CN219016107U - 一种小麦籽粒胚乳质地检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及种子检测技术领域，公开了一种小麦籽粒胚乳质地检测装置，包括给料件、透明输料件、光源、摄像模块和处理模块；给料件和所述透明输料件连接，以向透明输料件上供给小麦籽粒，透明输料件用于对小麦籽粒进行逐粒输送；光源和摄像模块分设于透明输料件的相对侧，以使得摄像模块可采集透明输料件上小麦籽粒的透射光图像；处理模块和摄像模块连接，以根据摄像模块采集的透射光图像确定小麦籽粒胚乳的质地类型。本实用新型便于对大批量小麦籽粒胚乳质地进行快速检测，并可准确地识别小麦籽粒胚乳的质地类型。

Description

一种小麦籽粒胚乳质地检测装置

技术领域

本实用新型涉及种子检测技术领域，尤其涉及一种小麦籽粒胚乳质地检测装置。

背景技术

根据胚乳储积的蛋白质与淀粉比例的不同，小麦的胚乳可以分为角质胚乳、粉质胚乳和半角质胚乳三种。角质胚乳含蛋白质较多，籽粒透明质硬，面筋含量较高，品质好；粉质胚乳含蛋白质较多，籽粒不透明、质软，品质较差；半角质胚乳的品质特征介于角质胚乳和粉质胚乳之间。小麦胚乳的质地和类型通常采用角质率来表征，而小麦籽粒的硬度和角质率密切相关，从而小麦籽粒胚乳的质地是衡量小麦品质的重要参数，与小麦的使用目的和用途息息相关。

当前，主要采用人工观测的方式对小麦籽粒胚乳的质地进行区分，这种检测方式主观性强、效率低，难以确保检测的准确性。相关技术中，也有将小麦籽粒置于载物台上，借助于显微镜观测来进行小麦籽粒胚乳质地的检测，虽然这种检测方式可以确保检测结果的准确性，但是，只能进行单一籽粒的检测，同样存在检测效率低下的问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种小麦籽粒胚乳质地检测装置，用以解决当前难以实现大批量小麦籽粒胚乳质地快速检测的问题。

本实用新型提供一种小麦籽粒胚乳质地检测装置，包括：给料件、透明输料件、光源、摄像模块和处理模块；

所述给料件和所述透明输料件连接，以向所述透明输料件上供给小麦籽粒，所述透明输料件用于对小麦籽粒进行逐粒输送；

所述光源和所述摄像模块分设于所述透明输料件的相对侧，以使得所述摄像模块可采集所述透明输料件上小麦籽粒的透射光图像；

所述处理模块和所述摄像模块连接，以根据所述摄像模块采集的所述透射光图像确定所述小麦籽粒胚乳的质地类型。

根据本实用新型提供的一种小麦籽粒胚乳质地检测装置，所述光源包括发光板；所述发光板沿所述透明输料件的输送方向延伸设置；所述发光板具有发光面，所述发光面朝向所述透明输料件，并与所述摄像模块的光轴垂直。

根据本实用新型提供的一种小麦籽粒胚乳质地检测装置，还包括触发器，所述触发器设于所述透明输料件的一侧，以检测所述透明输料件上是否输送有小麦籽粒；所述触发器沿所述透明输料件的输送方向设于所述给料件和所述光源之间；

所述触发器和所述处理模块连接，所述处理模块用于根据所述触发器反馈的触发信号控制所述摄像模块的工作状态。

根据本实用新型提供的一种小麦籽粒胚乳质地检测装置，所述摄像模块包括工业相机和暗箱；

所述暗箱具有容纳腔及与所述容纳腔连通的敞口端，所述工业相机设于所述容纳腔，所述敞口端朝向所述透明输料件的一侧设置。

根据本实用新型提供的一种小麦籽粒胚乳质地检测装置，所述给料件包括振动盘，所述透明输料件包括溜槽；

所述振动盘和所述溜槽的第一端连接，所述溜槽相对于水平面倾斜设置，所述溜槽的第二端的标高低于所述溜槽的第一端的标高。

根据本实用新型提供的一种小麦籽粒胚乳质地检测装置，所述溜槽设有至少一个槽形通道，所述槽形通道沿所述溜槽的延伸方向延伸，所述槽形通道沿垂直于所述延伸方向的截面形状呈“V”型。

根据本实用新型提供的一种小麦籽粒胚乳质地检测装置，所述溜槽包括第一槽段和第二槽段；

所述振动盘和所述第一槽段的第一端连接，所述第一槽段的第二端和所述第二槽段的第一端连接；所述第一槽段的延伸方向相对于水平面的斜率小于所述第二槽段的延伸方向相对于水平面的斜率。

根据本实用新型提供的一种小麦籽粒胚乳质地检测装置，所述振动盘包括盘体和振动器；所述盘体和所述振动器连接，所述盘体具有出料口，所述出料口设于所述溜槽的上侧。

根据本实用新型提供的一种小麦籽粒胚乳质地检测装置，所述盘体包括圆筒段和圆锥筒段；所述圆筒段的一端和所述圆锥筒段的第一端连通，所述圆锥筒段的第二端远离所述圆筒段，并形成有所述出料口。

根据本实用新型提供的一种小麦籽粒胚乳质地检测装置，还包括储料仓；所述储料仓和所述透明输料件连接，以存储所述透明输料件上输送的小麦籽粒。

本实用新型提供的小麦籽粒胚乳质地检测装置，通过设置给料件、透明输料件、光源、摄像模块和处理模块，可通过给料件向透明输料件上供给小麦籽粒，由透明输料件对小麦籽粒进行逐粒输送，在对小麦籽粒输送的过程中，基于光源朝向摄像模块的一侧输出至透明输料件照明光，可通过摄像模块采集透明输料件上小麦籽粒的透射光图像，在透射光图像传输至处理模块，便于处理模块对透射光图像进行处理，从而实现对大批量小麦籽粒胚乳质地的快速检测，并可准确地识别小麦籽粒胚乳的质地类型。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型提供的小麦籽粒胚乳质地检测装置的结构示意图；

附图标记：

1、给料件；11、盘体；12、振动器；111、圆筒段；112、圆锥筒段；

2、透明输料件；21、第一槽段；22、第二槽段；

3、光源；4、摄像模块；41、工业相机；42、暗箱；

5、处理模块；6、触发器；7、储料仓。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

下面结合图1，通过具体的实施例及其应用场景对本实用新型实施例提供的一种小麦籽粒胚乳质地检测装置进行详细地说明。

如图1所示，本实施例提供一种小麦籽粒胚乳质地检测装置，包括：给料件1、透明输料件2、光源3、摄像模块4和处理模块5。

给料件1和透明输料件2连接，以向透明输料件2上供给小麦籽粒，透明输料件2用于对小麦籽粒进行逐粒输送。

光源3和摄像模块4分设于透明输料件2的相对侧，以使得摄像模块4可采集透明输料件2上小麦籽粒的透射光图像。

处理模块5和摄像模块4连接，以根据摄像模块4采集的透射光图像确定小麦籽粒胚乳的质地类型。

可理解的是，本实施例的给料件1可以为料斗或直线振动排种器，透明输料件2既可以为透明状的传送带，也可以为下述实施例所示的透明状的溜槽，对此不做具体限定。

在透明输料件2为传送带的情形下，可以将给料件1设于传送带的一端，并位于传送带的上方，由给料件1逐粒地向传送带上给料，并控制传送带以设定速度循环往复地进行定向传送，基于小麦籽粒下落的时间间隔，可以确保下落至传送带上的小麦籽粒彼此分离，从而有利于确保传送带对小麦籽粒进行逐粒输送。

在透明输料件2为溜槽的情形下，也可以将给料件1设于溜槽的一端，并位于溜槽的上方，小麦籽粒自身的重力作用下，各个小麦籽粒可以根据溜槽的引导作用实现逐粒输送。

与此同时，本实施例的光源3既可以是点光源，也可以是线光源，还可以是面光源，对此不做具体限定，只需确保光源3发出的照明光能够透过透明输料件2，照射至透明输料件2上输送的小麦籽粒，以便摄像模块4采集透明输料件2上输送的小麦籽粒的透射光图像。

另外，本实施例的处理模块5可以采用本领域公知的PLC控制器、微处理器和工控机等，在处理模块5设置有本领域公知的能够进行图像分割和特征提取的图像处理模型或图像处理算法程序，对摄像模块4采集的透射光图像进行处理，以获取小麦籽粒胚乳的质地类型。

在此，为了进一步提高对小麦籽粒胚乳的质地类型识别的效率和准确度，本实施例的还可基于处理模块5设置SVM分类模型、KNN分类模型和DT分类模型，SVM分类模型可以根据输入的小麦籽粒的透射光图像，识别并提取出透射光下小麦籽粒的整粒种子的图像特征，KNN分类模型可以根据输入的小麦籽粒的透射光图像，识别并提取出透射光下小麦籽粒的胚乳的图像特征，DT分类模型可以根据输入的小麦籽粒的透射光图像，识别并提取出透射光下小麦籽粒的种胚的图像特征，从而基于SVM分类模型、KNN分类模型和DT分类模型可以快速实现对小麦籽粒胚乳质地的分类识别。

其中，关于SVM分类模型、KNN分类模型和DT分类模型的训练和构建，可以参见中国粮油学报公开的文章编号为1003-0174(2022)05-0000-10的基于LDA_SVM的小麦质地检测方法研究。

由上可知，本实施例通过设置给料件1、透明输料件2、光源3、摄像模块4和处理模块5，可通过给料件1向透明输料件2上供给小麦籽粒，由透明输料件2对小麦籽粒进行逐粒输送，在对小麦籽粒输送的过程中，基于光源3朝向摄像模块4的一侧输出至透明输料件2照明光，可通过摄像模块4采集透明输料件2上小麦籽粒的透射光图像，在透射光图像传输至处理模块5，便于处理模块5对透射光图像进行处理，从而实现对大批量小麦籽粒胚乳质地的快速检测，并可准确地识别小麦籽粒胚乳的质地类型。

在一些实施例中，如图1所示，为了便于通过摄像模块4采集透明输料件2上小麦籽粒的透射光图像，本实施例的光源3包括发光板；发光板沿透明输料件2的输送方向延伸设置；发光板具有发光面，发光面朝向透明输料件2，并与摄像模块4的光轴垂直。

具体地，在实际应用中，本实施例的检测装置还可配置角度调节组件，既可以将角度调节组件和发光板连接，以对发光板相对于水平面的倾角进行调节，也可以将度调节组件和摄像模块4连接，以对摄像模块4的光轴相对于水平面的夹角进行调节，使得发光板的发光面和摄像模块4的光轴保持垂直状态，从而有利于确保摄像模块4对各个小麦籽粒拍摄视角的一致性，从而可确保检测结果的准确性。

在一些实施例中，如图1所示，本实施例的摄像模块4包括工业相机41和暗箱42；暗箱42具有容纳腔及与容纳腔连通的敞口端，工业相机41设于容纳腔，敞口端朝向透明输料件2的一侧设置。其中，本实施例的工业相机41的镜头伸向暗箱42的敞口端，并且工业相机41的光轴和发光板具有发光面垂直设置。本实施例通过将工业相机41设于暗箱42中，可避免环境光线对小麦籽粒的透射光图像的采集造成影响。

由于工业相机41具有快速拍照功能，在透明输料件2对小麦籽粒输送的速度较快时，可以通过工业相机41采集到各个小麦籽粒的透射光图像，以便实现大批量小麦籽粒胚乳质地进行快速检测。

在一些实施例中，如图1所示，本实施例的检测装置还设置有触发器6，触发器6设于透明输料件2的一侧，以检测透明输料件2上是否输送有小麦籽粒；触发器6沿透明输料件2的输送方向设于给料件1和光源3之间。

触发器6和处理模块5连接，处理模块5用于根据触发器6反馈的触发信号控制摄像模块4的工作状态。

具体地，本实施例的触发器6既可以为触控传感器，也可以为红外对射传感器，对此不做具体限定。处理模块5根据触发器6反馈的触发信号，在确定透明输料件2上输送有小麦籽粒时，可以根据小麦籽粒到达摄像模块4所在位置的时间，即时控制摄像模块4对小麦籽粒进行拍照，以便及时有效地采集到小麦籽粒的透射光图像。

其中，在触发器6为触控传感器，以及透明输料件2为溜槽的情形下，可以将触控传感器安装于溜槽的槽底。如此，当小麦籽粒沿着溜槽的延伸方向输送，并经过触控传感器时，触控传感器可感知到小麦籽粒的压力信息，并向处理模块5反馈高电平信号，以表征触控传感器检测到溜槽上输送有小麦籽粒；反之，当没有小麦籽粒经过触控传感器时，触控传感器可向处理模块5反馈低电平信号，以表征溜槽上没有输送小麦籽粒。

在触发器6为红外对射传感器的情形下，可以将红外对射传感器设于透明输料件2的一侧，可以根据小麦籽粒是否对红外对射传感器发出的红外光束造成遮挡，以判断透明输料件2上是否输送有小麦籽粒。显然，处理模块5同样可以根据红外对射传感器反馈的触发信号控制摄像模块4的工作状态，对此不做一一赘述。

基于上述实施例的方案，如图1所示，为了便于实现对小麦籽粒的输送，本实施例的给料件1包括振动盘，透明输料件2包括溜槽；振动盘和溜槽的第一端连接，溜槽相对于水平面倾斜设置，溜槽的第二端的标高低于溜槽的第一端的标高。其中，溜槽既可以为透明玻璃溜槽，也可以为透明的塑料溜槽。

其中，基于对溜槽的排布方式的设置，可以确保振动盘向溜槽的第一端供给小麦籽粒后，小麦籽粒可在自身重力的作用下，沿着溜槽的延伸方向自动下滑，以便通过设置于溜槽相对侧的光源3和摄像模块4，获取小麦籽粒的透射光图像。

在一些实施例中，本实施例的溜槽设有至少一个槽形通道，槽形通道沿溜槽的延伸方向延伸，槽形通道沿垂直于延伸方向的截面形状呈“V”型。其中，槽形通道在图1中未具体示意出。

具体地，本实施例的溜槽可以只设置一个槽形通道，通过将槽形通道的截面形状设置呈“V”型，可在对小麦籽粒输送的过程中，确保小麦籽粒在“V”型的槽形通道的引导下，自动沿着溜槽的延伸方向形成为单一队列，从而达到对小麦籽粒进行逐粒输送的目的。

在一些实施例中，如图1所示，本实施例的溜槽包括第一槽段21和第二槽段22；振动盘和第一槽段21的第一端连接，第一槽段21的第二端和第二槽段22的第一端连接；第一槽段21的延伸方向相对于水平面的斜率小于第二槽段22的延伸方向相对于水平面的斜率。

具体地，本实施例通过对溜槽的第一槽段21和第二槽段22的斜率进行设置，可以确保小麦籽粒沿第一槽段21的输送速度小于小麦籽粒沿第二槽段22的输送速度，从而在小麦籽粒依次沿第一槽段21和第二槽段22输送的过程中，相邻两个小麦籽粒之间的间距逐渐增大，这不仅便于通过溜槽对小麦籽粒进行逐粒输送，也有利于摄像模块4对每个小麦籽粒的透射光图像进行采集。

基于上述实施例的方案，如图1所示，为了便于自动向溜槽供给小麦籽粒，本实施例的振动盘包括盘体11和振动器12；盘体11和振动器12连接，盘体11具有出料口，出料口设于溜槽的上侧。

具体地，盘体11包括圆筒段111和圆锥筒段112；圆筒段111的一端和圆锥筒段112的第一端连通，圆锥筒段112的第二端远离圆筒段111，并形成有出料口。也即，圆筒段111设置于圆锥筒段112的上侧，在振动器12施加的振动力的作用下，盘体1中的小麦籽粒会自动向圆锥筒段112中汇集，并自动从出料口排出。

在一些示例中，本实施例可以将振动器12设于圆筒段111的外壁面，并设置出料口的口径和小麦籽粒的尺寸适配，例如，出料口的口径可以为小麦籽粒的直径的2-3倍，以便控制振动盘向溜槽供给小麦籽粒的供料速度，尽可能地确保振动盘对小麦籽粒实现逐粒出料。

基于上述实施例所示的方案，如图1所示，本实施的检测装置还设置有储料仓7；储料仓7和透明输料件2连接，以存储透明输料件2上输送的小麦籽粒，以在摄像模块4对小麦籽粒完成图像采集后，可通过储料仓7对透明输料件2上输送的小麦籽粒进行统一回收存储。

其中，储料仓7为上方敞口的箱体，在透明输料件2包括溜槽的情形下，可以将振动盘和溜槽的第一端连接，将溜槽的第二端和储料仓7连接。

基于上述实施例所示的方案，本实施例对小麦籽粒胚乳质地的检测流程如下所示：

(1)将一定量的小麦籽粒放入振动盘，小麦籽粒在振动盘的振动作用下落至溜槽的第一端，并在溜槽的引导下沿着溜槽的延伸方向下滑。

(2)当小麦籽粒在移动中经过触发器时，触发器被小麦籽粒触发，并向处理模块反馈触发信号，以在小麦籽粒移动至光源和摄像模块之间的位置时，在光源发出的照明光的照射场景下，摄像模块对小麦籽粒连续拍照，以采集小麦籽粒的透射光图像，处理模块根据摄像模块采集的透射光图像确定小麦籽粒胚乳的质地类型，并可由处理模块或与处理模块连接的存储模块对小麦籽粒的透射光图像进行存储。

(3)在完成对小麦籽粒的拍照后，小麦籽粒继续沿着溜槽的延伸方向下滑，直至从溜槽的第二端离开，并回收至储料仓中。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解、其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种小麦籽粒胚乳质地检测装置，其特征在于，包括：给料件、透明输料件、光源、摄像模块和处理模块；

所述给料件和所述透明输料件连接，以向所述透明输料件上供给小麦籽粒，所述透明输料件用于对小麦籽粒进行逐粒输送；

所述光源和所述摄像模块分设于所述透明输料件的相对侧，以使得所述摄像模块可采集所述透明输料件上小麦籽粒的透射光图像；

所述处理模块和所述摄像模块连接，以根据所述摄像模块采集的所述透射光图像确定所述小麦籽粒胚乳的质地类型。

2.根据权利要求1所述的小麦籽粒胚乳质地检测装置，其特征在于，所述光源包括发光板；所述发光板沿所述透明输料件的输送方向延伸设置；所述发光板具有发光面，所述发光面朝向所述透明输料件，并与所述摄像模块的光轴垂直。

3.根据权利要求1所述的小麦籽粒胚乳质地检测装置，其特征在于，还包括触发器，所述触发器设于所述透明输料件的一侧，以检测所述透明输料件上是否输送有小麦籽粒；所述触发器沿所述透明输料件的输送方向设于所述给料件和所述光源之间；

所述触发器和所述处理模块连接，所述处理模块用于根据所述触发器反馈的触发信号控制所述摄像模块的工作状态。

4.根据权利要求1所述的小麦籽粒胚乳质地检测装置，其特征在于，所述摄像模块包括工业相机和暗箱；

所述暗箱具有容纳腔及与所述容纳腔连通的敞口端，所述工业相机设于所述容纳腔，所述敞口端朝向所述透明输料件的一侧设置。

5.根据权利要求1至4任一项所述的小麦籽粒胚乳质地检测装置，其特征在于，所述给料件包括振动盘，所述透明输料件包括溜槽；

所述振动盘和所述溜槽的第一端连接，所述溜槽相对于水平面倾斜设置，所述溜槽的第二端的标高低于所述溜槽的第一端的标高。

6.根据权利要求5所述的小麦籽粒胚乳质地检测装置，其特征在于，所述溜槽设有至少一个槽形通道，所述槽形通道沿所述溜槽的延伸方向延伸，所述槽形通道沿垂直于所述延伸方向的截面形状呈“V”型。

7.根据权利要求5所述的小麦籽粒胚乳质地检测装置，其特征在于，所述溜槽包括第一槽段和第二槽段；

所述振动盘和所述第一槽段的第一端连接，所述第一槽段的第二端和所述第二槽段的第一端连接；所述第一槽段的延伸方向相对于水平面的斜率小于所述第二槽段的延伸方向相对于水平面的斜率。

8.根据权利要求5所述的小麦籽粒胚乳质地检测装置，其特征在于，所述振动盘包括盘体和振动器；所述盘体和所述振动器连接，所述盘体具有出料口，所述出料口设于所述溜槽的上侧。

9.根据权利要求8所述的小麦籽粒胚乳质地检测装置，其特征在于，所述盘体包括圆筒段和圆锥筒段；所述圆筒段的一端和所述圆锥筒段的第一端连通，所述圆锥筒段的第二端远离所述圆筒段，并形成有所述出料口。

10.根据权利要求1至4任一项所述的小麦籽粒胚乳质地检测装置，其特征在于，还包括储料仓；所述储料仓和所述透明输料件连接，以存储所述透明输料件上输送的小麦籽粒。

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