检测准确性的问题。所述底座的上方固定设置有样品架第一丝杠，所述样品架第一丝杠的上方传动连接有样品架第二丝杠，所述样品架第二丝杠的上方滑动设置有样品架，所述样品架的上方设置有光源，所述光源的上方设置长焦显微镜头，所述样品架第一丝杠的一侧固定设置有主支撑架，所述主支撑架上端的一侧固定安装有相机调节丝杆，所述光源的一侧设置有稻谷盒。
Description
技术领域
本实用新型涉及实验用稻谷检测装置技术领域，尤其是一种基于显微计算机视觉的稻谷霉变程度检测设备。
背景技术
稻谷是指没有去除稻壳的子实，在植物学上属禾本科稻属普通栽培稻亚属中的普通稻亚种。人类共确认出22类稻谷，但是唯一用于大宗贸易的是普通类稻谷。在稻谷研究、检测的工作中需要对稻谷进行霉变程度检测，从而便于对稻谷的霉变程度进行掌握，便于对存储方式进行改良和稻谷的研究提供技术支撑。
目前市面上稻谷霉变程度检测设备在进行稻谷拍摄时需要手动对培养皿进行调整，调节偏差较大，同时加入稻谷时需要人工手头将稻谷进行摆放，防止稻谷相互叠加，影响检测准确性，所以我们提出了一种基于显微计算机视觉的稻谷霉变程度检测设备，以便于解决上述中提出的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种基于显微计算机视觉的稻谷霉变程度检测设备，以解决上述背景技术中提出目前市面上稻谷霉变程度检测设备在进行稻谷拍摄时需要手动对培养皿进行调整，调节偏差较大，同时加入稻谷时需要人工手头将稻谷进行摆放，防止稻谷相互叠加，影响检测准确性的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于显微计算机视觉的稻谷霉变程度检测设备，包括底座，所述底座的上方固定设置有样品架第一丝杠，所述样品架第一丝杠的上方传动连接有样品架第二丝杠，所述样品架第二丝杠的上方滑动设置有样品架，所述样品架的上方设置有环形LED白色光源，所述环形LED白色光源的上方设置长焦显微镜头，所述长焦显微镜头的上方固定连接有工业相机，所述样品架第一丝杠的一侧固定设置有主支撑架，所述主支撑架上端的一侧固定安装有相机调节丝杆，所述样品架四周的中间位置处通过螺纹连接有夹持杆，且夹持杆靠近样品架中心的一侧转动连接有培养皿夹块，所述样品架的内部设置有培养皿，所述环形LED白色光源的一侧设置有稻谷盒。
优选的，所述主支撑架的一侧设置有滑台控制器，所述长焦显微镜头靠近相机调节丝杆的一侧设置有相机支架，且相机支架的一端与相机调节丝杆传动连接，所述滑台控制器分别与样品架第一丝杠、样品架第二丝杠和相机调节丝杆电性连接。
优选的，所述相机调节丝杆的下方设置有环形LED白色光源支架，且环形LED白色光源支架的一端固定套装与主支撑架的外部，所述环形LED白色光源支架下方的一侧固定设置有稻谷盒支架，且稻谷盒支架与稻谷盒固定连接，所述环形LED白色光源与环形LED白色光源支架固定连接。
优选的，所述培养皿夹块靠近培养皿的一侧贴合设置有防滑垫，且防滑垫与培养皿贴合连接，所述培养皿夹块远离培养皿一端的中间位置处设置有夹持压块槽。
优选的，所述夹持杆的一端设置有夹持压块，且夹持压块位于夹持压块槽的内部，且夹持压块槽与夹持压块转动连接。
优选的，所述稻谷盒内部中间位置处的下端设置有稻谷限流块，所述稻谷限流块上端四周与稻谷盒内壁通过稻谷限流块连接杆固定连接，所述稻谷限流块与稻谷盒内壁之间的距离自上而下逐渐缩减。
优选的，所述稻谷盒位于样品架上方的一侧，所述稻谷盒的下端设置有下料管，所述下料管的上端密封连接有限料阀，所述稻谷盒上方设置有稻谷盒盖，且稻谷盒盖和稻谷盒相适配。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1.本实用新型通过设置工业相机和长焦显微镜头安装在可通过相机调节丝杆升降的相机支架上，可通过相机支架上的滑台调整相机长焦显微镜头高度，以实现自动聚焦功能，可通过样品架第一丝杠和样品架第一丝杠的驱动实现水平方向的蛇形移动，实现对样品架的有序移动，以调整样品被拍摄的区域，滑台控制器作为计算机的下位机用来控制和驱动相机支架和样品架的3个滑台的运动，实现样品架运动和相机升降的自动控制，长焦显微镜头可以实现样品的7倍光学放大，高分辨率工业相机分辨率为5120x2880的彩色工业相机，配合高分辨率工业相机可采集稻谷清晰地显微图像，环形LED白色光源为样品拍摄提供稳定光照。
2.本实用新型通过建立YOLOv5卷积神经网络模型用于识别稻谷显微图像中轻度和重度霉变的区域，将拼接后的高分辨率显微图像输入YOLOv5卷积神经网络模型，自动识别出稻谷样品显微图像中的轻度霉变区域和重度霉变区域并通过轻度霉变区域和重度霉变区域面积及占总面积的比例，判别是否为轻度霉变稻谷样品或重度霉变稻谷样品。
3.本实用新型通过稻谷盒从而对需要检测的稻谷进行存储和限流，进入稻谷盒内部的稻谷由于稻谷限流块的上端的中间的凸起向稻谷限流块四周进行分流，由于稻谷限流块下端与稻谷盒内壁之间间隙之间缩减，从而对稻谷的下落进行限流，让少量的稻谷进入下料管的内部，通过限料阀限制稻谷的下落速度和量，配合样品架第一丝杠和样品架第一丝杠的移动，从而实现稻谷均匀地分布在培养皿的内部。
4.本实用新型通过夹持杆和培养皿夹块实现对培养皿的夹持，通过夹持杆的转动实现对培养皿夹块的推动，在通过培养皿夹块内侧设置的防滑垫提高与培养皿之间的静摩擦，从而对培养皿进行灵活固定。
附图说明
图1为本实用新型的主视图；
图2为本实用新型的侧视图；
图3为本实用新型中样品架和培养皿的连接关系图；
图4为本实用新型中稻谷盒的结构示意图。
图中：1、底座；2、主支撑架；3、相机调节丝杆；4、相机支架；5、工业相机；6、长焦显微镜头；7、环形LED白色光源支架；8、环形LED白色光源；9、样品架第一丝杠；10、样品架第二丝杠；11、样品架；12、滑台控制器；13、培养皿；14、培养皿夹块；15、夹持杆；16、夹持压块；17、夹持压块槽；18、防滑垫；19、稻谷盒；20、稻谷盒支架；21、稻谷盒盖；22、下料管；23、限料阀；24、稻谷限流块；25、稻谷限流块连接杆。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
请参阅图1-4，本实用新型提供的一种实施例：一种基于显微计算机视觉的稻谷霉变程度检测设备，包括底座1，底座1的上方固定设置有样品架第一丝杠9，样品架第一丝杠9的上方传动连接有样品架第二丝杠10，样品架第二丝杠10的上方滑动设置有样品架11，样品架11的上方设置有环形LED白色光源8，环形LED白色光源8的上方设置长焦显微镜头6，长焦显微镜头6的上方固定连接有工业相机5，样品架第一丝杠9的一侧固定设置有主支撑架2，主支撑架2上端的一侧固定安装有相机调节丝杆3，样品架11四周的中间位置处通过螺纹连接有夹持杆15，且夹持杆15靠近样品架11中心的一侧转动连接有培养皿夹块14，样品架11的内部设置有培养皿13，环形LED白色光源8的一侧设置有稻谷盒19。
请参阅图1和图2，主支撑架2的一侧设置有滑台控制器12，长焦显微镜头6靠近相机调节丝杆3的一侧设置有相机支架4，且相机支架4的一端与相机调节丝杆3传动连接，滑台控制器12分别与样品架第一丝杠9、样品架第二丝杠10和相机调节丝杆3电性连接。
请参阅图1和图2，相机调节丝杆3的下方设置有环形LED白色光源支架7，且环形LED白色光源支架7的一端固定套装与主支撑架2的外部，环形LED白色光源支架7下方的一侧固定设置有稻谷盒支架20，且稻谷盒支架20与稻谷盒19固定连接，环形LED白色光源8与环形LED白色光源支架7固定连接。
请参阅图3，培养皿夹块14靠近培养皿13的一侧贴合设置有防滑垫18，且防滑垫18与培养皿13贴合连接，培养皿夹块14远离培养皿13一端的中间位置处设置有夹持压块槽17。
请参阅图3，夹持杆15的一端设置有夹持压块16，且夹持压块16位于夹持压块槽17的内部，且夹持压块槽17与夹持压块16转动连接。
请参阅图4，稻谷盒19内部中间位置处的下端设置有稻谷限流块24，稻谷限流块24上端四周与稻谷盒19内壁通过稻谷限流块连接杆25固定连接，稻谷限流块24与稻谷盒19内壁之间的距离自上而下逐渐缩减。
请参阅图4，稻谷盒19位于样品架11上方的一侧，稻谷盒19的下端设置有下料管22，下料管22的上端密封连接有限料阀23，稻谷盒19上方设置有稻谷盒盖21，且稻谷盒盖21和稻谷盒19相适配。
工作原理：将培养皿13放置在样品架11的内部，转动夹持杆15，夹持杆15与样品架11螺纹连接，同时带动夹持压块16在夹持压块槽17的内部转动，从而通过夹持压块16推动培养皿夹块14向培养皿13方向移动，通过防滑垫18与培养皿13相贴合，实现对培养皿13的夹持；将待测稻谷通过稻谷盒盖21加入稻谷盒19的内部，此时通过滑台控制器12控制样品架第一丝杠9和样品架第二丝杠10进行水平方向的蛇形移动，从而让样品架11相对培养皿13的内部进行蛇形传动，同时稻谷盒19由于稻谷限流块24四周的下方，由于稻谷限流块24下端与稻谷盒19内部，随着稻谷限流块24与稻谷盒19内壁之间的距离自上而下逐渐缩，有效对稻谷的下落进行限流，穿过稻谷限流块24下端与稻谷盒19间隙的稻谷进入下料管22的内部，通过限料阀23限制稻谷进行缓慢下落，让稻谷均匀铺展在培养皿13内；通过滑台控制器12控制相机调节丝杆3带动相机支架4进行下降，让工业相机5可以实现对稻谷的对焦，开启环形LED白色光源8，通过工业相机5采集12mm×12mm的显微图像，拍摄完一张显微图像后通过滑台控制器12控制样品架第一丝杠9和样品架第二丝杠10移动，再进行下一张的拍摄，往复拍摄144张图像，同时样品架第一丝杠9和样品架第二丝杠10进行水平方向的蛇形移动；计算机使用基于特征点匹配的图像拼接方法先将每列的12张显微图像拼接成一张长条图像，再将每列的长条图像拼接为一张覆盖样品中心10cm×10cm区域范围的完整高分辨率显微图像，对拍摄到的图像进行处理识别；人工标记霉变区域的同等显微尺度霉变稻谷图像，建立YOLOv5卷积神经网络模型用于识别稻谷显微图像中轻度和重度霉变的区域，将拼接后的高分辨率显微图像输入YOLOv5卷积神经网络模型，自动识别出稻谷样品显微图像中的轻度霉变区域和重度霉变区域；分别计算显微图像中的轻度霉变区域和重度霉变区域面积及占总面积的比例，如果轻度霉变面积超过总面积20％则判别为轻度霉变稻谷样品，重度霉变区域超过总面积10％则判别为重度霉变稻谷样品。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (7)
1.一种基于显微计算机视觉的稻谷霉变程度检测设备，包括底座(1)，其特征在于：所述底座(1)的上方固定设置有样品架第一丝杠(9)，所述样品架第一丝杠(9)的上方传动连接有样品架第二丝杠(10)，所述样品架第二丝杠(10)的上方滑动设置有样品架(11)，所述样品架(11)的上方设置有环形LED白色光源(8)，所述环形LED白色光源(8)的上方设置长焦显微镜头(6)，所述长焦显微镜头(6)的上方固定连接有工业相机(5)，所述样品架第一丝杠(9)的一侧固定设置有主支撑架(2)，所述主支撑架(2)上端的一侧固定安装有相机调节丝杆(3)，所述样品架(11)四周的中间位置处通过螺纹连接有夹持杆(15)，且夹持杆(15)靠近样品架(11)中心的一侧转动连接有培养皿夹块(14)，所述样品架(11)的内部设置有培养皿(13)，所述环形LED白色光源(8)的一侧设置有稻谷盒(19)。
2.根据权利要求1所述的一种基于显微计算机视觉的稻谷霉变程度检测设备，其特征在于：所述主支撑架(2)的一侧设置有滑台控制器(12)，所述长焦显微镜头(6)靠近相机调节丝杆(3)的一侧设置有相机支架(4)，且相机支架(4)的一端与相机调节丝杆(3)传动连接，所述滑台控制器(12)分别与样品架第一丝杠(9)、样品架第二丝杠(10)和相机调节丝杆(3)电性连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于显微计算机视觉的稻谷霉变程度检测设备，其特征在于：所述相机调节丝杆(3)的下方设置有环形LED白色光源支架(7)，且环形LED白色光源支架(7)的一端固定套装于主支撑架(2)的外部，所述环形LED白色光源支架(7)下方的一侧固定设置有稻谷盒支架(20)，且稻谷盒支架(20)与稻谷盒(19)固定连接，所述环形LED白色光源(8)与环形LED白色光源支架(7)固定连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于显微计算机视觉的稻谷霉变程度检测设备，其特征在于：所述培养皿夹块(14)靠近培养皿(13)的一侧贴合设置有防滑垫(18)，且防滑垫(18)与培养皿(13)贴合连接，所述培养皿夹块(14)远离培养皿(13)一端的中间位置处设置有夹持压块槽(17)。
5.根据权利要求4所述的一种基于显微计算机视觉的稻谷霉变程度检测设备，其特征在于：所述夹持杆(15)的一端设置有夹持压块(16)，且夹持压块(16)位于夹持压块槽(17)的内部，且夹持压块槽(17)与夹持压块(16)转动连接。
6.根据权利要求1所述的一种基于显微计算机视觉的稻谷霉变程度检测设备，其特征在于：所述稻谷盒(19)内部中间位置处的下端设置有稻谷限流块(24)，所述稻谷限流块(24)上端四周与稻谷盒(19)内壁通过稻谷限流块连接杆(25)固定连接，所述稻谷限流块(24)与稻谷盒(19)内壁之间的距离自上而下逐渐缩减。
7.根据权利要求1所述的一种基于显微计算机视觉的稻谷霉变程度检测设备，其特征在于：所述稻谷盒(19)位于样品架(11)上方的一侧，所述稻谷盒(19)的下端设置有下料管(22)，所述下料管(22)的上端密封连接有限料阀(23)，所述稻谷盒(19)上方设置有稻谷盒盖(21)，且稻谷盒盖(21)和稻谷盒(19)相适配。
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