ES2428571T3 - Clasificador de semillas - Google Patents

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Kevin L. Deppermann
James Crain
Sam R. Eathington
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Abstract

Procedimiento de determinación de si una semilla muestra un fenotipo deseado, comprendiendo dichoprocedimiento: cargar una semilla en un escenario de formación de imágenes; dirigir luz sobre la semilla desde al menos dos ángulos de dirección y en una pluralidad de longitudes deonda espectrales que cambian secuencialmente; recoger los datos de las imágenes desde al menos tres porciones de la semilla seleccionada de una porciónsuperior, una porción inferior y una pluralidad de porciones laterales de la semilla, en cada una de laslongitudes de onda espectrales; y analizar los datos de las imágenes recogidos para determinar si la semilla muestra un fenotipo deseado.

Description

Clasificador de semillas
Campo
La presente divulgación se refiere, en general, a sistemas y procedimientos automatizados para la clasificación de pequeños objetos agrícolas, tales como semillas, en base al análisis de imagen.
Antecedentes
Las declaraciones en esta sección sólo ofrecen información básica relacionada con la presente exposición y pueden no constituir estado de la técnica.
En la industria agrícola, y más específicamente en la industria de la cría de semillas, es importante para los científicos ser capaces de analizar las semillas con un alto rendimiento. Por esto, se entiende que el análisis de las semillas tiene lugar preferentemente no sólo de forma rápida, sino también de forma fiable y con un alto volumen total. Por ejemplo, en la mejora de semillas, se analizan grandes números de semillas para determinar si las semillas poseen rasgos particulares o marcadores fenotípicos de interés. Históricamente, las semillas se examinan de forma manual, se pesane identifican según la presencia o ausencia del rasgo o marcador deseado, y luego se clasifican. Tal análisis manual de las semillas es una tarea tediosay engorrosa sujeta al error humano.
La patente US-A1-2005/082207 divulga un procedimiento para determinar si semillas individuales de una pluralidad exhiben un fenotipo deseado que comprende: cargar semillas individuales en una etapa de formación de imágenes, dirigir luz sobre las semillas desde un ángulo direccional, recoger datos de imagen a partir de dos porciones de cada semilla seleccionada a partir de una porción superior, porción inferior, y analizar los datos de imagen recogidos para determinar si cada semilla exhibe un fenotipo deseado.
La patente US-A1-2004/072143 divulga que al dirigir una luz sobre material biológico en una pluralidad de longitudes de onda espectrales que cambian secuencialmente, pueden ser identificadas características químicas particulares dentro del material.
La patente US-A1-2005/082207 divulga también un sistema para la clasificación de una pluralidad de semillas en base a fenotipos identificados de las semillas, el sistema comprende una estación óptica y de controlador 30,42 estructurada y operable para recoger datos de imagen de una porción superior de cada semilla respectiva en un conjunto de semillas y una porción inferior de cada semilla respectiva en el conjunto de semillas, y analizar los datos de imagen recogidos para determinar si cada semilla exhibe un fenotipo deseado, y una estación de carga, transporte y clasificación de semillas 18,28,34 estructurada y operable para individualizar cada semilla del conjunto de las semillas de una pluralidad de semillas en una tolva de semillas a granel 12, el transporte del conjunto de semillas a la estación óptica y de controlador 30 y clasificar selectivamente cada semilla a una respectiva de una pluralidad de depósitos de semillas 40 en función de si cada semilla respectiva exhibe el fenotipo deseado, teniendo los datos de imagen de una porción superior y una porción inferior de cada semilla que llevarse a cabo secuencialmente, en vista de la necesidad de girar la bandeja de semillas 180º por medio del sistema de tapa.
La patente DE-102004063769 divulga la colección de datos de imagen de forma simultánea desde las porciones superior e inferior de cada semilla en una pluralidad de semillas, por medio de cámaras 3a, 3b dispuestas por encima y por debajo de una cinta en movimiento transparente 5; una disposición diferente de la utilizada en la patente US-A1-2005/082207.
La patente US-A1-2004/072143 divulga la recogida de datos de imagen utilizando tres cámaras diferentes, dos de los cuales están dispuestas a 90° para tomar vistas longitudinales, y la tercera para tomar una vista desde el extremo.
Sumario
La presente divulgación se refiere, en general, a sistemas y procedimientos de clasificación de una semilla individual a partir de una pluralidad de semillas sobre la base de uno o más fenotipos identificados de cada semilla respectiva. Los procedimientos están particularmente adaptados para la automatización, lo que permite una mayor eficacia en la clasificación y la tasa de rendimiento de lo que antes era práctico. Con la clasificación automatizada de semillas permitida por las diversas realizaciones de la presente descripción, es posible analizar cada semilla en la población, y separar aquellas identificadas como que tienen una característica o rasgo deseado, por ejemplo, semillas haploides, a partir de las otras semillas en una tasa de rendimiento alta.
En diversas realizaciones, la presente descripción proporciona un procedimiento para determinar si las individuales de una pluralidad de semillas exhiben un fenotipo deseado. El procedimiento incluye la carga de semillas individuales en una etapa de formación de imágenes, dirigir la luz sobre las semillas a partir de al menos dos ángulos de dirección y en una pluralidad de longitudes de onda espectrales secuencialmente cambiantes, recoger datos de imagen a partir de al menos tres porciones de cada semilla seleccionada a partir de una porción superior,
una porción inferior y una pluralidad de porciones laterales de cada semilla, en cada una de las longitudes de onda espectrales, y analizar los datos de imagen recogidos para determinar si cada semilla exhibe un fenotipo deseado.
En otras realizaciones, la presente descripción proporciona un sistema para la clasificación de una pluralidad de semillas basado en fenotipos identificados de las semillas. El sistema incluye una estación óptica y de controlador estructurada y operable para sustancialmente recoger simultáneamente datos de imagen de una porción superior de cada semilla respectiva en un conjunto de semillas, una porción inferior de cada semilla respectiva en el conjunto de semillas y una pluralidad de porciones laterales de cada semilla respectiva en el conjunto de semillas. La estación óptica y de controlador está, además, estructurada y es operable para analizar los datos de imagen recogidos para determinar si cada semilla exhibe un fenotipo deseado. El sistema incluye, además, una estación de carga, transporte y clasificación de semillas estructurada y operable para individualizar cada semilla del conjunto de semillas a partir de una pluralidad de semillas en una tolva de semillas a granel, el transporte del conjunto de las semillas a la estación óptica y de controlador, y la clasificación selectiva de cada semilla a una respectiva de una pluralidad de depósitos de semillas en función de si cada semilla respectiva exhibe el fenotipo deseado.
Dibujos
La figura 1 es un diagrama de bloques de un sistema clasificador de semillas automatizado estructurado y operable para individualizar una pluralidad de semillas, tomar la imagen, analizar y categorizar cada semilla, y clasificar cada semilla basado en la clasificación, de acuerdo con diversas realizaciones de la presente divulgación.
La figura 2A es una vista isométrica del sistema clasificador de semillas mostrado en la figura 1, de acuerdo con diversas realizaciones de la presente descripción.
La figura 2B es un diagrama de bloques funcional del sistema de clasificación de semillas mostrado en la figura 2A, de acuerdo con diversas realizaciones de la presente descripción.
La figura 3A es una vista isométrica de una estación de carga de semillas del sistema clasificador de semillas mostrado en la figura 2A, de acuerdo con diversas realizaciones de la presente descripción.
Las figuras 3B y 3C son vistas laterales esquemáticas de una porción de recogida de la estación de carga que se muestra en la figura 3A.
Las figuras 3D y 3E son vistas laterales esquemáticas de una porción de traslado de la estación de carga de semillas mostrada en la figura 3A.
La figura 4A es una vista isométrica de un subsistema de transporte de semillas del sistema clasificador de semillas mostrado en la figura 2A, de acuerdo con diversas realizaciones de la presente descripción.
La figura 4B es una vista superior del subsistema de transporte se muestra en la figura 4A.
La figura 5A es una vista frontal de una primera estación de formación de imágenes del sistema clasificador de semillas que se muestra en la figura 2A, de acuerdo con diversas realizaciones de la presente descripción.
La figura 5B es una vista lateral del primer subsistema de formación de imagen que se muestra en la figura 5A.
La figura 6A es una vista frontal de una segunda estación de formación de imágenes del sistema clasificador de semillas que se muestra en la figura 2A, de acuerdo con diversas realizaciones de la presente descripción.
La figura 6B es una vista lateral del segundo subsistema de formación de imagen que se muestra en la figura 6A.
La figura 7A es una vista isométrica de una estación de descarga del sistema clasificador de semillas que se muestra en la figura 2A, de acuerdo con diversas realizaciones de la presente descripción.
La figura 7B es una vista lateral esquemática de la estación de descarga que se muestra en la figura 7A.
La figura 8 es una vista superior del sistema clasificador de semillas que se muestra en la figura 2A.
La figura 9 es un diagrama de flujo que ilustra una visión general de ejemplo de la operación del sistema clasificador de semillas que se muestra en la figura 2A, de acuerdo con diversas realizaciones de la presente descripción.
Las figuras 10A a 10F son ilustraciones ejemplares de imágenes recogidas de una sola bandeja de semillas, en diversas anchuras de banda espectrales, utilizando el sistema clasificador de semillas mostrado en la figura 1.
La figura 11 es diagrama de flujo que ilustra una visión general de un proceso de análisis de imagen ejemplar ejecutado por un sistema de control central del sistema clasificador de semillas, que se muestra en la figura 2A, para clasificar y clasificar las semillas captadas por el sistema clasificador de semillas, de acuerdo con diversas realizaciones de la presente descripción.
Las figuras 12A a 12D son ilustraciones pictóricas y tabulares ejemplares que muestran los resultados de diversos
pasos del proceso de análisis de imágenes que se muestran en la figura 11.
La figura 13A es una vista lateral del sistema clasificador de semillas mostrado en la figura 1, de acuerdo con otras varias realizaciones de la presente descripción.
La figura 13B es una vista lateral del sistema clasificador de semillas que se muestra en la figura 13A separado en un primer módulo y un segundo módulo, de acuerdo con diversas realizaciones de la presente descripción.
La figura 14 es un diagrama de bloques funcional del sistema de clasificación de semillas mostrado en las figuras 13A y 13B, de acuerdo con diversas realizaciones de la presente descripción.
La figura 15A es una vista isométrica de un subsistema de carga y de transporte del sistema clasificador de semillas mostrado en la figura 13A, de acuerdo con diversas realizaciones de la presente descripción.
La figura 15B es una vista lateral de un conjunto de escape del subsistema de carga y de transporte mostrado en la figura 15A, de acuerdo con diversas realizaciones de la presente descripción.
La figura 15C es una vista superior de un portaobjetos de retención del conjunto de escape mostrado en la figura 15B, de acuerdo con diversas realizaciones de la presente descripción.
La figura 15D es una vista isométrica de un cargador del subsistema de carga y de transporte mostrado en la figura 15A, de acuerdo con diversas realizaciones de la presente descripción.
La figura 15E es una vista isométrica de un par de zapatas de carga del cargador que se muestra en la figura 15D, de acuerdo con diversas realizaciones de la presente descripción.
La figura 15F es una vista isométrica de un lado inferior de par de zapatas de carga mostrado en la figura 15E, de acuerdo con diversas realizaciones de la presente descripción.
La figura 16 es una vista isométrica de un subsistema de formación de imágenes y de análisis del sistema clasificador de semillas mostrado en la figura 13A, de acuerdo con diversas realizaciones de la presente descripción.
La figura 16A es una vista isométrica de una porción de un teatro de formación de imágenes incluido en el subsistema de formación de imágenes y de análisis que se muestra en la figura 16, de acuerdo con diversas realizaciones de la presente descripción.
La figura 16B es una vista isométrica de un conjunto de etapa de formación de imágenes incluido en la porción del teatro de imágenes que se muestra en la figura 16A, que ilustra las partes inferiores de puerta-trampa de una pluralidad de etapas de formación de imágenes en una posición de descarga de semillas, de acuerdo con diversas realizaciones de la presente divulgación.
La figura 16C es una vista en sección transversal a lo largo de la línea C-C de un accesorio de espejo de las etapas de formación de imágenes 16B, de acuerdo con diversas realizaciones de la presente descripción.
La figura 16D es una vista isométrica de un conjunto de espejo inferior del teatro de imágenes que se muestra en la figura 16, de acuerdo con diversas realizaciones de la presente descripción.
La figura 16E es una vista en sección transversal a lo largo de la línea E-E del conjunto de espejo mostrado en la figura 16D, de acuerdo con diversas realizaciones de la presente descripción.
La figura 16F es una vista lateral del sistema clasificador de semillas se muestra en la figura 13A, que incluye una carcasa de recinto oscuro, de acuerdo con otras varias realizaciones de la presente descripción.
La figura 17A es una vista isométrica de un subsistema de descarga y clasificación del sistema clasificador de semillas mostrado en la figura 13A, de acuerdo con diversas realizaciones de la presente descripción.
La figura 17B es una vista lateral de un clasificador de semillas con formación de imagen del subsistema de descarga y clasificación que se muestra en la figura 17A, de acuerdo con diversas realizaciones de la presente descripción.
La figura 17C es una vista lateral de un par de canales de clasificación y tapones de desvío de semillas incluidos en el clasificador de semillas con formación de imagen que se muestra en la figura 17B, de acuerdo con diversas realizaciones de la presente descripción.
La figura 18 es un diagrama de flujo ejemplar que ilustra la operación general del sistema clasificador de semillas mostrado en la figura 13A, de acuerdo con las diversas realizaciones de la presente descripción.
La figura 19 es diagrama de flujo que ilustra una visión general de un proceso de análisis de imagen ejemplar ejecutado por un sistema controlador principal del sistema clasificador de semillas, que se muestra en la figura 13A, de acuerdo con diversas realizaciones de la presente descripción.
Las figuras 20A, 20B y 20C son ilustraciones pictóricas ejemplares que muestran los resultados de diversas etapas del proceso de análisis de imágenes que se muestran en la figura 19: la figura 20A ilustra una ilustración pictórica a modo de ejemplo de una imagen de “vista superior” después de que se ha aplicado una máscara de fondo; la figura 20B ilustra una ilustración gráfica de ejemplo de una imagen de “vista superior” de la máscara de fondo y primeras máscaras límite de tamaño, y la figura 20C ilustra una ilustración gráfica de ejemplo de una imagen “vista superior” después de que se han aplicado la máscara de fondo, la primera máscara límite de tamaño y la máscara de relleno y erosión.
Descripción detallada
La siguiente descripción es de naturaleza meramente ejemplar y no se pretende en modo alguno limitar las presentes enseñanzas, aplicaciones, o usos. A lo largo de la presente memoria los mismos números de referencia se usarán para referirse a elementos similares.
La figura 1 es un diagrama de bloques de un sistema clasificador de semillas automatizado 10 que está estructurado y es operable para recibir una pluralidad de cualquier tipo deseado de semillas, individualizar las semillas, formar la imagen y analizar cada semilla individualizada para identificar las características o fenotipos deseados, y clasificar las semillas sobre la base de las características o fenotipos deseados identificados. En general, el sistema clasificador de semillas automatizado 10 incluye un subsistema de carga y transporte (L&T) 11 que está estructurado y es operable para recibir la pluralidad del tipo deseado de semillas, individualizar las semillas y transportar las semillas a un subsistema de formación de imágenes y de análisis (I&A) 12. El subsistema de I&A 12 está estructurado y operable para recoger datos de imagen de cada semilla individualizada y analizar los datos de imagen recogidos para categorizar cada semilla respectiva. Por ejemplo, cada semilla se puede categorizar sobre la base de si cada semilla respectiva posee una o más características o fenotipos deseados.
A continuación un subsistema de descarga y clasificación (OL&S) 13, clasifica cada semilla respectiva a una particular o a más de una pluralidad de depósitos de semillas basado en la categorización de cada semilla respectiva. Por ejemplo, todas las semillas que poseen una o varias características o fenotipos deseados, como se identifican por el subsistema I&A 12, se podrán clasificar en uno o más depósitos de semillas correspondientes, mientras que todas las semillas que no posean la una o más características o fenotipos más deseados se podrán clasificar en uno o más de otros depósitos de semillas correspondientes. Del mismo modo, todas las semillas de las que es incierto si las semillas poseen la una o más características o fenotipos deseados se pueden clasificar a uno o más de otros depósitos de semillas correspondientes. Más aún, todas las semillas rechazadas, por ejemplo, semillas, semillas parciales dobles o semillas que no cumplen los criterios de tamaño predeterminados, se pueden clasificar en uno o más depósitos de semillas correspondientes. El sistema clasificador automatizado de semillas 10 incluye, además, un sistema de control central 16 que está estructurado y es operable para controlar todas las operaciones del sistema clasificador de semillas 10. Es decir, el sistema de control central 16 controla simultáneamente y coordina las operaciones de cada uno del subsistema L&T 11, el subsistema I&A 12 y el subsistema OL&S 13 para llevar a cabo la individualización, la formación de imágenes, el análisis y la clasificación de cada una de la pluralidad de semillas cargada en el subsistema de L&T 11, como se describe a continuación.
Se debe entender que las diversas realizaciones del sistema clasificador de semillas 10, a modo de ejemplo ilustrado y descrito en este documento, incluyen diversos apoyos estacionarios, vigas, plataformas, pedestales, soportes, etc., para que diversos componentes, dispositivos, mecanismos, sistemas, subsistemas, conjuntos y subconjuntos descritos en este documento estén acoplados, conectados y/o montados. Aunque tales apoyos, vigas, plataformas, pedestales, soportes, etc., son necesarios para la construcción de varias realizaciones del sistema clasificador de semillas 10, la descripción de su colocación, orientación e interconexiones no es necesaria para un experto en la materia para comprender de forma fácil y completa la estructura, la función y la operación de las diversas realizaciones del sistema clasificador de semillas 10. Por otra parte, dichos apoyos, vigas, plataformas, pedestales, soportes, etc., se ilustran con claridad en todas las figuras y, como tal, su colocación, orientación e interconexiones son fáciles de entender por un experto en la materia. Por lo tanto, por simplicidad, se hará referencia a dichos apoyos, vigas, plataformas, pedestales, soportes, etc., en el presente documento simplemente como estructuras de soporte del sistema, no proporcionándose una descripción más detallada de su colocación, orientación e interconexiones.
Haciendo referencia ahora a la figura 2A, en diversas realizaciones, el sistema clasificador de semillas 10 puede ser un sistema clasificador de semillas de transporte de cuatro estaciones rotativas, en el que el subsistema L&T 11 puede comprender una estación de carga de semillas 100 y un subsistema de transporte de semillas rotatorio 200, el subsistema I&A 12 puede comprender una primera estación de formación de imágenes de semillas 300 y una segunda estación de formación de imágenes 400, y el subsistema de OL&S 13 puede comprender una estación de descarga y clasificación de semillas 500. Además, el sistema de control central 16 del sistema clasificador de semillas 10 puede comprender un sistema controlador principal 600.
Haciendo referencia a las figuras 2A y 2B, la figura 2B ilustra un diagrama de bloques funcional del sistema de clasificación de semillas mostrado en la figura 2A, de acuerdo con diversas realizaciones. Generalmente, en tales realizaciones, el sistema clasificador de semillas 10 está estructurado y es operable para aislar una pluralidad de semillas desde una tolva de semillas a granel 104 y colocar las semillas aisladas en una de una pluralidad de
bandejas de semillas de múltiples cubetas transparentes 14 en la estación de carga de semillas 100. Más en particular, las bandejas de semillas 14 se componen de un fondo transparente, por ejemplo, una porción inferior de cuarzo, como se describe a continuación. Las bandejas de semillas 14 se retienen dentro de una mesa de transporte de indexación 202 del subsistema de transporte 200 que está estructurado y es operable para posicionar incrementalmente cada bandeja de semillas 14, es decir, adyacente a, cada una de la estación de carga 100, la primera estación de formación de imágenes 300, la segunda estación de formación de imágenes 400 y la estación de descarga 500. El sistema clasificador de semillas 10 está, además, estructurado y es operable para recoger múltiples imágenes de al menos un lado de las semillas dentro de la bandeja de semillas 14, a través de la primera estación de formación de imágenes 300. El sistema clasificador de semillas 10 está además estructurado y es operable para recoger múltiples imágenes de al menos un otro lado de las semillas dentro de la bandeja de semillas 14, a través de la segunda estación de formación de imágenes 400. Las imágenes recogidas en la primera y segunda estaciones de formación de imágenes 300 y 400 pueden ser cualquier tipo deseable de imágenes. Por ejemplo, las imágenes pueden ser imágenes visualizadas, imágenes de infrarrojos cercano (NIR) o imágenes de NMR/MRI, o cualquier otro tipo de imágenes. En diversas realizaciones, la primera y segunda estaciones de formación de imágenes 300 y 400 recogen una pluralidad de imágenes digitales en diferentes longitudes de onda espectrales.
En realizaciones adicionales, la presente invención contempla la clasificación automatizada de las semillas haploides sobre la base de las características detectables con instrumentos analíticos diferentes de detección óptica. Por ejemplo, la semilla puede ser resuelta sobre la base de una característica distinta de color o marcadores fluorescentes, tales como contenido de aceite. La invención contempla además un aparato y un procedimiento para la detección automática y la clasificación de las semillas haploides que se basa en una variedad de técnicas analíticas que cuando se utiliza en tándem puede facilitar la clasificación de las semillas haploides y diploides de una manera altamente automatizada, en el que se emplea la tecnología MRI o NMR ya sea en paralelo o en sustitución de la tecnología óptica de la presente invención.
En un aspecto específico, las semillas se pueden clasificar basándose en el contenido de aceite, aprovechando las diferencias fenotípicas entre las semillas haploides y diploides en el contenido de aceite, que es generalmente más bajo en las semillas haploides que en las semillas diploides. Es posible aumentar la diferencia en el contenido de aceite entre semillas haploides y diploides mediante el uso de una línea inductora haploide que ha sido criada para el aumento de aceite, lo que permite la detección fenotípica automatizada de una población de semillas sobre la base del contenido de aceite. Procedimientos para la detección del contenido de aceite en las semillas utilizando formación de imágenes por resonancia magnética (MRI) se han descrito en la patente U.S. No. 7.367.155, que se incorpora en este documento por referencia en su totalidad. La detección del contenido de aceite puede reducir en gran medida el tiempo para seleccionar las semillas haploides para su uso en actividades de mejora de germoplasma, así como para facilitar la detección en un volumen mucho más grande de semillas.
Como se describe más adelante, en diversas realizaciones, el sistema clasificador de semillas 10 se ilustra y se describe con referencia a las figuras 1 a 12D puede ser estructurado y estar operativo para poner en práctica el análisis de múltiples variantes para analizar los datos de imagen de las múltiples imágenes recogidas en la primera y segunda estaciones de formación de imágenes 300 y 400. Más particularmente, en tales realizaciones, los datos de imagen pueden ser comunicados al sistema controlador principal 600, donde se lleva a cabo el análisis de múltiples variantes en los datos de imagen recogidos para identificar si las semillas individuales en la bandeja de semillas 14 poseen uno o más fenotipos deseados, es decir, los rasgos y/o características observables. Más aún, el sistema clasificador de semillas 10 está estructurado y es operativo para descargar de forma individual cada semilla de cada bandeja de semillas 14 y clasificar cada semilla a un particular, uno de una pluralidad de depósitos de semillas 18 en base al fenotipo de la semilla identificado correspondiente, determinado a través del análisis de múltiples variantes.
La operación del sistema clasificador de semillas 10, como se ilustra y se describe con referencia a las figuras 1 a 12D es controlado y automatizado por el controlador de sistema principal 600 de tal manera que las operaciones realizadas por la estación de carga 100, la primera y segunda estaciones de formación de imágenes 300 y 400, y la estación de la descarga 500 se producen sustancialmente sin necesidad de interacción, de intervención o de control humano. Sin embargo, acciones como la carga de las semillas en la tolva de semillas a granel 104 y/o la manipulación física y/o el cambio de los depósitos de semillas 18 (individual o colectivamente), y otros varios ajustes y/o calibraciones manuales necesarias pueden realizarse de forma manual con participación humana.
En general, en diversas realizaciones, el sistema controlador principal 600 puede incluir uno o más procesadores y/o microprocesadores, y uno o más dispositivos de almacenamiento de datos electrónicos utilizados para almacenar y ejecutar varios programas, aplicaciones y/o algoritmos personalizados para efectuar la operación del sistema clasificador de semillas 10. En consecuencia, el sistema controlador principal 600 puede comprender un ordenador especialmente programado, o un sistema informático, en comunicación con dispositivos de sistema asociados que permiten la comunicación y controlar las operaciones de las diversas estaciones y componentes correspondientes 22 del sistema clasificador de semillas 10. Aunque el sistema controlador principal 600 se ilustra a modo de ejemplo en la figura 2A como una sola unidad, el sistema controlador principal 600 puede ser un sistema basado en un ordenador individual o una pluralidad de subsistemas basados en ordenadores conectados en red para coordinar las operaciones simultáneas del sistema clasificador de semillas 10, como se describe en este documento. Por ejemplo, en diversas realizaciones, el sistema controlador principal 600 puede incluir una pluralidad de subsistemas
controladores periféricos 604, por ejemplo, un subsistema controlador periférico 604 para cada estación se describe en este documento. Cada subsistema controlador periférico 604 puede incluir uno o más procesadores, microprocesadores y dispositivos de almacenamiento de datos electrónicos que efectúan la comunicación con los diversos componentes del sistema clasificador de semillas 22, por ejemplo, sensores, dispositivos, mecanismos, motores, instrumentos, etc., y están conectados en red junto con un subsistema controlador principal 608 para operar en cooperación con todas las estaciones, sistemas y subsistemas del sistema de muestreo de semillas 10, como se ilustra y se describe con referencia a las figuras 1 a 12D. O, alternativamente, el sistema controlador principal 600 puede comprender un único ordenador conectado en comunicación a todos los diversos componentes del sistema 22 para operar en cooperación todas las estaciones, sistemas y subsistemas del sistema de muestreo de semillas 10, como se ilustra y se describe con referencia a las figuras 1 a 12D.
Además de almacenar programación para controlar la operación del sistema clasificador de semillas 10, el dispositivo(s) de almacenamiento electrónico de datos (u otra funcionalidad de almacenamiento de datos, que no se muestra explícitamente, pero inherentemente presente) proporcionado dentro del sistema controlador principal 600 se utiliza para almacenar la imágenes recogidas y datos de imágenes relacionadas relativas a cada semilla individual dentro de la bandeja de semillas 14 en una base de datos u otro formato adecuado. Además, el dispositivo(s) de almacenamiento de datos del sistema controlador principal 600 también puede almacenar los datos de localización recibidos de, o derivados en relación con el control de la operación de la estación de descarga 500 relativa a los depósitos 18 donde se han depositado las semillas. Estos datos de ubicación se correlacionan en la base de datos u otro formato con los datos de imagen sobre una base de semilla a semilla individual.
Como se describió anteriormente, el sistema controlador principal 600 se comunica con diversos componentes del sistema clasificador de semillas 22 que incluyen diversos sensores del sistema. Los sensores del sistema funcionan para detectar condiciones de interés durante la operación del sistema clasificador de semillas 10 y comunican esa información al sistema controlador principal 600. Con esta información, el sistema de control principal 600 genera comandos de control que efectuar las operaciones y las acciones tomadas por las distintas estaciones y componentes del sistema clasificador de semillas 10. Por ejemplo, la información de condición detectada puede referirse a: la carga con éxito de las semillas de la semilla de la tolva 104, el posicionamiento de la bandeja(s) 14 a lo largo de la trayectoria de transporte durante la operación del subsistema de transporte 200, la deposición de cada semilla en el depósito de semillas 18 adecuado, el estado (por ejemplo, posición, ubicación, vacío, presión, y similares) de diferentes partes componentes de las diversas estaciones 100, 300, 400 y 500; la operación, mantenimiento, rendimiento, y error de retroalimentación de los diversos componentes de cada estación 100, 300, 400 y 500 (separado de, o quizás comprendiendo en conjunción con, los datos recogidos), y similares. Más específicamente, la información del sensor que se recoge y se procesa para su uso en el control de la operación del sistema clasificador de semillas 10 puede incluir información como: estado del dispositivo o del componente; señales de error; movimiento; parada, posición, ubicación, temperatura; voltaje; corriente; presión y similares, que pueden ser monitoreados con respecto a la operación de cada una de las estaciones, subsistemas y componentes asociados del sistema clasificador de semillas 10.
Haciendo referencia ahora a las figuras 2A y 3A, de acuerdo con diversas realizaciones, la estación de carga de semillas 100 incluye un mecanismo alimentador de semillas 106 posicionado por debajo de una salida 108 de la tolva de semillas a granel 104. El mecanismo alimentador de semillas incluye en general una plataforma de alimentación 110 conectada operativamente a un accionador lineal 114 del eje X a través de una etapa de traslado
118. En operación, se coloca una gran cantidad de semillas, ya sea manualmente o por medio de un medio automatizado, en la tolva de semillas a granel 104, a través de una entrada de la tolva de semillas a granel 122. Las semillas se dispersan luego a continuación a una velocidad deseada en la plataforma de alimentación 110 que está linealmente en movimiento de vaivén a lo largo del eje X de tal manera que un borde de ataque 126 de la plataforma de alimentación 110 se mueve linealmente hacia atrás y hacia delante a través de una porción de una porción superior abierta de un depósito de recogida de semillas 130. La salida de la tolva de semillas a granel 108 está estructurada de manera que a medida que la plataforma de alimentación 110 se mueve en una primera dirección hacia el depósito de recogida de semillas 130, una cantidad deseada de semillas se dispensan sobre la plataforma de alimentación 110. Entonces, cuando la plataforma de alimentación se mueve alternativamente en una segunda dirección que se aleja del depósito de recogida de semillas 130, un labio principal 134 de la salida de la tolva 108 empuja las semillas recién dispensadas hacia el borde de ataque 126 de la plataforma de alimentación 110. Esto hace que una cierta cantidad de las semillas cerca del borde de ataque de la plataforma de alimentación 126 caiga en el depósito de recogida de semillas 130.
Con referencia adicionalmente a las figuras 3B y 3C, el depósito de recogida de semillas 130 incluye una pluralidad de porciones del fondo de forma cóncava (inclinadas hacia dentro) 136. Las porciones inclinadas 136 sirven para dirigir las semillas, a través de la fuerza de la gravedad, hacia una porción inferior 138 del depósito de recogida de semillas 130, permitiendo de este modo a la estación de carga de semillas 100 aislar y cargar semillas individuales dentro del depósito de recogida de semillas 130 en una correspondiente bandeja de semillas 14, como se describe a continuación. En la porción inferior 138 de cada porción en forma cóncava 136 es una abertura 140. Posicionado dentro de cada abertura 140 hay un pistón de aire lineal 142. Cuando se coloca en una posición retraída, o no accionada, como se muestra en la figura 3B, un extremo 144 de cada pistón 142 está situado de tal manera que está sustancialmente enrasado con la porción inferior 138 de cada abertura respectiva 140. Se reconocerá que “sustancialmente enrasado” en este contexto incluye una posición ligeramente por debajo de la porción inferior 138
donde la abertura 140 puede actuar para mantener o canalizar una semilla individual para la posterior captura mediante el pistón respectivo 142, como se describe a continuación.
El extremo 144 de cada pistón 142 está provisto de una depresión cóncava 146 (ilustrada en líneas de trazos) que tiene un perímetro que es ligeramente más pequeño que el diámetro exterior del pistón 142. El perímetro de la depresión 146 está generalmente dimensionado para estar en proporción con, o ser ligeramente mayor que, el tamaño medio esperado de las semillas depositadas en el depósito de recogida de semillas 130. Esto permite la manipulación de las semillas individuales de tamaño y/o forma no uniforme. Una unidad de aire 148 opera bajo el control del sistema controlador principal 600 para mover linealmente los pistones 142 entre la posición retraída, que se muestra en la figura 3B, y una posición extendida, o accionada, que se muestra en la figura 3C. Aunque la unidad de aire 148 se muestra como una única unidad de aire configurada para manipular simultáneamente la posición de cada uno de los pistones 142, se entenderá que la semilla de la estación de carga 100 puede incluir una unidad de aire independiente, separada 148 para cada pistón 142.
En operación, cuando los pistones 142 comienzan a moverse desde la posición retraída a la posición extendida, la depresión cóncava 146 en cada extremo del pistón 144 captura un individuo de las semillas de la masa de semillas recogida (indicado en general en 150) en el depósito de recogida de semillas 130. Como los pistones 142 se mueven a la posición extendida, las semillas capturadas se elevan por encima de la masa recogida de semillas 150 a una ubicación aproximadamente en una porción superior 152 del borde del depósito de recogida de semillas 130. Una vez que los pistones 142 están en la posición extendida y las semillas se han elevado al borde superior 152, es necesario extraer las semillas capturadas desde los extremos de los respectivos pistones 142 para su posterior manipulación.
Para retirar las semillas capturadas y colocarlas en una bandeja de semillas 14 retenidas en, o sobre, la mesa de transporte de indexación 202, que se muestra en la figura 2A, la estación de carga de semillas 100 incluye además un dispositivo de recogida y colocación 154. El dispositivo de recogida y colocación 154 incluye generalmente una unidad de cabeza 156 acoplada operativamente a una etapa de traslación X-Y operable para mover bidireccionalmente la unidad de cabeza a lo largo de los ejes X e Y. La unidad principal 156 incluye una pluralidad de copas de vacío 160 dispuestas y orientadas de forma longitudinal, colineal correspondiente con los pistones 142. Por consiguiente, cuando los pistones 142 están en la posición extendida, las semillas capturadas en cada pistón se colocan adyacentes una correspondiente de las copas de vacío 160. En diversas realizaciones, cuando los pistones 142 están en la posición extendida, las semillas capturadas están ligeramente en contacto con las respectivas copas de vacío correspondientes 160. Para reducir al mínimo la probabilidad de daños causados por tal contacto, cada copa de vacío 160 puede ser accionada por un muelle, de tal manera que cada copa de vacío 160 contacta con las semillas respectivas con la presión no perjudicial deseada.
Una vez que los pistones están en la posición extendida y las semillas son capturadas cerca de, o en contacto con la luz, las copas de vacío 160, se extrae un ligero vacío (ilustrado por las flechas de trazos 162) para eliminar las semillas de los pistones y mantener las semillas dentro de la copas de vacío 160. La presión de vacío que se utiliza para eliminar y retener las semillas se controla por el sistema controlador principal 600. Este vacío se puede extraer utilizando fuerzas de Venturi de una manera bien conocida en la técnica. Los pistones 142 se retira entonces a la posición retraída, dejando la unidad de cabeza 156 “cargada”, es decir, teniendo las semillas retenidas dentro de las copas de vacío 160, y se inicia el proceso para la captura de un conjunto posterior de semillas.
Haciendo referencia ahora a las figuras 3A-3D, una vez que las semillas individuales se extraen de los pistones y son mantenidas por las copas de vacío 160, las semillas se colocan en una bandeja de semillas 14. Más particularmente, cada bandeja de semillas incluye una pluralidad de cubetas 30 y cada semilla individual se coloca en una de las cubetas correspondientes de la bandeja de semillas 30. Para colocar las semillas en las cubetas de la bandeja de semillas 30, la etapa de traslación X-Y 158 mueve la unidad principal 156, incluyendo las copas de vacío 160 y las semillas mantenidas en las mismas, a lo largo del eje X hasta una posición por encima de una bandeja de semillas 14 situada adyacente a la estación de carga de semillas 100. Más específicamente, la etapa de traslación X-Y 158 posiciona la unidad de cabeza “cargada” 156 sobre la bandeja de semillas respectiva 14 de manera que cada copa de vacío 160 y la semilla respectiva contenida en la misma es de esta forma alineada encima de una bandeja de semillas respectiva 30. Como se describió anteriormente, la mesa de transporte de indexación 202 es controlada por el sistema controlador principal 600 para avanzar incrementalmente una o más bandejas de semillas 14 para posicionar secuencialmente cada bandeja de semillas 14 adyacente cada una a la estación de carga 100, la primera estación de formación de imágenes 300, la segunda estación de formación de imágenes 400 y la estación de descarga 500.
Cada copa de vacío 160, bajo el control del sistema controlador principal 600, a continuación, libera las semillas respectivas, lo que se deposita cada semilla en la bandeja de semillas correspondiente 30. En diversas realizaciones, las copas de vacío 160 pueden emitir una presión positiva para ayudar a las fuerzas gravitacionales en la liberación de las semillas desde las copas de vacío 160 y depositar las semillas en la respectiva cubeta de la bandeja de semillas 30.
Haciendo referencia ahora a la figura 3E, en diversas realizaciones, cuando la unidad de cabeza 156 se coloca por encima de una bandeja de semillas 14, la mesa de transporte de indexación 202 y las bandejas de semillas 14
pueden estar a una distancia por debajo de la unidad principal 156 de tal manera que se requiere el movimiento de la unidad principal 156 a lo largo del eje Y para depositar con precisión y consistentemente las semillas en las cubetas de la bandeja de semillas 30. En tales realizaciones, la etapa de traslación X-Y 158, bajo el control del sistema controlador principal 600, opera para mover la unidad principal 156 a lo largo del eje Y para posicionar las semillas retenidas dentro de las copas de vacío 160 en estrecha proximidad de las cubetas de la bandeja de semillas 30. Las semillas pueden entonces ser liberadas, o expulsadas, de las copas de vacío 160 de tal manera que cada semilla se deposita en una respectiva de las cubetas de la bandeja de semillas 30.
En diversas realizaciones, la unidad principal 156 incluye el mismo número y disposición de las copas de vacíos 160 que las cubetas 30 en las bandejas de semillas 14. Por ejemplo, si las bandejas de semillas 14 tienen veinticuatro cubetas 30 dispuestas en un formato de matriz de 4x6, la unidad principal 156 también incluirá veinticuatro copas de vacío 160 dispuestas en un formato de matriz de 4x6 que se corresponde con el formato de matriz de 4x6 de las cubetas de la bandeja de semilla 30. De esta manera, una bandeja de semillas 14 puede ser totalmente cargada con semillas utilizando una sola operación de “recogida y colocación” del dispositivo de recogida y colocación 154, como se describió anteriormente.
En diversas realizaciones adicionales, la unidad principal 156 puede incluir un número submúltiplo par y la disposición de copas de vacío 160 como el número y la disposición de las cubetas de la bandeja de semillas 30. Por ejemplo, si la bandeja de semillas 14 incluye noventa y seis cubetas 30 dispuestas en un formato de matriz de 16x24, a continuación, la unidad principal 156 puede incluir veinticuatro copas de vacío 160 en un formato de matriz de 4x6. En consecuencia, para depositar una semilla en cada una de las noventa y seis cubetas 30, se requiere que el dispositivo de recogida y colocación 154 para completar cuatro operaciones “pick-and-place” consecutivas. La traslación X-Y apropiada por la etapa de traslación X-Y 158 se llevará a cabo para posicionar con precisión las copas de vacío 160 para cada operación de “pick-and-place” consecutiva para depositar una semilla en cada una de las noventa y seis cubetas de la bandeja de semillas 30.
Haciendo referencia ahora a las figuras 2A, 4A y 4B, como se describió anteriormente, el subsistema de transporte de semillas 200 incluye una mesa de transporte de indexación 202. En diversas realizaciones, la mesa de transporte de indexación 202 comprende una plataforma redonda 204 que está montada de manera giratoria en un dispositivo de accionamiento 208, como por ejemplo un motor paso a paso de alto par de torsión, controlado por el sistema controlador principal 600. La plataforma redonda 204 está prácticamente dividida en una pluralidad de sectores en forma de tarta 212, con cada sector 212 incluyendo un recorte de la bandeja de semillas 216 dimensionado y conformado para recibir y soportar una bandeja de una sola semilla 14. La plataforma redonda 204 puede tener un número par o impar de sectores 212 basada en gran medida en el diámetro de la plataforma circular 204, el tamaño de las bandejas de semillas 14 y las necesidades de la demanda de transporte.
En operación, el dispositivo de accionamiento 208 para la mesa de transporte de indexación 202 es controlado por el sistema controlador principal 600 para avanzar, ya sea en sentido horario o en sentido antihorario, para avanzar incrementalmente cada bandeja de semilla 14 a posiciones adyacentes a cada una de las estaciones 100, 300, 400 y 500. Por ejemplo, en cada avance, el dispositivo de accionamiento 208 hace girar la plataforma 204 una cantidad angular igual a �, donde � es igual al ángulo entre centros adyacentes de los recortes 216. En consecuencia, se hacen avances rotacionales muy precisos para alinear con precisión las bandejas de semillas 14 adyacentes cada una de las estaciones 100, 300, 400 y 500 de tal manera que cada una de las estaciones 100, 300, 400 y 500 puede realizar su función designada, tal como se describe en este documento, con respecto a las bandejas de semillas 14 y a las semillas retenidas en el mismo. En la medida necesaria, los bordes periféricos de la plataforma 204 se pueden soportar con rodillos, guías, correderas, o similares, para ayudar con la rotación suave de la mesa de transporte de indexación 202.
Alternativamente, la mesa de transporte de indexación 202 puede comprender cualquier mecanismo de transporte adecuado tal como, por ejemplo, un transportador de cinta, transportador de rodillos, y similares.
Haciendo referencia ahora a las figuras 2A, 5A y 5B, la primera estación de formación de imágenes 300 incluye al menos un primer dispositivo de formación de imágenes 304 suspendida sobre la mesa de transporte de indexación 202 por la estructura de soporte del sistema. El primer dispositivo de formación de imágenes 304 está montado en la estructura de soporte del sistema de tal manera que un campo de vista del primer dispositivo de formación de imágenes 304 incluye la porción superior, o hacia arriba, parte de la bandeja de semillas 14 situada adyacente a la primera estación de formación de imágenes 300. Es decir, el primer dispositivo de formación de imágenes 304 se coloca de tal manera que el primer dispositivo de formación de imágenes 304 puede recoger datos de imagen de la porción superior de la bandeja de semillas 14 cargada y, más en particular, los datos de imagen de la porción superior de cada semilla en la bandeja de semillas 14 cargada. En consecuencia, el primer dispositivo de formación de imágenes 304 también puede ser denominado en este documento como el dispositivo de proyección de imagen superior 304. Como se usa en este documento, la referencia a la porción superior de la(s) semilla(s) se refiere a la porción de la(s) semilla(s) que se enfrenta hacia arriba con respecto a la orientación de cada semilla dentro de la respectiva cubeta de la bandeja de semillas 30. Eso es, como se usa en este documento, la porción superior de la(s) semilla(s) se refiere a la porción de la(s) semilla(s) en general, de espaldas a, y no descansando sobre, el fondo transparente de cada cubeta de la bandeja de semillas 30 respectiva, y no se referirse a la estructura independiente
o la anatomía de la(s) semilla(s). Los datos de imagen recogidos en la primera estación de formación de imágenes
300 se transmiten al sistema controlador principal 600 para el almacenamiento y el análisis, como se describe a continuación.
El primer dispositivo de formación de imágenes 304 puede ser cualquier dispositivo de imagen adecuado seleccionado de conformidad con los objetivos de formación de imágenes del sistema clasificador de semillas 10. Por ejemplo, en relación con un análisis de los daños en la cubierta externa de la semilla, el primer dispositivo de formación de imágenes 304 puede comprender una cámara digital operable en el rango de luz visible. Alternativamente, para el análisis interno de las semillas, el primer dispositivo de formación de imágenes 304 puede comprender una cámara operable en el rango de la luz infrarroja cercana (ver, la patente US No. 6.646.264, la cuya divulgación se incorpora en la presente memoria por referencia). Aún más, el primer dispositivo de formación de imágenes 304 puede comprender una cámara que implementa las técnicas de imagen de NMR/MRI (véase, la patente US No. 7.367.155, cuya divulgación se incorpora en la presente memoria por referencia).
En diversas realizaciones, la primera estación de formación de imágenes 300 incluye, además, al menos un primer,
o superior, dispositivo de filtro de alta velocidad multiespectral 308, es decir, un primer dispositivo de filtro de alta velocidad multiespectral 308 para cada primer dispositivo de formación de imágenes 304. El primer dispositivo de filtro 308 se coloca entre la lente del primer dispositivo de formación de imágenes 304 y la bandeja de semillas cargada respectiva 14 adyacente a la primera estación de formación de imágenes 300. El primer dispositivo de filtro de alta velocidad multiespectral 308 incluye una pluralidad de filtros espectrales que filtran diferentes longitudes de onda de la luz de tal manera que los datos de imagen para cada una de las semillas en la bandeja de semillas cargada 14 se pueden recoger en varias longitudes de onda espectrales. Por ejemplo, en diversas realizaciones, el primer dispositivo de filtro de alta velocidad multiespectral 308 puede ser estructurado para incluir una rueda de filtro que incluye seis filtros de paso de banda para proporcionar seis bandas diferentes, es decir, bandas de longitud de onda, de filtrado espectral. En consecuencia, el primer dispositivo de formación de imágenes 304 y el primer dispositivo de filtro 308 pueden funcionar cooperativamente para recoger datos de imagen de la porción superior de la bandeja de semillas cargada 14 adyacente a la primera estación de formación de imagen 300 y cada semilla en en la misma en una pluralidad de diferentes longitudes de onda espectrales, también referidas en este documento como imágenes multiespectrales.
La primera estación de formación de imágenes 300 incluye además una pluralidad de primeras, o superiores, fuentes de luz 312 para iluminar el campo de visión del primer dispositivo de formación de imágenes 304, es decir, la porción superior de la bandeja de semillas cargada 14 adyacente a la primera estación de formación de imágenes 300, a partir de una pluralidad de diferentes ángulos calibrados específicamente. En diversas realizaciones, las fuentes de luz 312 están montadas, a través de la estructura de soporte del sistema, en diferentes ángulos calibrados y controlados específicamente para iluminar secuencialmente la bandeja de semillas respectiva 14 en los diferentes ángulos de iluminación. Es decir, las imágenes multiespectrales se recogen utilizando cualquier secuencia deseada de iluminación de una o más de las primeras fuentes de luz 312. Por ejemplo, en diversas realizaciones, la primera estación de formación de imágenes incluye un primer par de fuentes de luz 312. Se recogen primero imágenes multiespectrales utilizando sólo una de las primeras fuentes de luz 312 para iluminar la bandeja de semillas respectiva 14 en un primer ángulo de iluminación. A continuación, se recogen las imágenes multiespectrales usando la otra, por ejemplo, la segunda, primera fuente de luz 312 para iluminar la bandeja de semillas respectiva 14 en un segundo ángulo de iluminación. Por lo tanto, la primera estación de formación de imágenes 300 recoge datos de imagen multiespectrales de la porción superior de las semillas en la bandeja de semillas respectiva 14 utilizando diferentes ángulos de iluminación y en una pluralidad de, por ejemplo, seis, diferentes longitudes de onda espectrales. En particular, cada fuente de luz 312 emplea un dispositivo de filtro correspondiente 308 para el filtrado de múltiples longitudes de onda. Como se describe en detalle a continuación, el primer dispositivo de formación de imágenes 304 transmite los datos de imagen multiespectrales recogidos para cada ángulo de iluminación y cada longitud de onda para el sistema controlador principal 600 para el almacenamiento y el análisis.
Las primeras fuentes de luz 312 puede ser cualquier tipo de luz adecuado para la aplicación de imagen particular del sistema clasificador de semillas 10. Por ejemplo, las primeras fuentes de luz 312 puede ser luces incandescentes, luces fluorescentes, lámparas ultravioletas, lámparas infrarrojas, lámparas halógenas, y similares. En diversas realizaciones, las primeras fuentes de luz 312 son luces incandescentes.
En diversas realizaciones, la primera estación de formación de imágenes 300 incluye una primera placa de fondo negro 316 suspendida por la estructura de soporte del sistema por debajo de la plataforma de la mesa de indexación
204. Más específicamente, la primera placa de fondo 316 se coloca de tal manera que, en cada avance de la mesa de indexación de la plataforma 204, el recorte de la bandeja de semillas 216 situada adyacente a la primera estación de formación de imágenes 300 y el respectivo fondo transparente de la bandeja de semillas 14 en el mismo está directamente por encima de la primera placa de fondo 316. La primera placa de fondo 316 proporciona un fondo oscuro sólido para cada respectiva bandeja de semilla de fondo transparente 14 durante la formación de imágenes de la porción superior de la bandeja de semillas respectiva 14 y las semillas retenidas dentro de las cubetas 30.
En diversas realizaciones, la bandeja de semillas 14 puede ser construida para tener cubetas poco profundas 30 de tal manera que los lados de las semillas mantenidas en ella se exponen y son visibles para uno o más dispositivos de formación de imágenes adicionales 304. Por lo tanto, se puede obtener datos de imagen adicionales, en
diferentes ángulos de visión de cada semilla, mediante la adición de dispositivos de imágenes 304 posicionados para ver las semillas desde diferentes ángulos adicionales. Alternativamente, se contempla que los datos de imagen adicionales se pueden recoger en diferentes ángulos de visión de cada semilla moviendo robóticamente un único primer dispositivo de formación de imágenes 304 para recoger datos de imagen adicionales desde múltiples ángulos de visión. Debe entenderse que, en tales realizaciones, se mueven los dispositivos de filtro adicional y/o robóticamente 308 y/o se pueden implementar primeras fuentes de luz 312 para proporcionar la iluminación y el filtrado espectral deseados.
Sin embargo en otras realizaciones, se puede utilizar una pluralidad de espejos para ver y recoger datos de imagen para cada semilla a partir de una pluralidad de lados, o ángulos. Por lo tanto, los datos de imagen adicionales, en diferentes ángulos de visión de cada semilla, se pueden obtener, a través de imágenes de semillas reflejadas desde el(los) espejo(s), utilizando un número mínimo de dispositivos de imágenes estacionarios 304. Por ejemplo, en diversas implementaciones, cada cubeta 30 de las bandejas de semillas 14 puede incluir uno o más espejos, por ejemplo, espejos planos, en los lados de cada respectiva cubeta 30. O, en aún otras implementaciones, como se describe más adelante, en referencia a las figuras 13 a 20C, cada semilla se puede colocar dentro de un escenario de formación de imágenes especulares anular para ver y recoger datos de imagen para cada semilla a partir de una pluralidad de lados, vistas o ángulos, utilizando un único dispositivo de formación de imágenes estacionario, tales como dispositivos de formación de imágenes 304. En tales realizaciones, se pueden añadir otros o adicionales dispositivos de filtro y/o fuentes de iluminación según sea necesario para proporcionar la iluminación y filtrado espectral deseados.
Con referencia adicional a las figuras 2A, 5A y 5B, los datos de imagen recogidos por el primer dispositivo de formación de imágenes 304 incluye datos relativos a la bandeja de semillas 14 y para las semillas retenidas en cada cubeta 30 de la bandeja de semillas 14. Los datos de imagen se transmiten al sistema controlador principal 600 y se almacenan (al menos temporalmente) en un dispositivo de almacenamiento electrónico de datos del sistema controlador principal 600. El sistema controlador principal 600 analiza los datos para correlacionar cada semilla en la bandeja de semillas 14 a la correspondiente ubicación específica, así 30 dentro de la bandeja de semillas 14. Por consiguiente, todos los datos de imagen multiespectrales recogidos, es decir, todos los datos de imagen desde el primer dispositivo de formación de imágenes 304 en cada ángulo de iluminación y cada longitud de onda filtrada, se analizan y se estudian para correlacionar los datos de imagen para cada semilla individual a la cubeta en particular 30 en la que se retiene la semilla respectiva. De esta manera, existe un vínculo entre cada semilla, la cubeta correspondiente 30 y los datos de imagen correspondientes.
Haciendo referencia ahora a las figuras 2A, 6A y 6B, una vez que los datos de imagen de la porción superior de las semillas y la bandeja de semillas 14 se recogen en la primera estación de formación de imágenes 300, la plataforma de la mesa de indexación 204 es avanzada para posicionar la subsiguiente bandeja de semillas 14 respectiva adyacente la segunda estación de formación de imágenes 400. La segunda estación de formación de imágenes 400 incluye al menos un segundo dispositivo de formación de imágenes 404 suspendido debajo de la mesa de transporte de indexación 202 mediante la estructura de soporte del sistema. En diversas realizaciones, el segundo dispositivo de formación de imágenes 404 es sustancialmente idéntico en forma y función al primer dispositivo de formación de imágenes 304 de la primera estación de formación de imágenes 300. El segundo dispositivo de formación de imágenes 404 está montado en la estructura de soporte del sistema de tal manera que un campo de visión del segundo dispositivo de formación de imágenes 404 incluye el fondo transparente de la bandeja de semillas 14 situada adyacente a la segunda estación de formación de imágenes 300. Es decir, el segundo dispositivo de formación de imágenes 404 se coloca de tal manera que el segundo dispositivo de formación de imágenes 404 puede recoger datos de imagen del fondo transparente de la bandeja de semillas 14 cargada, y más en particular, los datos de imagen de la porción inferior de cada semilla en la bandeja de semillas 14 cargada. En consecuencia, el segundo dispositivo de formación de imágenes 404 también puede ser referido en este documento como el dispositivo de formación de imágenes inferior 404. Como se usa en este documento, la referencia a la porción inferior de la(s) semilla(s) se refiere a la porción de la(s) semilla(s) que está orientada hacia abajo con respecto a la orientación de cada semilla dentro de la bandeja de semillas respectiva 30. Eso es, como se usa en este documento, la porción inferior de la(s) semilla(s) se refiere a la porción de la(s) semilla(s) generalmente enfrentada hacia, y generalmente que descansa sobre, el fondo transparente de cada cubeta de la bandeja de semillas respectiva 30, y no se refiere a la estructura independiente o a la anatomía de la(s) semilla(s). Los datos de imagen recopilados en la segunda estación de formación de imágenes 400 se transmiten al sistema controlador principal 600 para el almacenamiento y el análisis, como se describe a continuación.
Al igual que con el primer dispositivo de formación de imágenes 304, el segundo dispositivo de formación de imágenes 404 puede ser cualquier dispositivo de imagen adecuado seleccionado de conformidad con los objetivos de formación de imágenes de sistema clasificador de semillas 10. Por ejemplo, en relación con un análisis de los daños de la cubierta externa de la semilla, el segundo dispositivo de formación de imágenes 404 puede comprender una cámara digital operable en el rango de luz visible. Alternativamente, para el análisis interno de las semillas, el segundo dispositivo de formación de imágenes 404 puede comprender una cámara operable en el rango de luz del infrarrojo cercano (véase la patente US No. 6.646.264, cuya divulgación se incorpora en la presente memoria por referencia). Además, el segundo dispositivo de formación de imágenes 404 puede implementar las técnicas de imagen de NMR/MRI (véase la patente US No. 7.367.155,cuya divulgación se incorpora en la presente memoria por referencia).
En diversas realizaciones, la segunda estación de formación de imágenes 400 incluye, además, al menos un segundo, o inferior, dispositivo de filtro de alta velocidad multiespectral 408, es decir, un dispositivo de filtro de alta velocidad multiespectral adicional 408 para cada dispositivo de imagen 404 adicional. En diversas realizaciones, el segundo dispositivo de filtro de alta velocidad multiespectral 408 es sustancialmente idéntico en forma y función al primer dispositivo de filtro de alta velocidad multiespectral 308 de la primera estación de formación de imágenes 300. El segundo dispositivo de filtro 408 se coloca entre la lente del segundo dispositivo de formación de imágenes 404 y la bandeja de semillas cargada respectiva 14 adyacente a la segunda estación de formación de imágenes 400. El segundo dispositivo de filtro de alta velocidad multiespectral 408 incluye una pluralidad de filtros espectrales de filtro que diferentes longitudes de onda de la luz de tal manera que los datos de imagen para cada una de las semillas en la bandeja de semillas 14 cargada se pueden recoger en varias longitudes de onda espectrales. Por ejemplo, en diversas realizaciones, el segundo dispositivo de filtro de alta velocidad multiespectral 408 puede ser estructurado para incluir una rueda de filtros que incluye al menos seis filtros de paso de banda para proporcionar al menos seis bandas diferentes, es decir, bandas de longitud de onda, de filtrado espectral. En consecuencia, el segundo dispositivo de formación de imágenes 404 y el segundo dispositivo de filtro 408 pueden funcionar cooperativamente para recoger datos de imagen multiespectrales de la porción inferior de la bandeja de semillas cargada 14 adyacente a la segunda estación de formación de imágenes 400 y cada semilla en ella a una pluralidad de diferentes longitudes de onda espectrales.
La segunda estación de formación de imágenes 400 incluye además uno o más segundas, o inferiores, fuentes de luz 412 para iluminar el campo de visión del segundo dispositivo de formación de imágenes 404, es decir, la porción inferior de la bandeja de semillas 14 cargada adyacente a la segunda estación de formación de imágenes 400. En diversas realizaciones, la segunda fuente de luz 412 está montada, a través de la estructura de soporte del sistema, para iluminar la bandeja de semillas respectiva 14 en un ángulo específicamente calibrado. Por lo tanto, la segunda estación de formación de imágenes 400 recopila los datos de imagen de la porción inferior de las semillas en la bandeja de semillas respectiva 14 usando un ángulo de iluminación particular y en una pluralidad, por ejemplo, al menos seis, diferentes longitudes de onda espectrales. Como se describe en detalle a continuación, el segundo dispositivo de formación de imágenes 404 transmite los datos de imagen recogidos para cada ángulo de iluminación y cada longitud de onda para el sistema controlador principal 600 para el almacenamiento y el análisis.
Al igual que con la primera fuente de luz 312, la segunda fuente de luz 412 puede ser cualquier tipo de luz adecuado para la aplicación de formación de imágenes particular del sistema clasificador de semillas 10. Por ejemplo, la segunda fuentes de luz 412 puede ser una luz incandescente, luz fluorescente, luz ultravioleta, luz infrarroja, etc. En diversas realizaciones, la primera fuente de luz 412 es una luz incandescente.
En diversas realizaciones, la segunda estación de formación de imágenes 400 incluye una segunda placa de fondo negro 416 suspendida por la estructura de soporte del sistema por encima de la plataforma de la mesa de indexación 204. Más específicamente, la segunda placa de fondo 416 se coloca de tal manera que, en cada avance de la mesa de indexación de la plataforma 204, el recorte de la bandeja de semillas 216 situado adyacente a la primera estación de formación de imágenes 300 y el respectivo fondo transparente de la bandeja de semillas 14 en el mismo está directamente por debajo de la segunda placa de fondo 416. La segunda placa de fondo 416 proporciona un fondo oscuro sólido para cada fondo transparente de la bandeja de semillas respectiva 14 durante la exploración de la porción inferior de la respectiva bandeja de semillas 14 y de la semilla retenida dentro de las cubetas 30.
Los datos de imagen obtenidos por el segundo dispositivo de formación de imágenes 404 incluyen datos relativos a la bandeja de semillas 14 y para las semillas retenidas en cada cubeta 30 de la bandeja de semillas 14. Los datos de imagen se transmiten al sistema controlador principal 600 y se almacenan (al menos temporalmente) en un dispositivo de almacenamiento electrónico de datos del sistema controlador principal 600. El sistema controlador principal 600 analiza los datos para correlacionar cada semilla en la bandeja de semillas 14 a la correspondiente ubicación de la cubeta específica 30 dentro de la bandeja de semillas 14. Por consiguiente, todos los datos de imagen recogidos, es decir, todos los datos de imagen desde el segundo dispositivo de formación de imágenes 404 en el ángulo de iluminación particular y cada longitud de onda filtrada, se analizan y se estudian para correlacionar los datos de imagen para cada semilla individual a la cubeta 30 particular en la que se retiene la semilla respectiva. De esta manera, existe un vínculo entre cada semilla, la cubeta 30 correspondiente y los datos de imagen correspondientes.
Los datos de imagen obtenidos en la primera y segunda estaciones 300 y 400 de formación de imágenes se pueden procesar en un número de maneras conocidas para identificar las características o los rasgos fenotípicos de la semilla (por ejemplo, como se describe en las patentes US No. 6.646.264 o US 2006/0112628 mencionadas anteriormente). Por ejemplo, el análisis de datos de imagen puede revelar información característica de las semillas individuales relativas a, por ejemplo, la presencia/ausencia de rasgos bioquímicos (como contenido de aceite), la presencia o ausencia de daño, la presencia o ausencia de la enfermedad, el tamaño, el color, forma y similares. Esta información característica se obtiene mediante el procesamiento de los datos de imagen utilizando algoritmos personalizados ejecutados sobre los datos por el sistema controlador principal 600. Los resultados de este procesamiento se almacenan en correlación con las semillas particulares, y más específicamente, en correlación con las ubicaciones de las cubetas 30 de cada semilla. De esta manera, existe una relación entre los datos de imagen y la información característica de cada semilla.
Como se describe más adelante, en diversas realizaciones, el sistema controlador principal 600 ejecuta diversos algoritmos para llevar a cabo el análisis de variables múltiples multiespectral en los datos de imagen para cada semilla para determinar los rasgos específicos de color de la superficie de cada semilla respectiva. Por ejemplo, en diversas realizaciones, las semillas pueden comprender semillas de maíz para la mejora de semillas haploides duplicadas donde las semillas diploides tienen un marcador de antocianina azul en el área de germen. El análisis de variables múltiples multiespectral se puede realizar en los datos de imagen para cada semilla de maíz para determinar si cada semilla de maíz individual tiene el marcador azul. Por tanto, las semillas que se determina que tienen el marcador azul se identifican como semillas diploides, las semillas en las que el marcador azul está ausente se identifican como semillas haploides, y las semillas en las que es incierto si el marcador azul está presente se identifican como indeterminadas. Las características identificadas para cada semilla, o la falta de ella, a continuación, pueden ser aplicadas por el sistema controlador principal 600 contra ciertos criterios de clasificación de semillas con el fin de efectuar la clasificación de las semillas por característica, tal como se describe a continuación.
Haciendo referencia ahora a las figuras 2A, 7A y 7B, la estación de descarga y clasificación 500 incluye un subsistema de descarga 504 y un subsistema de clasificación 508. El subsistema de descarga 504 extrae las semillas de las bandejas de semillas 14 después de la recogida de la imagen en la primera y segunda estaciones 300 y 400 de formación de imágenes y transporta la semilla a un subsistema de selección 508. El subsistema de clasificación clasifica cada semilla en base a determinados fenotipos identificados, es decir, los rasgos o características de la respectiva semilla y deposita cada semilla en un receptáculo de recogida correspondiente (no mostrado).
El subsistema de la descarga 504 incluye una pluralidad de tubos de succión 512 accionables selectivamente. Cada tubo de succión 512 incluye un primer extremo 516 posicionado por una estructura de soporte del sistema sobre una correspondiente cubeta 30 en una bandeja de semillas 14 que ha sido colocada debajo de los primeros extremos 516 de los tubos de succión 512 por el avance sucesivo de la plataforma de la mesa de indexación 204. En diversas realizaciones, la pluralidad de primeros extremos 516 de los tubos de succión está dispuesta en una matriz que tiene un número y disposición que se corresponde con el número y disposición de las cubetas 30 en la bandeja de semillas 14. De esta manera, una bandeja de semillas 14 se puede descargar totalmente utilizando un solo accionamiento del subsistema de la descarga 504 sin tener que realizar cualquier ajuste posicional de los subsistemas. En otras realizaciones, una disposición submúltiplo uniforme de los primeros extremos del tubo de succión 516, con una etapa de traslación x-y apropiada, tal como se explicó anteriormente para la carga de las bandejas de semillas 14, puede ser utilizada para la descarga y clasificación. Cada tubo de succión 512 incluye adicionalmente un segundo extremo 520 posicionado por la estructura de soporte del sistema sobre un embudo de recogida 524 que tiene lados inclinados hacia abajo que terminan en una abertura 528. En alrededor de un punto medio de cada tubo de succión 512 se coloca un bloque de Venturi 523 que es controlado por el sistema controlador principal 600 para extraer selectivamente una succión o vacío, 534 en los primeros extremos 516 de los tubos de succión 512.
El subsistema de selección 508 incluye una placa giratoria 536 que está situada generalmente debajo de la abertura 528 del embudo. La superficie superior de la placa giratoria 536 soporta la colocación de una pluralidad de guías de clasificación individuales 540. Más específicamente, el placa giratoria 536 se coloca debajo del embudo de recolección 524 de forma que tales extremos superiores 542 de las guías de clasificación 540 pueden ser situados selectivamente, a través de una rotación apropiada de la placa giratoria 536, directamente debajo de la abertura de embudo 528. El movimiento de la placa giratoria 536 se efectúa a través del uso de un motor 544 (por ejemplo, un motor de tipo paso a paso) controlado por el sistema controlador principal 600. Cada guía de clasificación 540 incluye además un extremo inferior abierto 548 que se alinea con un orificio correspondiente 552 en la placa giratoria
536. Cada orificio individual 552 y el extremo inferior abierto de la guía de clasificación 548 correspondiente se encuentran a una distancia radial diferente de un centro axial C de la placa giratoria 536.
El subsistema de selección 508 incluye, además, una pluralidad de tubos de desvío 556 que están situados debajo de la placa giratoria 536 a través de la estructura de soporte del sistema. Más particularmente, cada uno de los tubos de desvío 556 incluye un extremo receptor 560 acoplado a un colector 562 de tal manera que cada extremo receptor 560 se alinea con una separada de una pluralidad de aberturas 566 en el colector. Cada abertura 566 del colector está situada a una distancia radial diferente del centro axial C de la placa giratoria que corresponde a un orificio 548 respectivo en la placa giratoria 536. Por lo tanto, como la placa giratoria gira para alinear el extremo abierto superior 542 de una guía de clasificación 540 en particular con la abertura de embudo de recogida 528, el extremo abierto inferior de la guía de clasificación respectiva 548 y el orificio de placa giratoria 552 asociado se alinean con la abertura 566 y el correspondiente extremo receptor 560 de uno específico de los tubos de desvío 556. Un extremo de disposición 564 de cada tubo de desvío 556 termina en uno específico de los depósitos 18 (que se muestran en la figura 2B). Por ejemplo, en diversas realizaciones, el extremo de disposición 564 de cada tubo de desvío 556 puede terminar en una específica de una pluralidad de depósitos de semillas extraíbles y reemplazables 568 (que se muestra en la figura 7B).
El subsistema de selección 508 incluye además un mecanismo de elevación de la bandeja de semillas 572 que incluye un pistón de aire lineal 576 que generalmente se encuentra en alineación con la ubicación de la disposición de los primeros extremos del tubo de succión 516. Más específicamente, el pistón 576 está situado de tal manera que un extremo de la plataforma 582 del pistón 576 está alineado con un centro de cada uno de los recortes de la
bandeja de semillas de la mesa de indexación 216, ya que cada bandeja de semillas cargada 14 respectiva se posiciona sucesivamente adyacente a la estación de descarga y de clasificación 500. El pistón 576 está controlado por el sistema controlador principal 600 para mover linealmente el pistón 576 entre una posición retraída y una posición extendida. Cuando se mueve desde la posición retraída a la posición extendida, el extremo de la plataforma 582 del pistón 576 pasa a través del recorte de la plataforma de la mesa de indexación 216 y contacta con el fondo transparente de la respectiva bandeja de semillas 14 contenida en él. El pistón 576 continúa entonces extendiéndose para elevar la bandeja de semillas 14 por encima de la superficie superior de la plataforma de la mesa de indexación 204. Cuando el pistón está completamente extendido, la bandeja de semillas 14 respectiva que descansa sobre el extremo de la plataforma del pistón 582, se encuentra en alineación con y en estrecha proximidad a, o en contacto con, el primer extremo del tubo de succión en disposición 516. Las semillas se extraen selectivamente de la bandeja de semillas 14 respectiva y se clasifican selectivamente en uno de los depósitos de semillas.
Más particularmente, antes de que cada semilla sea extraída selectivamente de la bandeja de semillas elevada 14, el sistema controlador principal 600 determina qué semilla o semillas son las siguientes en ser extraídas. El sistema controlador principal 600 hace girar el placa giratoria 536 para mover una seleccionada de las guías de clasificación 540 en su posición debajo de la abertura de embudo 528. La selección de qué guía de clasificación 540 posicionar debajo de la abertura de embudo 528 se basa en qué depósito de semillas 568 es el siguiente en el que se depositará la semilla o semillas que se extraigan. En consecuencia, el sistema controlador principal 600 se posiciona debajo de la abertura del embudo 528 de la guía de clasificación 540 en particular que tiene el extremo inferior abierto 548 que se alinea con el tubo de desvío 556 que termina en el depósito de semillas seleccionado 568.
El sistema controlador principal 600 acciona entonces selectivamente uno o más de los bloques de Venturi 523 asociados con el uno o más tubos de succión 512 que tienen los respectivos primeros extremos 516 posicionados sobre, o en contacto con, las cubetas 30 que mantienen las semillas seleccionadas para ser extraídas y clasificadas. El accionamiento del bloque(s) de Venturi 523 provoca una succión que se puede extraer en el primer extremo(s) 516 del tubo(s) de succión 512, que conduce a la semilla(s) seleccionada en el respectivo tubo(s) de succión 512. En virtud de las fuerzas de Venturi/aspiración, la semilla capturada se transporta mediante una corriente de aire a través del tubo(s) de succión 512 al segundo extremo(s) 520 en donde la semilla(s) es/son depositadas en el embudo de recogida 524. La gravedad hace entonces que la semilla(s) caiga a través de la abertura del embudo de recogida 528 y en la guía de clasificación posicionada selectivamente 540. La gravedad hace entonces que la semilla(s) caiga a través de la respectiva guía de clasificación 540 y del colector 562 en el tubo de desvío 556 correspondiente, en donde la semilla(s) a continuación, cae en el depósito de semillas seleccionadas 568. El proceso se repite entonces mediante la colocación selectiva de las guías de clasificación 540 en su posición debajo de la abertura del embudo 528 y accionando selectivamente el bloque(s) de Venturi 532 para extraer las semillas seleccionadas de las cubetas de la bandeja de semillas 30 y depositar las semillas en los depósitos de semillas 568 adecuados.
Por lo tanto, la semilla del sistema de clasificación 10 identifica si cada semilla depositada en la tolva de semillas a granel 104 exhibe un fenotipo y clasifica las semillas hacia los depósitos de semillas 568 basado en el fenotipo identificado particular. Una vez que las semillas se extraen y clasifican, los pistones 576 vuelven a la posición retraída, volviendo así la bandeja de semillas 14 ahora vacía al respectivo recorte de la bandeja de semillas de la mesa de indexación 216. La bandeja de semillas 14 está entonces disponible para la posterior carga de las semillas, como se describió anteriormente, cuando la tabla de indexación 202 se hace avanzar a la posición de la bandeja de semillas 14 adyacente a la estación de carga 100.
A continuación se describirá el análisis de los datos de imagen multiespectrales recogidos en las primera y segunda estaciones de formación de imágenes para identificar fenotipos particulares de cada semilla. Como se ha expuesto anteriormente, las semillas se extraen selectivamente de las bandejas de semillas 14 y se clasifican selectivamente en los depósitos de semillas basados en el fenotipo particular de cada semilla, tal como se determina mediante el análisis de los datos de imagen recogidos en la primera y segunda estaciones de formación de imágenes 300 y 400. Más específicamente, el sistema controlador principal 600 analiza los datos de imagen recogidos en la primera y segunda estaciones de formación de imagen 300 y 400 para determinar en fenotipo(s) particular de cada semilla, y luego controla la operación de la estación de descarga y de clasificación 500 para clasificar selectivamente las semillas en los depósitos de semillas 568.
En diversas realizaciones, el sistema controlador principal 600 ha almacenado en el mismo diversos programas y/o algoritmos ejecutables para llevar a cabo análisis multiespectrales, multivariables en los datos de imagen recogidos en la primera y segunda estaciones de formación de imágenes 300 y 400. Utilizando técnicas multivariables para analizar los datos de imagen multiespectrales se proporciona una identificación del fenotipo(s) particular para cada semilla en cada cubeta 30 de cada bandeja de semillas 14. Cada semilla se clasifica en el depósito de semilla apropiado 568 en la estación de descarga y de clasificación 500 basado en el fenotipo(s) particular(es) identificado(s) y vinculado(s) a cada semilla respectiva.
Haciendo referencia ahora a las figuras 8, 9 y 10A-10F, se describirá ahora una descripción a modo de ejemplo de la operación del sistema de clasificación de semillas 10, de acuerdo con las diversas realizaciones ilustradas en las figuras 1 a 7B. Como se describió anteriormente, el sistema de clasificación de semillas 10 incluye la estación de
carga de semillas 100, la primera estación de formación de imágenes 300, la segunda estación de formación de imágenes 400 y la estación de descarga y de clasificación 500. Para facilitar la ilustración, la plataforma de la mesa de indexación 204 se muestra reteniendo ocho bandejas de semillas 14. Sin embargo, se entenderá que la plataforma de la mesa de indexación 204 puede estar estructurada para retener más de o menos de ocho bandejas de semillas 14 con un diseño de tamaño apropiado.
Inicialmente, una o más bandejas de semillas vacías 14 son retenidas sobre o en la plataforma de la mesa de indexación 204, de tal manera que una de las bandejas de semillas 14 está posicionada adyacente a la estación de carga de semillas 100. Por razones de simplicidad y claridad, la siguiente descripción a modo de ejemplo de la operación del sistema clasificador de semillas 10 se referirá sólo a la bandeja de semillas 14 inicialmente colocada adyacente a la estación de carga de semillas 100. Además, para mayor claridad, la bandeja de semillas 14 que está colocada inicialmente adyacente a la estación de carga de semillas 100 se denominará en este ejemplo como bandeja de semillas 14’.
La figura 9 proporciona un diagrama de flujo del sistema clasificador de semillas 700. Como se indica en 704, una vez que la bandeja de semillas 14’ se mantiene adyacente a la estación de carga de semillas 100, la estación de carga de semillas 100 carga una sola semilla en cada una de las cubetas 30 de la bandeja de semillas 14’ como se describió anteriormente. Tras la finalización de la operación de carga, la bandeja de semillas cargada 14’ se transmite secuencialmente por uno o más avances de la mesa de transporte de indexación 202 a una posición adyacente a la primera estación de formación de imágenes 300. La primera estación de formación de imágenes 300 entonces adquiere y procesa múltiples imágenes de la porción superior de la bandeja de semillas 14’ y las semillas contenidas en la misma. Por ejemplo, la primera estación de formación de imágenes 300 puede recoger y transmitir al sistema controlador principal 600, las imágenes de la porción superior de las semillas y la bandeja de semillas de 14’ a través de cada uno de los seis filtros de paso de banda del primer dispositivo de filtro 308 con luz de sólo una primera de las primeras fuentes de luz 312, como se indica en 708. Las figuras 10A-10F son ejemplos ilustrativos de seis imágenes que se pueden recoger a través de los seis filtros de paso de banda del primer dispositivo de filtro 308 con luz de sólo la primera de las fuentes de luz 312. A continuación, un segundo conjunto de seis imágenes se puede recoger a través de los seis filtros de paso de banda del primer dispositivo de filtro 308 usando sólo una segunda de las fuentes de luz 312, como se indica en 712. El segundo conjunto de seis imágenes sería similar a los mostrados en las figuras 10A-10F, sólo que imágenes se recogieron usando la segunda de las fuentes de luz 312. A medida que se recoge y se transmite el segundo conjunto de seis imágenes al sistema controlador principal 600, el sistema controlador principal 600 procesa, es decir, analiza el primer conjunto de seis imágenes de la porción superior de las semillas y las semillas de la bandeja 14’, como se indica en 710.
La mesa de transporte de indexación 202 entonces avanza secuencialmente las semillas y la bandeja de semillas 14’ a una posición adyacente a la segunda estación de formación de imágenes 400, donde se adquiere un tercer conjunto de imágenes. Más en particular, la segunda estación de formación de imágenes 400 recoge una tercera serie de imágenes incluyendo múltiples imágenes de la porción inferior de las semillas y la bandeja de semillas 14’ que se recopilan y se transmiten al sistema controlador principal 600. Por ejemplo, la segunda estación de formación de imágenes 400 puede recoger imágenes de la porción inferior de las semillas y la bandeja de semillas 14’ a través de seis filtros de paso de banda del primer dispositivo de filtro 308 utilizando la luz de la segunda fuente de luz 412, como se indica en 716. Como las semillas y la bandeja de semillas 14’ están siendo avanzadas hacia la segunda estación de formación de imágenes 400, el sistema controlador principal 600 analiza el segundo conjunto de seis imágenes de la porción superior de las semillas y la bandeja de semillas 14’, como se indica en 714.
Después de la tercera serie de imágenes, es decir, las imágenes de la porción inferior de las semillas y de la bandeja de semillas 14’, se recoge y se transmite al sistema controlador principal 600, las semillas y la bandeja de semillas 14’ son avanzadas de forma secuencial a una posición adyacente a la estación de descarga y de clasificación 500. Como las semillas y la bandeja de semillas 14’ están siendo avanzadas a la estación de descarga y de clasificación 500, el sistema controlador principal 600 procesa la tercera serie de imágenes, como se indica en
718.
El procesamiento, es decir, el análisis, de todas las imágenes de las porciones superior e inferior de las semillas y la bandeja de semillas 14’, por ejemplo, los tres conjuntos de imágenes, se describe con más detalle a continuación con referencia a las figuras 11 y 12A-12E. Sin embargo, en general, el sistema controlador principal 600 analiza cada conjunto de datos de imagen y, a continuación combina los resultados para determinar si cada semilla en la bandeja de semillas 14’ posee uno o más fenotipos deseados, es decir, las características y/o rasgos (tales como, daños, enfermedades, color, tamaño, y similares), como se indica en 720. Más específicamente, a cada ubicación de la cubeta 30, por ejemplo, una columna y una fila, dentro de la bandeja de semillas 14’ se le asigna una de una pluralidad de clases particulares que indican la clase de cada semilla respectiva en su interior, la clase de cada semilla se determina sobre la base del fenotipo(s) identificado(s) de las semillas respectivas. Por ejemplo, si el análisis de los datos de imagen de una semilla particular, indica que el germen de la semilla tiene un marcador azul, la ubicación de la cubeta 30 de esa semilla dentro de la bandeja de semillas 14’ puede ser marcada por el sistema controlador principal 600 como un diploide. O, si el análisis de los datos de imagen de una semilla particular indica que en el germen de la semilla está ausente un marcador azul, la ubicación de la cubeta 30 de esa semilla dentro de la bandeja de semillas 14’ puede ser marcada por el sistema controlador principal 600 como un haploide. O, más aún, si el análisis de los datos de imagen indica que una ubicación de la cubeta 30 dentro de la bandeja de semillas
14’ no contiene una semilla, esa cubeta 30 puede ser marcada por el sistema controlador principal 600 como vacía. O, aún más sin embargo, si el análisis de los datos de imagen de una semilla particular, no es concluyente en cuanto a si el germen de la semilla tiene un marcador azul, la ubicación de la cubeta 30 de esa semilla dentro de la bandeja de semillas 14’ puede ser marcada por el sistema controlador principal 600 como un desconocido, lo que indica que se debe volver a formar la imagen de la semilla y analizarse mediante el sistema clasificador de semillas 10. Más aún, si el análisis indica un marcador azul, pero los datos digitales no superan el límite para un diploide, la ubicación de la cubeta 30 que las semillas dentro de la bandeja de semillas 14’ puede ser marcada por el sistema controlador principal 600 como a volver a ejecutar, volver a analizar la semilla, tal como se describe a continuación.
En el momento en la mesa de transporte de indexación 202 avanza secuencialmente las semillas y la bandeja de semillas 14’ a una posición adyacente a la estación de descarga y de clasificación 500, el sistema controlador principal 600 ha asignado a cada cubeta 30 en la bandeja de semillas 14’ a una de la pluralidad de clases predeterminadas. La estación de descarga y de clasificación 500 a continuación, extrae las semillas de la bandeja de semillas 14’ y clasifica las semillas a uno correspondiente apropiado del depósito de semillas 568, como se describió anteriormente. Cada depósito de semillas 568 se designa para recibir sólo las semillas identificadas tener una particular de las clases predeterminadas. Por ejemplo, todas las semillas así extraídas de ubicaciones de cubetas 30 de bandeja de semillas 14’ marcadas como un haploide son clasificadas de forma selectiva en un depósito de semillas 568 designado para recibir sólo las semillas identificadas como haploides, mientras que otro depósito de semillas se designa para recibir sólo las semillas identificadas como diploides, y así sucesivamente. Esta operación se repite tantas veces como sea necesario para extraer todas las semillas de la bandeja de semillas 14’. La bandeja de semillas vacía 14’ es entonces avanzada de forma secuencial por la mesa de transporte de indexación 202 a la posición adyacente a la estación de carga de semillas 100, y el proceso con respecto a la bandeja de semillas 14’ se repite.
Aunque la operación del sistema clasificador de semillas 10 se ha descrito anteriormente con respecto a una única bandeja de semillas 14’, se entenderá que múltiples bandejas de semillas 14 se manejan al mismo tiempo mediante el sistema clasificador de semillas 10, aumentando así aún más la tasa de rendimiento del sistema clasificador de semillas 10. Por ejemplo, la figura 8 ilustra la operación simultánea en ocho bandejas de semillas 14. En consecuencia, cada una de las semillas de la estación de carga 100, la primera estación de formación de imágenes 300, la segunda estación de formación de imágenes 400 y la estación de descarga y de clasificación 500 están activas simultáneamente en el desempeño de su tarea(s) asignada con cada avance de rotación de la mesa de transporte de indexación 202. Por ejemplo, mientras que una bandeja de semillas 14 está siendo cargada con semillas por parte de la estación de carga de semillas 100, se están formando imágenes, se analizan y se clasifican bandejas 14 cargadas previamente (y las semillas de las mismas), en los depósitos de semillas 568 mediante la primera y la segunda estación de formación de imágenes 300 y 400, y la estación de descarga y de clasificación
500.
Haciendo referencia ahora a las figuras 11 y 12A-12D, la figura 11 proporciona un diagrama de flujo 800 que ilustra un proceso de análisis ejemplar ejecutado por el sistema controlador principal 600 en los datos de imagen multiespectrales recogidos en la primera y segunda estaciones 300 y 400 de formación de imágenes. Como se indica en 710 de la figura 9, mientras que la primera estación de formación de imágenes 300 está recogiendo el segundo conjunto de imágenes de una bandeja de semillas 14 en particular, el sistema controlador principal 600 analiza el primer conjunto de datos de imágenes multiespectrales.
Para analizar el primer conjunto de datos de imágenes multiespectrales, el sistema controlador principal 600 desarrolla primero una máscara de fondo, y aplica la máscara de fondo a los datos de imagen de cada una de las seis imágenes para extraer aproximadamente todos los puntos de datos, por ejemplo, los píxeles, que se consideran que son datos de fondo, es decir, datos no relacionados con la semilla, como se indica en 802. Una ilustración pictórica a modo de ejemplo de una imagen después de que se ha aplicado la máscara de fondo como se muestra en la figura 12A. En diversas realizaciones, la máscara de fondo puede ser construida usando uno cualquiera de las seis imágenes, por ejemplo, la imagen con la mejor relación entre la señal y el ruido, para determinar matemáticamente qué puntos de datos representan datos de fondo.
A continuación, el sistema controlador principal 600 aplica una primera máscara de límite de tamaño para cada una de las seis imágenes para filtrar los datos restantes en cada imagen que son demasiado pequeños como para ser una semilla o una semilla intacta, entera como se indica en 804. Una ilustración pictórica a modo de ejemplo de una imagen después de que se han aplicado las máscaras de fondo y primer tamaño límite y se muestra en la figura 12B. Por ejemplo, el ruido a lo largo de los bordes o en las esquinas de cada imagen puede permanecer después de que se aplica la máscara de fondo o las piezas rotas de semillas pueden estar presentes, o pueden permanecer los datos de imagen de la bandeja de semillas 14 respectiva. Tales datos extraños se extraen mediante la primera máscara de límite de tamaño. En diversas realizaciones, la primera máscara de límite de tamaño está predeterminada basada en parámetros de tamaño conocidos del tipo de las semillas que se analizan y clasifican mediante el sistema clasificador de semillas 10.
Después se aplica la primera máscara de límite de tamaño, el sistema controlador principal 600 aplica una máscara de relleno y de erosión a cada una de las seis imágenes, como se indica en 806. La máscara de relleno y de erosión determina matemáticamente si los datos de las imágenes de las semillas restantes incluyen cualquier mancha
“oscura” de cada imagen dentro de la semilla. Tales manchas “oscuras” pueden estar presentes debido a la diferencia de color de cada semilla respectiva o a sombras provocadas por el contorno de cada semilla respectiva. La máscara de relleno y de erosión “rellena” las manchas oscuras y también llena o extrae los píxeles alrededor de los bordes de cada imagen de semillas causados por cosas tales como el ruido y/o traspaso del fondo. Por lo tanto, la máscara de relleno y de erosión “rellena” manchas oscuras dentro de cada imagen de la semilla y “limpia” los bordes de cada imagen de la semilla. Una ilustración pictórica a modo de ejemplo de una imagen después de que se han aplicado la máscara de fondo, la primera máscara de límite de tamaño y la máscara de relleno y de erosión se muestra en la figura 12C.
La máscara de relleno y de erosión a veces puede extraer o filtrar, los píxeles de tal manera que la imagen resultante de una semilla incluye un objeto grande y un objeto mucho más pequeño en la frontera de la semilla. Por lo tanto, el sistema controlador principal 600 aplica una segunda máscara de límite de tamaño para extraer los objetos más pequeños, como se indica en 808. En diversas realizaciones, la segunda máscara de límite de tamaño es predeterminada basada en parámetros de tamaño conocidos del tipo de las semillas que se analizan y clasifican mediante el sistema clasificador de semillas 10.
Por lo tanto, las máscaras de fondo, primero y segundo límite de tamaño, y de relleno y de erosión extraen todos los puntos de datos, es decir, los pixeles, no relacionados con una de las semillas en la bandeja de semillas 14 respectiva para cada una de las seis imágenes. El sistema controlador principal 600 realiza a continuación el análisis matemático de las seis imágenes para determinar si los datos de imagen restantes para cada semilla individual incluyen datos indicativos de un fenotipo deseado, tal como se indica en 810. El sistema controlador principal 600 puede emplear cualquier técnica de análisis matemático o procedimiento adecuado para hacer tal determinación. Por ejemplo, en diversas realizaciones, el sistema controlador principal 600 emplea el análisis multivariante para determinar si los datos de imágenes multiespectrales restantes para cada semilla individual incluyen datos indicativos de un marcador de antocianina en el germen de la semilla. Más particularmente, el análisis multivariante se realiza en cada punto de datos, o píxel, de los datos de imagen multiespectrales restantes para cada semilla para obtener un valor resultante que se compara con un primer valor límite predeterminado. Si el valor resultante está por encima o por debajo del primer límite es indicativo del fenotipo deseado, por ejemplo, si el píxel es indicativo de un marcador de antocianina en el germen de la semilla. Los valores resultantes por encima del primer límite y/o por debajo del primer límite se compilan para obtener un número total de valores resultantes por encima del primer límite y/o un número total de valores resultantes por debajo del primer límite para el primer conjunto de imágenes multiespectrales.
Como se indica en 714 de la figura 9, mientras que la mesa de transporte de indexación 202 está avanzando la respectiva bandeja de semillas 14 a la segunda estación de formación de imágenes 400, el sistema controlador principal 600 analiza el segundo conjunto de datos de imágenes multiespectrales. En particular, el sistema controlador principal 600 analiza el segundo conjunto de datos de imágenes multiespectrales de la misma manera como se describió anteriormente con respecto al análisis del primer conjunto de datos de imágenes multiespectrales. Por lo tanto, el análisis del segundo conjunto de datos de imagen proporciona un segundo conjunto de valores resultantes por encima del primer límite y/o un segundo conjunto de valores resultantes por debajo del primer límite.
Del mismo modo, como se indica en 718 de la figura 9, mientras que la mesa de transporte de indexación 202 está avanzando la bandeja de semillas 14 respectiva a la estación de descarga y de clasificación 500, el sistema controlador principal 600 analiza el tercer conjunto de datos de imágenes multiespectrales. En particular, el sistema controlador principal 600 analiza el tercer conjunto de datos de imágenes multiespectrales de la misma manera como se describió anteriormente con respecto al análisis del primero y segundo conjuntos de datos de imágenes multiespectrales. Por lo tanto, el análisis de la tercera serie de datos de imagen proporciona un tercer conjunto de valores resultantes por encima del primer límite y/o un tercer conjunto de valores resultantes por debajo del primer límite.
Una vez que el sistema controlador principal 600 ha analizado los tres conjuntos de datos de imágenes multiespectrales y generado los respectivos tres conjuntos de valores resultantes, el sistema controlador principal 600 suma los tres conjuntos de valores resultantes y compara la suma a un segundo valor límite predeterminado. Más específicamente, el sistema controlador principal 600 combina los tres conjuntos de valores resultantes por encima del primer límite y/o combina los tres conjuntos de valores resultantes por debajo del primer límite para obtener una suma total de los valores resultantes por encima del primer límite y/o un agregado suma de los valores resultantes por debajo del primer límite. La suma total de los valores resultantes por encima del primer límite y/o la suma total de los valores resultantes por debajo del primer límite se compara entonces con el segundo límite con el fin de asignar una clase a la respectiva semilla y la cubeta 30 en la que se retiene la semilla respectiva, como se describe anteriormente. Por ejemplo, si la suma total de los valores resultantes está por encima del segundo límite, la semilla y la correspondiente cubeta 30 se marcan como un diploide. Pero, si la suma total de los valores resultantes está por debajo del segundo límite, la semilla y la correspondiente cubeta 30 se marcan como un haploide, y si la suma total de los valores resultantes es igual al segundo límite, la semilla y la correspondiente cubeta 30 se marcan como desconocido. Una tabla de ejemplo de los resultados de una sola bandeja de semillas 14 de semillas se muestra en la figura 12D. El sistema controlador principal 600 controla entonces la estación de descarga y de clasificación 500 para descargar y clasificar las semillas de la bandeja de semillas 14 respectiva a los depósitos de semillas adecuados en función de los resultados de las sumas agregadas en comparación con el
segundo límite.
Haciendo referencia ahora a las figuras 1, 13A y 13B, en diversas otras realizaciones, el sistema clasificador de semillas 10 puede ser un sistema clasificador de semillas de transporte lineal de dos estaciones que incluye una estación de carga, transporte y clasificación de semillas 1000 y la estación óptica y de controlador 1002. En tales realizaciones, la estación de carga, transporte y clasificación de semillas 1000 puede incluir el subsistema de L&T 11 y el subsistema de OL&S 13, y la estación óptica y de controlador 1002 puede incluir el subsistema de I&A 12 y el sistema de control central 16. En tales realizaciones, el subsistema de L&T incluye generalmente una tolva de semillas a granel e individualizador 1004 y un cargador de semillas lineal 1008, y el subsistema de I&A incluye generalmente un teatro de imágenes, o subconjunto, 1012 y uno o más dispositivos de formación de imágenes 1016. Asimismo, en tales realizaciones, el subsistema de OL&S incluye generalmente una pluralidad de clasificadores de semillas 1020 con formación de imágenes y una pluralidad de depósitos de semillas 1024, y el sistema controlador central incluye generalmente un sistema controlador principal, o maestro 1028. En diversas realizaciones, con el fin de evitar que las vibraciones generadas por la estación de carga, transporte y clasificación de semillas 1000 sean transferidas a la estación óptica y de controlador 1002, la estación de carga, transporte y clasificación de semillas 1000 y la estación óptica y de controlador 1002 están montadas como estructuras separadas que se colocan adyacentes entre sí, pero no en contacto entre sí, para formar el sistema clasificador de semillas 10. Por otra parte, en diversas realizaciones, una o ambas de la estación de carga, transporte y clasificación de semillas 1000 y la estación óptica y de controlador 1002 pueden ser montadas sobre ruedas de tal manera que las respectivas estaciones 1000 y 1002 pueden ser fácilmente colocadas adyacentes entre sí para formar el sistema clasificador de semillas 10.
Haciendo referencia a las figuras 13A, 13B y 14, la figura 14 ilustra un diagrama de bloques funcional del sistema de clasificación de semillas mostrado en las figuras 13A y 13B, de acuerdo con diversas realizaciones. Generalmente, en tales realizaciones, el sistema clasificador de semillas 10 está estructurado y es operable para aislar, es decir, individualizar, una pluralidad de semillas utilizando la tolva de semillas a granel e individualizador 1004. Cada semilla individualizada respectiva se transfiere entonces al cargador de semillas 1008 que transporta y carga las semillas individualizadas en el teatro de imágenes 1012. Las semillas se conservan en el teatro de imágenes 1012 para la formación de imágenes mediante el dispositivo(s) de formación de imágenes 1016. Como se describe más adelante, el teatro de imágenes 1012, el dispositivo(s) de formación de imágenes 1016 y el sistema controlador maestro 1028 son estructurados cooperativamente y operables para recoger múltiples imágenes de una pluralidad de ángulos, o lados, cada semilla en el teatro de imágenes 1012. Las imágenes recogidas pueden ser cualquier tipo deseable de imágenes. Por ejemplo, las imágenes pueden ser imágenes visualizadas, imágenes de infrarrojos cercanos (NIR) o imágenes de NMR/MRI, o cualquier otro tipo de imágenes. En diversas realizaciones, el teatro de imágenes 1012, el dispositivo(s) de formación de imágenes 1016 y controlador maestro del sistema 1028 funcionan para recoger una pluralidad de imágenes digitales de cada semilla a partir de una pluralidad de diferentes ángulos de visión y en diferentes longitudes de onda espectrales, por ejemplo, de cuatro a diez longitudes de onda espectrales diferentes.
Como se describe más adelante, en diversas realizaciones, el sistema clasificador de semillas 10 ilustra y se describe con referencia a las figuras 1 y 13A a 20C, más especialmente el sistema controlador maestro 1028, se puede estructurar y ser operable para poner en práctica el análisis multivariante para analizar los datos de imagen de las múltiples imágenes recogidas a través del subsistema de I&A 12. En concreto, los datos de imagen de ángulos múltiples se pueden comunicar con el sistema controlador maestro 1028 en el que se realizó un análisis multivariado de los datos de las imágenes recogidas para identificar si cada semilla respectiva posee uno o más fenotipos deseados, es decir, los rasgos y/o características observables. Más aún, cada semilla es descargada del teatro de formación de imagen 1012 y se clasifica en uno en particular de los depósitos de semillas 1024, a través de los clasificadores de semillas 1020, basado en el fenotipo identificado de la semilla correspondiente, determinado a través del análisis multivariante.
La operación del sistema clasificador de semillas 10, como se ilustra y se describe con referencia a las figuras 1 y 13A a 20C, es controlada y automatizada por el sistema controlador maestro 1028 de tal manera que las operaciones realizadas por el subsistema de L&T 11, el subsistema de I&A 12 y el subsistema de OL&S 13, se producen prácticamente sin necesidad de interacción, intervención o control humano. Sin embargo, las acciones tales como la carga de las semillas en la tolva de semillas a granel e individualizador 1004 y/o manipular físicamente y/o cambiar los depósitos de semillas 1024 (ya sea individual o colectivamente), y otras varias configuraciones y/o calibraciones necesarias pueden realizarse manualmente con la participación humana.
En general, en diversas realizaciones, el sistema controlador maestro 1028 puede incluir uno o más procesadores y/o microprocesadores, y uno o más dispositivos de almacenamiento de datos electrónicos utilizados para almacenar y ejecutar varios programas personalizados, aplicaciones y/o algoritmos para efectuar la operación del sistema clasificador de semillas 10. En consecuencia, el sistema controlador maestro 1028 puede comprender un clasificador especialmente programado, o sistema informático, en comunicación con dispositivos de sistema asociados que permiten la comunicación con y controlar las operaciones de las diversas estaciones, subsistemas y componentes correspondientes 1032 del sistema clasificador de semillas 10. Aunque el sistema controlador maestro 1028 se ilustra a modo de ejemplo en la figura 14 como una sola unidad, el sistema controlador maestro 1028 puede ser un sistema basado en un ordenador individual o una pluralidad de subsistemas basados en clasificadores conectados en red para coordinar las operaciones simultáneas del sistema clasificador de semillas 10, como se
describe en este documento. Por ejemplo, en diversas realizaciones, el sistema controlador maestro 1028 puede incluir una pluralidad de subsistemas de controlador periféricos 1036, por ejemplo, un subsistema controlador periférico 1036 para cada uno de las estaciones de carga, transporte y clasificación de semillas 1000 y la estación óptica y de controlador 1002. Cada subsistema controlador periférico 1036 puede incluir uno o más procesadores, microprocesadores y dispositivos de almacenamiento de datos electrónicos que efectúan la comunicación con los diversos componentes del sistema clasificador de semillas 1032, por ejemplo, sensores, dispositivos, mecanismos, motores, instrumentos, etc., y que están conectados en red junto con un subsistema central controlador 1040 para operar en cooperación todas las estaciones, sistemas y subsistemas del sistema de muestreo de semillas 10, como se ilustra y se describe con referencia a las figuras 1 y 13A a 20C. O, alternativamente, el sistema controlador maestro 1028 puede comprender un único clasificador conectado en comunicación a todos los diversos componentes del sistema 1032 para operar en cooperación todas las estaciones, sistemas y subsistemas del sistema de muestreo de semillas 10, como se ilustra y se describe con referencia a las figuras 1 y 13A a 20C.
Además de almacenar la programación para controlar la operación del sistema clasificador de semillas 10, el dispositivo(s) de almacenamiento electrónico de datos (u otra funcionalidad de almacenamiento de datos, que no se muestra explícitamente, pero inherentemente presente) proporcionado en el sistema controlador maestro 1028 se utiliza para almacenar la imágenes y datos de imágenes relacionadas relativas a cada semilla con la imagen en una base de datos u otro formato pertinente recogida. Además, el dispositivo(s) de almacenamiento de datos del sistema controlador principal 1028 también puede almacenar los datos de localización recibidos de, o derivados en relación con el control de la operación del subsistema de OL&S 13 relativa a los depósitos 1024, donde se han depositado las semillas. Estos datos de ubicación se correlacionan en la base de datos u otro formato con los datos de imagen en una base de semilla a semilla individual.
Como se ha descrito anteriormente, el sistema controlador maestro 1028 se comunica con diversos componentes del sistema clasificador de semillas 1032 que incluyen diversos sensores del sistema. Los sensores del sistema funcionan para detectar condiciones de interés durante la operación del sistema clasificador de semillas 10 y comunicar esa información al sistema controlador principal 1028. Con esta información, el sistema controlador maestro 1028 genera comandos de control que efectuar las operaciones y las acciones tomadas por las diversas estaciones, sistemas, subsistemas y componentes del sistema clasificador de semillas 10. Por ejemplo, la información de condición detectada puede referirse a: la individualización y carga exitosas de las semillas a través de la tolva a granel e individualizador de semillas 1004 y el cargador de semillas 1008; la manipulación y deposición de cada semilla en el depósito de semillas 1024 adecuado a través de los clasificadores de semillas de la imagen formada 1020; el estado (por ejemplo, posición, ubicación, vacío, presión, y similares) de diferentes partes componentes de los diversos subsistemas 11, 12 y 13; la operación, mantenimiento, rendimiento, y error de retroalimentación a partir de los diversos componentes de cada subsistema 11, 12 y 13 (separado de, o -quizáscomprendiendo o en conjunción con, los datos recogidos), y similares. Más específicamente, la información del sensor que se recoge y se procesa para su uso en el control de la operación del sistema clasificador de semillas 10 puede incluir información como: estado del dispositivo o del componente; señales de error; movimiento; parada, la posición, ubicación, temperatura y voltaje; corriente; presión; y similares, que pueden ser monitoreados con respecto a la operación de cada una de las estaciones, subsistemas y componentes asociados del sistema clasificador de semillas 10.
Haciendo referencia ahora a la figura 15A, como se describe anteriormente, el subsistema de L&T 11 incluye generalmente la tolva de semillas a granel e individualizador 1004 y el cargador de semillas 1008. En diversas realizaciones, el subsistema de L&T incluye, además, un transporte del tubo 1044 para la recepción de semillas individualizadas y desviar secuencialmente cada semilla en una respectiva de una pluralidad de primeros tubos de transferencia 1048 que terminan en un conjunto de escape 1052.
En general, el depósito de semillas a granel e individualizador 1004 incluye una tolva de semillas a granel 1056 y una rueda de individualización 1060. La rueda de individualización 1060 está montada para rotar en un plano vertical de tal manera que una porción de la rueda de individualización 1060 se extiende en un depósito interior de la tolva de semillas 1056. Otra porción de la rueda de individualización 1060 se extiende fuera de la tolva de semillas 1056 de tal manera que una cara 1064 de la rueda de individualización 1060 está situada adyacente a un colector de semillas 1066. La rueda de individualización de semillas 1060 incluye una pluralidad de puertos empotrados separados 1068 que se extienden a través de la cara 1064 y están acoplados comunicativamente a un sistema de vacío (no mostrado) de tal manera que el vacío se puede proporcionar a cada uno de los puertos empotrados 1068.
Para individualizar las semillas, es decir, separar las semillas de una en una desde la tolva de semillas a granel 1056, una pluralidad de semillas se coloca en el depósito interior de la tolva de semillas a granel 1056. La rueda de individualización 1060 se gira entonces mientras se proporciona un vacío a por lo menos algunos de los puertos empotrados 1068, por ejemplo, los puertos empotrados 1068 en la cara 1064 de la porción de la rueda de individualización 1060 que se extiende en el depósito interior de la tolva de semillas 1056 . En particular, la rueda de individualización de semillas 1060 es girada incrementalmente, a través de un motor de indexación 1072, de tal manera que los puertos empotrados 1068 giran de forma secuencial a través del depósito interior de la tolva de semillas 1056, de la tolva de semillas 1056, y el colector de semillas pasado 1066 antes de volver a entrar en el depósito interior de la tolva de semillas 1056. Cuando la rueda de individualización 1060 gira incrementalmente y los puertos empotrados 1068 pasan gradualmente a través del reservorio interior de la tolva de semillas 1056, las
semillas individuales se recogen y se mantienen en cada puerto empotrado 1068 por el vacío proporcionado en los respectivos puertos empotrados 1068. A medida que la rueda de individualización 1060 gira incrementalmente, las semillas son transportadas fuera de la tolva de semillas 1056 al colector de semillas 1066 donde se extrae cada semilla de la cara 1064 de la rueda de individualización 1060.
En diversas realizaciones, el colector de semillas 1066 incluye una escobilla (no mostrada) que desaloja físicamente cada semilla desde el respectivo puerto empotrado 1068 cuando la rueda de individualización 1060 gira incrementalmente más allá del colector de semillas 1066. Alternativamente, en diversas otras realizaciones, cada semilla puede ser liberada del respectivo puerto empotrado 1068 mediante la terminación temporal del vacío a cada puerto empotrado individual 1068 cuando el puerto empotrado individual 1068 está situado adyacente al colector de semillas 1066. En otras realizaciones, cada semilla puede ser soplada desde el respectivo puerto empotrado 1068, proporcionando temporalmente aire forzado a cada puerto empotrado individual 1068 cuando el puerto empotrado individual 1068 está situado adyacente al colector de semillas 1066.
Después de que cada semilla se retira de la rueda de individualización 1060, las semillas se canalizan secuencialmente en cada uno de los primeros tubos de transferencia 1048 que tienen extremos proximales conectados a las aberturas 1076 en un transporte de tubo 1044. El transporte de tubo 1044 está montado en un carro 1080 que está montado de forma móvil a una etapa de traslación lineal 1084 que incluye un accionador 1088 controlable por el sistema controlador principal 1028 para mover bi-direccionalmente el carro 1080, el transporte de tubo 1044 y los extremos proximales de los primeros tubos de transferencia 1048 a lo largo de la etapa de traslación 1084. Por lo tanto, cuando cada semilla se retira de la rueda de individualización 1060, la semilla se canaliza en uno de los primeros tubos de transferencia 1048. El sistema controlador maestro 1028 mueve entonces el tubo de transporte 1044 a lo largo de la etapa de traslación 1084 de manera que un posterior primer tubo de transferencia 126 recibirá la siguiente semilla extraída de la rueda individualización 1060. Como cada semilla se extrae de la rueda de individualización 1060 y se deposita en un respectivo primer tubo de transferencia126, cada semilla pasa a través del respectivo primer tubo de transferencia 126, a través de gravedad, vacío o aire forzado, al conjunto de escape 1052 al que está conectado un extremo distal de cada primer tubo de transferencia.
Haciendo referencia ahora a las figuras 15A, 15B y 15C, en diversas realizaciones, el conjunto de escape 1052 incluye una pluralidad de cámaras interiores 1092 que se disecan lateralmente por una corredera de retención 1096. La corredera de retención 1096 está montada de manera deslizante dentro del conjunto de escape de tal manera que la corredera de retención 1096 puede ser cambiar de forma deslizante entre una posición “cerrada” y una “abierta” a lo largo de un eje longitudinal M del conjunto de escape 1052. Más específicamente, bajo el control del sistema controlador maestro 1028, la corredera de retención 1096 puede cambiar de forma deslizante entre la posición “cerrada” y la “abierta” utilizando un accionador 1100 montado en el lado del conjunto de escape 1052 y operativamente conectado a la corredera de retención 1096. Como se ilustra en la figura 15C, la corredera de retención 1096 incluye una pluralidad de aberturas 1104 longitudinalmente espaciadas a lo largo de la longitud de la corredera de retención 1096 para coincidir, o de coordinarse, con la separación longitudinal de las cámaras interiores 1092 dentro del conjunto de escape 1052.
La corredera de retención es operable para “asentar” las semillas, es decir, permitir que las semillas recibidas de la tolva y del aislador 1004 se detengan, dentro de las respectivas cámaras interiores 1092 y, a continuación se deposite oportunamente cada semilla en una respectiva de una pluralidad de zapatas de carga de semillas 1108 del cargador 1008. Es decir, el sistema controlador maestro 1028 coordina y sincroniza las operaciones de la tolva y del individualizador 1004, el transporte del tubo 1044 y el conjunto de escape 1052 de tal manera que cuando las semillas están individualizadas y se transfieren a la conjunto de escape 1052, la corredera de retención 1096 está inicialmente en la posición de “cerrada”. Cuando está en la posición “cerrada”, las aberturas de la corredera de retención 1004 no se alinean con las respectivas cámaras interiores 1092 de tal manera que la porción sólida de la corredera de retención 1096 entre las aberturas 1004 bloquea el paso de cada semilla a través de la cámara interior 1092. El sistema controlador maestro mantiene la corredera de retención 1096 en la posición “cerrada” por un período de tiempo, por ejemplo, de 0,5 segundos a 1,0 segundos, suficiente para permitir que cada semilla se “asiente”, es decir, se detenga y deje de moverse sustancialmente. Una vez que se permite a las semillas “asentarse”, el sistema controlador maestro cambia la corredera de retención a la posición “abierta” en la que las aberturas de retención de la corredera 1004 se alinean con las respectivas cámaras interiores 1092, permitiendo así que cada semilla pase a través de la respectiva cámara interior 1092 y caiga, a través de la gravedad, aire forzado y/o vacío, en una respectiva de las zapatas de carga 1108, tal como se describe más adelante. El sistema de control superior 1028 coordina y sincroniza las operaciones de la tolva e individualizador 1004, el transporte del tubo 1044 y el conjunto de escape 1052 de tal manera que las semillas son individualizadas a una velocidad calculada para permitir que las semillas transferidas al conjunto de escape interior cámaras de 1092 se “asienten” y se liberen, es decir, se depositen en las zapatas de carga 1108, antes de que semillas individualizadas posteriores se transfieran al conjunto de escape 1052.
Haciendo referencia ahora a las figuras 15A y 15D, como se describió anteriormente, el cargador 1008 incluye una pluralidad de zapatas de carga 1108. Cada zapata de carga 1108 se monta en uno o más primeros accionadores lineales 1112 que están estructurados y que pueden funcionar, a través de comandos, desde el sistema controlador maestro 1028, para mover las respectivas zapatas de carga 1108 a lo largo de un eje X del cargador 1008 entre una posición “retraída” o “de inicio” (que se muestra en la figura 15A) y una posición “extendida”, o “de carga” (que se
muestra en la figura 15D). Aunque las figuras 15A y 15D ilustran a modo de ejemplo el cargador 1008 incluyendo dos primeros accionadores lineales 1112, teniendo cada uno dos zapatas de carga 1108 montadas en el mismo, se prevé que en el cargador 1008 puede incluir más o menos de dos primeros accionadores lineales 1112, teniendo cada uno más de o menos de dos zapatas de carga 1108 montadas en el mismo. Por ejemplo, en diversas realizaciones, el cargador 1008 puede incluir un único primer accionador lineal 1112 que tiene cuatro zapatas de carga 1108 montadas en el mismo, o el cargador 1008 puede incluir cuatro primeros accionadores lineales 1112, teniendo cada uno una sola zapata de carga 1108 montada en el mismo .
Haciendo referencia ahora a las figuras 15A, 15D, 15E y 15F, cada zapata de carga 1108 del cargador 1008 incluye un cuerpo 1116 que tiene un embudo de captura 1120 formado en, y que se extiende a través de, una parte de extremo distal. Cada embudo de captura 1120 está formado para tener un extremo superior, es decir, el extremo adyacente del conjunto de escape 1052, y un extremo inferior opuesto, en el que el extremo superior del embudo de captura es más grande en tamaño que el extremo inferior. Cada zapata de carga 1108 incluye, además, una placa superior 1124 y una placa de fondo 1128 conectada al cuerpo 1116. La placa superior 1124 incluye un orificio que es simétrico en forma y tamaño y está situado por encima del extremo superior del embudo de captura 1120 de tal manera que un perímetro del orificio de la placa superior esté alineado con un perímetro del extremo superior del embudo de captura. Del mismo modo, la placa inferior 1128 incluye un orificio que es simétrico en forma y tamaño y está situado por debajo del extremo inferior del embudo de captura 1120 de tal manera que un perímetro del orificio de la placa inferior está alineado con un perímetro del extremo inferior del embudo de captura. Además, cada zapata de carga 1108 incluye una cubierta de la abertura superior 1132 montada de manera deslizante entre el cuerpo y la placa superior 1124 y una cubierta de abertura inferior 1136 montada de manera deslizante entre el cuerpo y la placa de fondo. Cada tapa de abertura superior 1132 está estructurada y funciona para que la transición entre una posición “abierta” que permite el acceso al respectivo embudo de captura 1120 (como se muestra en las figuras 15A y 15E) y una posición “cerrada” que bloquea el acceso a los respectivos embudos de captura 1120 (tal como se muestra en la figura 15D). Del mismo modo, cada cubierta de abertura inferior 1136 está estructurada y es operable para cambiar entre una posición “abierta” que permite la salida desde el respectivo embudo de captura 1120 (como se muestra en la figura 15F) y una posición de “cerrado” que bloquea la salida del respectivo embudo de captura 1120 (tal como se muestra en la figura 15E). Cada cubierta de la abertura de la porción superior e inferior 1132 y 1136 cambian entre la posición de “abierto” y “cerrado” a través de accionadores (no mostrados).
Los primeros accionadores lineales 1112 y la zapata de carga y los accionadores de la cubierta de la abertura superior e inferior (no mostrados) pueden ser operados usando cualquier potencia adecuada/fuente de energía controlada por el sistema controlador maestro 1028. Por ejemplo, en diversas realizaciones, cada uno de los primeros accionadores lineales 1112 y la porción superior de la zapata de carga y los accionadores de abertura de la cubierta inferior son de accionamiento neumático a través de uno o más reguladores neumáticos 1140 controlados por el sistema el controlador principal 1028. Por otra parte, cada uno de los primeros accionadores lineales 1112 y la porción superior de la zapata de carga y los accionadores de abertura de la cubierta inferior pueden ser operados utilizando una fuente de energía/potencia eléctrica o hidráulica. Por otra parte, las operaciones y las acciones tomadas por las diversas estaciones, sistemas, subsistemas, montajes, subconjuntos y los diversos componentes del sistema clasificador de semillas 10 pueden ser operadas usando cualquier fuente adecuada de potencia/energía, tales como fuentes de energía y/o potencia neumáticas, eléctricas hidráulicas.
En operación, el sistema controlador maestro 1028 coordina y sincroniza las operaciones de la tolva y del aislador 1004, el transporte del tubo 1044, el conjunto de escape 1052 y el cargador 1008 de tal manera que antes de que el conjunto de corredera de retención de escape 1096 se cambie a la posición “abierto” para liberar las semillas “asentadas”, las zapatas de carga 1108 son completamente retraídas a la posición “de inicio”. Además, la cubierta de la abertura de la porción superior 1132 de cada zapata de carga 1108 se traslada a la posición “abierta” y la cubierta de abertura inferior 1136 de cada zapata de carga 1108 se desplaza a la posición de “cerrado”. Cuando los zapatas de carga 1108 están en la posición “de inicio”, el embudo de captura 1120 de cada zapata de carga 1108 se encuentra directamente debajo de una respectiva correspondiente de las cámaras interiores del conjunto de escape 1092. Por lo tanto, como la corredera de retención de escape está cambiada a la posición “abierto”, las semillas pueden pasar a través de la cámara interior 1092, tal como se describe más arriba, y caer en el respectivo embudo de captura de la zapata de carga 1120 correspondiente. Posteriormente, cada cubierta de la abertura superior de la zapata de carga respectiva se mueve a la posición de “cerrado” para encerrar cada semilla dentro del respectivo embudo de captura 1120.
Una vez que las semillas están encerradas en los embudos de captura 1120, el sistema de control central 1028 ordena a los primeros accionadores lineales de carga 1112 cambiar cada una de las zapatas de carga 1108 a la posición “de carga”, posicionando a cada embudo de captura 1120 directamente sobre una respectiva correspondiente de una pluralidad de escenarios de formación de imágenes especulares 1148 incluidos en un conjunto de escenarios de formación de imágenes 1152 (que se muestra en las figuras 16, 16A y 16B, y se describe más adelante) del teatro de formación de imágenes 1012.
Con referencia ahora a la figura 13B, en diversas realizaciones, el teatro de formación de imágenes 1012 incluye el conjunto de escenario de formación de imágenes 1152 montado en la estructura de soporte del sistema la estación óptica y de control 1002 entre un conjunto de luz anular superior 1156 y un conjunto de luz anular inferior 1160. Además, en varias implementaciones, el teatro de formación de imágenes 1012 incluye uno o más conjuntos de
espejo de fondo 1164 montados en la estructura del sistema por debajo del conjunto de luz anular inferior 1160.
Haciendo referencia ahora a las figuras 13B, 16, 16A y 16B, como se describió anteriormente, el conjunto de escenario de formación de imágenes 1152 está montado a la estructura de soporte del sistema entre los conjuntos anular de luz inferior 1156 y superior 1160. Más particularmente, la luz anular superior 1156 incluye una pluralidad de luces anular superior 1168 que se sitúa por encima del conjunto del escenario de formación de imágenes 1152 de tal manera que se puede proporcionar una cantidad, intensidad, tipo y/o longitud de onda de la luz deseados por las luces del anillo superior 1168 de manera uniforme, es decir, de manera uniforme, iluminar una porción superior de cada escenario de formación de imágenes 1148. Del mismo modo, la luz anular inferior 1160 incluye una pluralidad de luces anular inferior 1172 que se sitúa por debajo del conjunto del escenario de formación de imágenes 1152 de tal manera que una cantidad, intensidad, tipo y/o longitud de onda de la luz deseados se puede proporcionar por las luces del anillo inferior 1172 de manera uniforme, es decir, de manera uniforme, iluminar una porción inferior de cada escenario de formación de imágenes 1148. Aún más particularmente, cada una de las luces anular inferior 1172 incluye un conjunto de luz anular inferior 1176 que se ilumina de manera controlable para proporcionar la cantidad, intensidad, tipo y/o longitud de onda de la luz deseados a la porción inferior del escenario de formación de imágenes 1148 durante la recogida de datos de imagen para las semillas depositadas sobre cada escenario de formación de imágenes, tal como se describe a continuación. Del mismo modo, cada una de las luces anular superior 1168 incluye un conjunto de luz anular superior 1180 que se ilumina de manera controlable para proporcionar la cantidad, la intensidad, el tipo y/longitud de onda de la luz deseados a la porción superior del escenario de formación de imágenes 1148 durante la recogida de datos de imagen para la semillas depositadas sobre cada escenario de formación de imágenes, tal como se describe a continuación.
Los conjuntos de luces anular superior e inferior 1180 y 1176 pueden ser cualquier conjunto de luces de luminaria adecuada para, de forma independiente o en combinación con otros dispositivos, iluminar uniformemente los escenarios de formación de imágenes 1148 con una cantidad, intensidad, tipo y/o longitud de onda de la luz deseados. Por ejemplo, como se ilustra en la figura 13B, en diversas realizaciones del subsistema de I&A 12 puede incluir una fuente de luz 1184, y los conjuntos de luces anular superior e inferior 1180 y 1176 pueden comprender anillos de luz de fibra óptica acoplados ópticamente a la fuente de luz 1184 a través de cables de fibra óptica 1188. En consecuencia, la fuente de luz 1184 puede proporcionar uniformemente una fuente de luz de una cantidad e intensidad particular, que se transmite a través de los cables de fibra óptica 1188 a los anillos de luz de fibra óptica superior e inferior, es decir, conjuntos de luz anular superior e inferior 1180 y 1176. La fuente de luz 1184 puede ser cualquier fuente de luz que puede ser controlada por el sistema de control superior 1028 para proporcionar la luz en una cantidad e intensidad seleccionable y cambiante.
Además, en diversas realizaciones, la fuente de luz 1184 puede incluir, o estar operativamente acoplada a un dispositivo de filtro óptico de alta velocidad multiespectral 1192 operable para filtrar diferentes longitudes de onda de la luz producida por la fuente de luz 1184 de forma que los datos de imagen para cada semilla se pueden recoger en varias longitudes de onda espectrales. Por ejemplo, en diversas realizaciones, el dispositivo de filtro de alta velocidad multiespectral 1192 puede estar estructurado para incluir una rueda de filtros incluyendo dos, tres, cuatro, cinco, seis, siete, ocho o más filtros de paso de banda para proporcionar una pluralidad de diferentes bandas, es decir, longitudes de onda, de filtrado espectral. En consecuencia, tal como se describe a continuación, el dispositivo(s) de formación de imágenes 1016, la fuente de luz 1184 y el dispositivo de filtro 1192 pueden funcionar cooperativamente para recoger datos de imagen de las semillas depositadas en las etapas de formación de imágenes 1148 en una pluralidad de diferentes longitudes de onda espectrales, a las que también se hace referencia en el presente documento como imágenes multiespectrales.
Alternativamente, en otras diversas realizaciones, las unidades de luz anulares superior e inferior 1180 y 1176 pueden comprender una pluralidad de diodos emisores de luz (LEDs) donde unos LEDs diferentes particulares están estructurados para emitir luz a diferentes intensidades y/o longitudes de onda particulares. Por ejemplo, los primeros de los LEDs seleccionados pueden ser iluminados para emitir luz de una determinada primera intensidad y/o longitud de onda para recoger primeros datos de imagen, y luego los segundos de los LEDs seleccionados pueden ser iluminados para emitir luz de una segunda intensidad y/o longitud de onda particular para recoger segundos datos de imagen, y así sucesivamente. Por lo tanto, la pluralidad de LEDs se puede iluminar selectivamente por el sistema controlador maestro 1028 para recoger datos de imagen de las semillas depositadas en los escenarios de formación de imágenes 1148 en una pluralidad de diferentes longitudes de onda espectrales.
Por otra parte, los conjuntos de luz anulares superior e inferior 1180 y 1176, y/o fuente de luz 1184, pueden ser cualquier tipo de luz adecuado para la aplicación de imagen particular del sistema clasificador de semillas 10. Por ejemplo, los conjuntos de luz anulares superior e inferior 1180 y 1176, y/o fuente de luz 1184, pueden ser luces incandescentes, luces fluorescentes, luces ultravioletas, luces infrarrojas, etc.
Haciendo referencia ahora a las figuras 16, 16A, 16B y 16C, como se describe anteriormente, cada conjunto de escenario de formación de imágenes 1152 incluye una pluralidad de escenarios de formación de imágenes 1148. En diversas realizaciones, cada escenario de formación de imágenes 1148 incluye un accesorio de espejo anular 1196 montado de manera fija a la estructura de soporte del sistema y un fondo de trampilla 1200 montado en un eje 1204 giratorio de manera controlable. Cada accesorio de espejo anular 1196 incluye una abertura central 1208 y una pluralidad de, por ejemplo, ocho espejos de formación de imágenes 1212, por ejemplo, espejos planos, montados
alrededor de una pared interior de cada respectivo accesorio de espejo anular 1196. Los espejos de formación de imágenes 1212 están sustancialmente igualmente separados alrededor de la respectiva pared interior del accesorio de espejo anular 1196 y montado en un ángulo 8 calculado para reflejar una imagen de una semilla situada sustancialmente en el centro de la abertura 1208 para el(los) dispositivo(s) de formación de imágenes 1016. Por lo tanto, tal como se describe más adelante, los datos de las imágenes pueden recogerse para una pluralidad de diferentes porciones laterales, es decir, vistas laterales, de cada semilla. Es decir, el(los) dispositivo(s) de formación de imágenes 1016 y el sistema controlador principal 1028 pueden recoger datos de las imágenes de la porción superior de cada semilla y datos de la imagen reflejada de cada una de la pluralidad de espejos de formación de imágenes 1212 separados alrededor de cada semilla respectiva. Además, el(los) dispositivo(s) de formación de imágenes 1016 y el sistema controlador principal 1028 pueden recoger datos de las imágenes de la porción inferior de cada semilla, a través del uno o más conjuntos de espejo inferiores 1164.
El fondo de trampilla 1200 de cada escenario de formación de imágenes 1148 está formado generalmente como una base que tiene una abertura de una pared perimetral a un canal de salida 1216. Además, cada fondo de trampilla 1200 incluye una pantalla central 1220 clara, o transparente, instalada en una abertura central 1224 que es sustancialmente concéntrica con la abertura 1208 del respectivo accesorio de espejo anular 1196 cuando el respectivo fondo de trampilla 1200 está en una posición de “formación de imágenes de las semillas”. La ventana central 1220 están dimensionada para tener un diámetro D calculado para ser significativamente más larga que la anchura de cualquier semilla que se fotografía para que las imágenes de la porción inferior de cada semilla respectiva, es decir, el lado de la semilla que se apoya sobre la ventana 1220, pueda reflejarse desde el respectivo conjunto de espejo inferior 1164 y pase alrededor de la semilla y a través de la respectiva ventana central 1220 al dispositivo(s) de formación de imágenes 1016, tal como se describe más adelante. Además, las ventanas centrales 1220 pueden comprender cualquier material adecuadamente claro, o transparente, que permitirá que las imágenes reflejadas de cada conjunto de espejo inferior 1164 pasen alrededor de las semillas y a través de las ventanas 1220 sin distorsionar, inhibir o corromper las imágenes reflejadas. Por ejemplo, en diversas realizaciones, las ventanas centrales 1220 pueden comprender una ventana de cristal de cuarzo que tiene una alta claridad y un índice de refracción muy bajo, es decir, que es muy clara y que tiene un índice de refracción que no distorsionará, inhibirá, dañará o afectará negativamente de otra manera a la calidad de las imágenes reflejadas.
Cada fondo de trampilla 1200 está conectado al eje giratorio 1204, el cual, a su vez, está conectado a un actuador giratorio 1228 que es operable para girar bidireccionalmente el eje 1204. Más particularmente, el actuador giratorio 1228, según lo ordenado por el sistema controlador principal 1028, es operable para hacer girar bidireccionalmente el eje 1204 para mover los fondos de trampilla 1200 de cada escenario de formación de imágenes 1148 entre la posición de “formación de imágenes de las semillas” (que se muestra en las figuras 16A y 16C) y una posición de “descarga de las semillas” (que se muestra en la figura 16B). Cuando los fondos de trampilla 1200 están en la posición de “formación de imágenes de las semillas”, los fondos de trampilla 1200 están colocados para ser paralelos de manera plana, y en estrecha proximidad a, o en general en contacto con, una porción inferior 1232 de los respectivos accesorios de espejo anulares 1196. Por lo tanto, cuando los fondos de trampilla 1200 están en la posición de “formación de imágenes de las semillas” y una semilla se carga, o se deposita, en cada una de las ventanas 1220 (tal como se describe más adelante), cada semilla se apoyará de manera estable en la respectiva ventana 1220. Una vez que los datos de las imágenes se recogen para las semillas que se apoyan sobre las ventanas 1220, al actuador de giro 1228 se le ordena girar el eje 1204 para mover los fondos de trampilla a la posición de “descarga de semillas”, con lo cual las semillas fotografiadas se dejan que se deslicen fuera de las respectivas ventanas 1220, por gravedad, vacío y/o aire a presión, a través de los respectivos conductos de salida 1216 y en una boca 1236 de un respectivo correspondiente de los clasificadores de semillas 1020 con formación de imágenes (que se muestran en las figuras 17A y 17B), como se describe más adelante.
Haciendo referencia ahora a las figuras 15E, 15F, 16, 16A, 16B y 16C, en diversas realizaciones, cada cargador 1008 incluye adicionalmente uno o más segundos accionadores lineales 1240 que están estructurados y que pueden funcionar a través de comandos desde el sistema controlador principal 1028, para mover las respectivos zapatas de carga 1108 a lo largo de un eje Z del cargador 1008 entre una “elevada” (que se muestra en las figuras 15A y 15E) y una posición “bajada” (que se muestra en la figura 15D). Aunque las figuras 15A y 15D ilustran a modo de ejemplo el cargador 1008 como que incluye dos segundos accionadores lineales 1240, teniendo cada uno dos zapatas de carga 1108 montadas en el mismo, se prevé que en el cargador 1008 pueda incluir más o menos de dos segundos accionadores lineales 1240, teniendo cada uno más o menos de dos zapatas de carga 1108 montadas en el mismo. Por ejemplo, en diversas realizaciones, el cargador 1008 puede incluir un único segundo accionador lineal 1112 que tiene cuatro zapatas de carga 1108 montado en el mismo, o el cargador 1008 puede incluir cuatro segundos accionadores lineales 1240 que tienen, cada uno, una sola zapata de carga 1108 montada en el mismo.
Como se describió anteriormente, cuando las semillas están encerradas en los embudos de captura 1120 y las zapatas de carga 1108 se mueven a la posición de “carga”, cada embudo de captura 1120 se coloca directamente sobre un respectivo correspondiente de los escenarios de formación de imágenes de espejo 1148. Más particularmente, cuando cada embudo de captura 1120 se coloca directamente encima del correspondiente escenario de formación de imágenes de espejo 1148, el extremo inferior de cada embudo de captura 1120 se coloca directamente encima de un centro de la ventana inferior de trampilla del respectivo escenario de formación de imágenes 1148. En diversas realizaciones, las zapatas de carga 1108 están en la posición “elevada”, cuando las semillas encerradas en los embudos de captura 1120 y las zapatas de carga 1108 se mueven a la posición de
“carga”. Entonces, una vez que los embudos de captura 1120 están colocados directamente por encima de los correspondientes escenarios de formación de imágenes de espejo 1148, cada segundo accionador lineal 1240 es comandado para mover las zapatas de carga 1108 a la posición “bajada”, de tal manera que cada placa inferior 1128 de la zapata de carga está en estrecha proximidad con una porción superior 1244 del accesorio de espejo anular 1196, es decir, aproximadamente 0,5 a 2,0 mm por encima de la porción superior 1244 del accesorio de espejo anular 1196. Cada cubierta de la abertura inferior de la zapata de carga se comanda entonces a la posición “Abierta” de tal manera que cada semilla que se cae fuera del respectivo embudo de captura 1120 se deposita en el centro de la respectiva ventana inferior de trampilla 1220.
Por otra parte, en diversas realizaciones cada zapata de carga 1108 incluye un anillo de amortiguación 1248 unido a la respectiva placa inferior 1128 alrededor del perímetro del orificio de la placa inferior y alineado con el extremo inferior del respectivo embudo de captura 1120. Cuando los embudos de captura 1120 se colocan directamente encima de los correspondientes escenarios de imágenes de espejo 1148 y las zapatas de carga 1108 se mueven a la posición “bajada”, cada anillo de amortiguación 1248 sobresaldrá en la respectiva abertura central 1208 del accesorio de espejo anular. Por lo tanto, como cada semilla se libera del respectivo embudo de captura 1120, los anillos de amortiguación 1248 colocarán cada semilla respectiva aproximadamente en el centro de la respectiva ventana inferior de la trampilla 1220. Más específicamente, cada anillo de amortiguación 1248 tiene una altura H que se calcula de tal manera que cuando las zapatas de carga 1108 se mueven a la posición “bajada”, cada anillo de amortiguación 1248 estará centrada, y en estrecha proximidad, con la respectiva ventana inferior de la trampilla 1220, es decir, aproximadamente 0,5 a 2,0 mm por encima del centro de la ventana inferior de la trampilla 1220. Por lo tanto, cuando las semillas se liberan de los embudos de captura 1120 las semillas caerán en el centro de las ventanas inferiores de la trampilla 1220 y serán retenidas dentro de los anillos de amortiguación 1248, en el centro de las ventanas inferiores de la trampilla 1220 hasta que las semillas se “asienten” y se apoyen en el centro de la ventana inferior de la trampilla 1220. Posteriormente, el sistema controlador principal 1028 comandará el primer y segundo actuadores lineales de carga 1112 y 1240 para elevar las zapatas de carga 1108, a lo largo del eje Z, y retraer las zapatas de carga 1108, a lo largo del eje Y, para devolver las zapatas de carga 1108 a la posición de “Inicio”.
Haciendo referencia ahora a las figuras 16, 16d y 16E, tal como se describe anteriormente, los datos de las imágenes de la porción inferior de cada semilla cargados en los escenarios de formación de imágenes 1148 se recogen utilizando uno o más de los conjuntos de espejo inferiores 1164 montados en la estructura de soporte del sistema por debajo del conjunto de escenarios de formación de imágenes 1152. En diversas realizaciones, cada conjunto de espejo inferior 1164 incluye uno o más accesorios de espejo de puntal 1252. Específicamente, el teatro de formación de imágenes 1012 incluye uno o más conjuntos de espejo inferiores 1164 que acumulativamente incluyen un accesorio de espejo de puntal 1252 para cada escenario de formación de imágenes 1148. Cada accesorio de espejo de puntal 1252 incluye un primer soporte de espejo 1256, un segundo soporte de espejo 1260 y una lente focal 1264, cada uno de los cuales está montado en una base 1268. El primer soporte de espejo 1256 incluye una primera tabla inclinada 1272 que tiene un primer espejo inferior 1276, por ejemplo, un espejo plano, montado en el mismo. Del mismo modo, el segundo soporte de espejo 1260 incluye una segunda tabla inclinada 1280 que tiene un segundo espejo inferior 1284, por ejemplo, un espejo plano, montado en el mismo. La primera tabla inclinada 1272 se monta de manera ajustable en un primer poste 1288 de tal manera que la primera tabla inclinada 1272, y por lo tanto, el primer espejo inferior 1276, se puede colocar en un ángulo 1 respecto a la base 1268, y la segunda tabla inclinada se monta de manera ajustable en un segundo poste 1292, de tal manera que la segunda tabla inclinada 1280, y por lo tanto el segundo espejo inferior 1284, se puede colocar en un ángulo 2 respecto a la base 1268. Cada lente focal está estructurada para focalizar ópticamente la imagen reflejada por el primer espejo inferior 1276 al segundo espejo inferior 1284 para acomodar la longitud focal entre el primer y segundo espejos inferiores 1276 y 1284.
Como se describió anteriormente, las ventanas centrales 1220 de cada escenario de formación de imágenes 1148 se dimensiona para tener un diámetro D calculado para permitir que las imágenes de la porción inferior de cada semilla respectiva se refleje desde el respectivo conjunto de espejo inferior 1164 y pase alrededor de la semilla y a través de la respectiva ventana central 1220 al correspondiente dispositivo de formación de imágenes 1016. Más particularmente, para adquirir los datos de la imagen para la porción inferior de cada semilla, los ángulos 2 y 1 de la primera y segunda tablas inclinadas 1272 y 1280 para cada accesorio de espejo de puntal 1252 se ajustan de tal manera que una imagen reflejada de la porción inferior de cada semilla respectiva se dirige desde el primer espejo inferior 1276 a través de la lente focal 1264 al segundo espejo inferior 1284, y luego a través de la respectiva ventana central 1220 al respectivo dispositivo de formación de imágenes 1016. Cada lente focal 1264 focaliza la respectiva imagen reflejada del primer espejo inferior 1276 en el segundo espejo inferior 1280. Las luces de anillo inferiores 1172 se controlan mediante el sistema controlador principal 1028 para proporcionar la cantidad, la intensidad, el tipo y/o la longitud de onda de luz deseados utilizados para iluminar la porción inferior de cada semilla cuando los datos de las imágenes de fondo pueden adquirirse. Por otra parte, como se describió anteriormente, en diversas realizaciones, la fuente de luz 1184 puede incluir, o estar operativamente acoplada a, el dispositivo de filtro óptico de alta velocidad multiespectral 1192 para filtrar diversas longitudes de onda de la luz producida por la fuente de luz 1184, de tal manera que los datos de la imagen inferior para cada semilla se pueden recoger en varias longitudes de onda espectrales.
En diversas realizaciones, el subsistema I&A 12 puede incluir además uno o más estantes 1238 de lentes de
amortiguación de intensidad de las imágenes transparentes 1238 montados en la estructura de soporte del sistema entre el conjunto de luz del anillo superior 1156 y el(los) dispositivo(s) de formación de imágenes 1016. Cada estante 1238 de lente de amortiguación de intensidad de la imagen comprende una placa transparente 1238A en la que se pueden colocar una o más lentes de amortiguación intensidad de las imágenes. Cada placa transparente 1238A puede comprender cualquier material convenientemente claro o transparente, que permitirá que las imágenes proyectadas y reflejadas al teatro de formación de imágenes 1012 pasen a través de las placas transparentes 1238A sin distorsionar, inhibir o corromper los datos de las imágenes. Por ejemplo, en diversas realizaciones, cada placa transparente 1238A puede comprender una placa de vidrio de cuarzo que tiene una alta claridad y un índice de refracción muy bajo, es decir, que es muy clara y que tiene un índice de refracción que no distorsionará, inhibirá, dañará o afectará negativamente de otra manera a la calidad de los datos de las imágenes proyectadas y reflejadas.
Debido a las varias distancias focales diferentes entre los dispositivos de formación de imágenes y las diferentes fuentes de datos de las imágenes, es decir, la porción superior de las semillas, los espejos 1212 de las imágenes del escenario de formación de imágenes y el primer y segundo espejos inferiores 1276 y 1284, la intensidad de los datos de las imágenes proporcionados por las fuentes de datos de las imágenes puede variar. Para igualar sustancialmente la intensidad de los datos de las imágenes proporcionadas por las diferentes fuentes de datos de imágenes, una o más lentes de amortiguación de la intensidad de la imagen (no mostradas) pueden colocarse estratégicamente en los uno o más estantes 1238 de lente de amortiguación de la intensidad de las imágenes. Generalmente, las lentes de amortiguación de la intensidad de las imágenes reducen la intensidad de los datos de las imágenes particulares, de modo que el nivel de intensidad de todos los datos de las imágenes de las diversas fuentes es sustancialmente igual. Los diferentes tipos de lentes de amortiguación de la intensidad de las imágenes pueden tener diferentes coeficientes de amortiguación de intensidad y pueden colocarse manual o automáticamente en respectivos estantes 1238 de lentes de amortiguación de la intensidad de las imágenes 1238 para igualar sustancialmente la intensidad de los datos de las imágenes proporcionadas por las diferentes fuentes de datos de las imágenes.
Haciendo referencia ahora a las figuras 13A, 13B, 16, 16A, 16B, 16C, 16D y 16E, tal como se describe anteriormente, el subsistema I&A 12 incluye los uno o más dispositivos de formación de imágenes 1016. Cada dispositivo de formación de imágenes 1016 está montado en la estructura de soporte del sistema por encima del conjunto de escenarios de formación de imágenes 1152 para tener un campo de visión que incluye uno o más escenarios de formación de imágenes 1148. Por ejemplo, en diversas realizaciones, el subsistema I&A 12 puede incluir un conjunto de escenarios de formación de imágenes 1152 que incluye cuatro escenarios de formación de imágenes 1148, y dos dispositivos de formación de imágenes 1016, en el que cada dispositivo de formación de imágenes 1016 está montado en la estructura de soporte del sistema para tener un campo de visión que incluye un respectivo par correspondiente de las escenarios de formación de imágenes 1148. Aunque el subsistema I&A 12 puede incluir más o menos de dos dispositivos de formación de imágenes 1016, y/o más o menos de cuatro escenarios de formación de imágenes 1148 y permanecer dentro del alcance de la presente descripción, por motivos de simplicidad y claridad, el subsistema I&A 12 a modo de ejemplo se describe a continuación incluyendo dos dispositivos de formación de imágenes 1016 y cuatro escenarios de formación de imágenes, en el que cada dispositivo de formación de imágenes 1016 tiene un campo de visión que abarca un respectivo par correspondiente de escenarios de formación de imágenes 1148.
Por lo tanto, una vez que una semilla está cargada, o depositada, en cada ventana inferior de la trampilla 1220, cada dispositivo de formación de imágenes 1016 tiene un campo de visión de la semilla que incluye la porción superior, o encarada hacia arriba, de los respectivos dos escenarios de formación de imágenes 1148 correspondientes, espejos de formación de imágenes 1212 y las semillas en los mismos.
Es decir, cada dispositivo de formación de imágenes 1016 está en condiciones de recoger los datos de las imágenes de la parte superior de los respectivos dos escenarios de formación de imágenes 1148 correspondientes y la porción superior de las semillas en el mismo. Además, cada dispositivo de formación de imágenes 1016 está colocado para recoger datos de las imágenes de una pluralidad de porciones laterales, es decir, vistas laterales, de cada semilla reflejada desde cada uno de los espejos de formación de imágenes 1212 y los datos de las imágenes de la porción inferior de cada semilla reflejada desde los respectivo accesorios de espejo de puntal 1252. Por lo tanto, cada dispositivo de formación de imágenes 1016 está orientado y es operable para recoger y transmitir al sistema controlador principal 1028 los datos de las imágenes de la porción superior, una pluralidad de porciones laterales y la porción inferior de cada semilla depositada sobre cada uno de los respectivos escenarios de formación de imágenes 1148 correspondientes. Los datos de las imágenes de la porción superior, la porción inferior y la pluralidad de porciones laterales, es decir, las vistas laterales, de cada semilla recogida por cada dispositivo de formación de imágenes 1016 se transmiten al sistema controlador principal 1028 para su almacenamiento y análisis, como se describe a continuación.
Como se usa en este documento, la referencia a la porción superior de las semillas se refiere a la porción de las semillas que está enfrentada hacia arriba respecto a la orientación de cada semilla dentro del escenario de formación de imágenes de la semilla respectiva. Eso es, como se usa en este documento, la porción superior de las semillas se refiere a la porción de las semillas generalmente encarada alejándose de, y no apoyada sobre, la ventana inferior de la trampilla 1220 de cada escenario de formación de imágenes 1148 respectivo, y no se refiere a la estructura o anatomía independiente de las semillas. Del mismo modo, tal como se usa en este documento, la
porción inferior de las semillas se refiere a la porción de las semillas enfrentada generalmente hacia, y generalmente apoyada sobre, la ventana inferior de la trampilla 1220 de cada escenario de formación de imágenes 1148 respectivo, y no se refiere a la estructura o anatomía independiente de las semillas.
Cada dispositivo de formación de imágenes 1028 puede ser cualquier dispositivo de formación de imágenes adecuado seleccionado de acuerdo con los objetivos de formación de imágenes del sistema clasificador de semillas
10. Por ejemplo, en relación con un análisis de los daños de la cubierta externa de la semilla, cada dispositivo de formación de imágenes 1028 puede comprender una cámara digital operable en el rango de luz visible. Por otra parte, para el análisis de semillas internas, cada dispositivo de formación de imágenes 1028 puede comprender una cámara operable en el rango de luz infrarroja cercana (véase, la solicitud de patente de Estados Unidos Nº 6.646.264, cuya descripción se incorpora en la presente memoria por referencia). Además, cada dispositivo de formación de imágenes 1028 puede comprender una cámara que implementa las técnicas de formación de imágenes de RMN/RM (véase, la solicitud de patente de Estados Unidos publicada Nº US 2006/0112628, cuya descripción se incorpora en la presente memoria por referencia).
Además, en diversas realizaciones, el sistema controlador principal 1028 coordina y sincroniza la operación de cada dispositivo de formación de imágenes 1016 con la operación de los respectivos conjuntos de anillo de luz superior e inferior 1156 y 1160 para recoger datos de imágenes multiespectrales, es decir, datos de imágenes en un pluralidad de diferente longitud de onda y/o intensidades espectral, de las partes superiores, inferiores y una pluralidad de vistas laterales de cada semilla retenida dentro de los respectivos escenarios de formación de imágenes 1148.
Con referencia ahora a la figura 16F, en diversas realizaciones, el subsistema I&A 12 incluye además una cuarta carcasa de cuarto oscuro opaco 1296 que encierra los dispositivos de formación de imágenes 1016 y el teatro de formación de imágenes 1012 para proporcionar un entorno oscuro en el que se puedan recopilar los datos de las imágenes. En diversas realizaciones, el cuarto oscuro recinto 1296 puede ser construido para ser unido de forma desmontable a la estructura de soporte del sistema de la óptica y controlador de la estación 1002. Por otra parte, en diversas realizaciones, la carcasa de cuarto oscuro 1296 puede construirse para incluir lados amovibles que se pueden conectar entre sí de manera amovible para formar la carcasa de cuarto oscuro 1296.
Con referencia adicional a las figuras 13A, 13B, 16, 16A, 16B, 16C, 16D y 16E, los datos de las imágenes recogidos por cada dispositivo de formación de imágenes 1016 incluye datos relativos al respectivo escenario de formación de imágenes 1148 y para las semillas retenidas en el mismo. Los datos de las imágenes se transmiten al sistema controlador principal 1028 y se almacenan (al menos temporalmente) en un dispositivo de almacenamiento electrónico de datos del sistema controlador principal 1028. El sistema de control principal 1028 analiza los datos de las imágenes y correlaciona, o enlaza, los datos de las imágenes recogidas con cada semilla respectiva correspondiente. En consecuencia, todos los datos de las imágenes recogidos se analizan y se estudian para correlacionar los datos de las imágenes con cada semilla individual en el escenario de formación de imágenes 1148 particular en el que se retiene la respectiva semilla. De esta manera, existe un enlace entre cada semilla, el escenario de formación de imágenes 1148 correspondiente y los datos de las imágenes correspondientes.
Los datos de las imágenes obtenidos se pueden procesar en un número de maneras conocidas para identificar las características de la semilla o rasgos fenotípicos (por ejemplo, como se describe en la patente US No. 6.646.264 o US 2006/0112628 mencionada anteriormente). Por ejemplo, el análisis de los datos de las imágenes puede revelar información característica de las semillas individuales relativas a, por ejemplo, la presencia/ausencia de rasgos bioquímicos (como contenido de aceite), la presencia o ausencia de daños, la presencia o ausencia de enfermedades, el tamaño, color, forma y similares. Esta información característica se obtiene mediante el procesamiento de los datos de las imágenes utilizando algoritmos personalizados ejecutados en los datos de las imágenes recogidos por el sistema controlador principal 1028. Los resultados de este procesamiento se almacenan, al menos temporalmente, en correlación con semillas particulares, y más específicamente, en correlación con la respectiva etapa de formación de imágenes 1148 en la que se retiene cada semilla durante la formación de las imágenes. De esta manera, existe una relación entre los datos de las imágenes y la información característica de cada semilla.
Como se describe más adelante, en diversas realizaciones, el sistema controlador principal 1028 realiza varios algoritmos para realizar el análisis de múltiples variables multiespectrales en los datos de las imágenes para cada semilla para determinar los rasgos específicos de color de la superficie de cada semilla respectiva. Por ejemplo, en diversas realizaciones, las semillas pueden comprender semillas de maíz para crianza haploide doble en la que las semillas diploides tienen un marcador de antocianina azul en el área del germen. El análisis de múltiples variables multiespectrales se puede realizar en los datos de las imágenes para cada semilla de maíz para determinar si cada semilla de maíz individual tiene el marcador azul. Por lo tanto, las semillas que se determina que tienen el marcador azul se identifican como semillas diploides, las semillas en las que el marcador azul está ausente se identifican como semillas haploides, y las semillas en las que es incierto si el marcador azul está presente se identifican como indeterminadas. Además, en diversas realizaciones, el análisis de los datos de las imágenes recogidas de una semilla particular podría revelar que el tamaño de la semilla no cumple o excede un tamaño límite determinado, lo que indica que la semilla es una semilla particular, rota o fragmento de semilla. En tales casos, el sistema controlador principal 1028 puede identificar la semilla como un fragmento de semilla. Las características identificadas para cada semilla, o la falta de las mismas, a continuación, pueden ser aplicadas por el sistema
controlador principal 1028 contra ciertos criterios de clasificación de semillas con el fin de efectuar la clasificación de las semillas por características, tal como se describe a continuación.
Haciendo referencia ahora a las figuras 13A, 16, 16A, 16B, 17A, 17B y 17C, una vez que se recopilan los datos de las imágenes para cada una de las semillas que se apoyan sobre la ventana inferior de la trampilla 1220, el actuador giratorio 1228 es comandada para girar el eje 1204 para mover los fondos de la trampilla 1200 a la posición de “descarga de semillas”, con lo cual cada semilla fotografiada se deja que se deslice fuera de la respectiva ventana 1220, a través del respectivo conducto de salida 1216 y en una boca 1236 de un respectivo correspondiente de los clasificadores de semillas 1020 con formación de imágenes. Aunque, para mayor simplicidad y claridad, las figuras en general sólo ilustran una solo clasificador de semillas 1020 con formación de imágenes, se debe entender que el subsistema OL&S 13 incluye una pluralidad de clasificadores de semillas 1020 con formación de imágenes. Más particularmente, el subsistema OL&S 13 incluye un clasificador de semillas 1020 con formación de imágenes para cada escenario de formación de imágenes 1148 del conjunto de escenarios de formación de imágenes 1152. Por ejemplo, si el conjunto de escenarios de formación de imágenes 1152 incluye cuatro escenarios de formación de imágenes 1148, el subsistema OL&S 13 incluirá cuatro clasificadoras de semillas 1020 con formación de imágenes. O bien, si el conjunto de escenarios de formación de imágenes 1152 incluye seis escenarios de formación de imágenes 1148, el subsistema OL&S 13 incluirá seis clasificadores de semillas 1020 con formación de imágenes.
Cada clasificador de semillas 1020 con formación de imágenes está montado en la estructura de soporte del sistema de tal manera que la boca 1236 de cada clasificador de semillas 1020 con formación de imágenes es adyacente a y está alineado con el conducto de salida 1216 del respectivo escenario de formación de imágenes 1148 correspondiente. Más particularmente, cada clasificador de semillas 1020 con formación de imágenes está situado de tal manera que cuando los fondos de la trampilla 1200 se mueven a la posición de “descarga de semillas”, cada una de las semillas fotografiada se desliza fuera de las respectivas ventanas 1220, a través de los respectivos conductos de salida 1216 y en las bocas 1236 de los respectivos clasificadores de semillas 1020con formación de imágenes correspondientes.
Haciendo referencia ahora a las figuras 17A, 17B y 17C, cada clasificador de semillas 1020 con formación de imagen comprende generalmente una carcasa de tipo caja 1300 que encierra una pluralidad de canales de clasificación 1304. De manera controlable deslizable dentro de una porción superior de un primer canal de clasificación 1304A, es decir, el canal de clasificación 1304 más cercano a la boca de clasificación de semillas 1236 con formación de imágenes 1236, es una clavija en cola 1306. Como se describe más adelante, la clavija en cola 1306 está estructurada y es operable para retener momentáneamente semillas dentro de la boca 1236 del clasificador de semillas con formación de imágenes y bloquear momentáneamente las semillas de entrar en el clasificador de semillas 1020 con formación de imagen. Controlable de manera deslizable dentro de una porción superior de cada uno de los canales de separación 1304 restantes es respectiva correspondiente a una de una pluralidad de clavijas de desviación 1308. Como se describe más adelante, cada clavija de desviación 1308 está estructurada y es accionable para desviar las semillas en el respectivo canal de clasificación 1304. Una porción inferior de cada canal de clasificación 1304/1304A termina en un respectivo correspondiente a uno de una pluralidad de puertos de salida con cuello 1312 separados a lo largo de una porción inferior 1316 del respectivo clasificador de semillas 1020 con formación de imágenes. La carcasa 1300 incluye un primer panel lateral 1320 y un segundo panel lateral 1324 opuesto que están conectados a la porción inferior 1316, una porción superior 1328, una porción frontal 1332 y una porción posterior 1336 para formar la carcasa 1300. El primer panel lateral 1320 se muestra como transparente para ilustrar los canales de clasificación 1304 y las clavijas de desviación 1308, sin embargo, el primer panel lateral puede ser opaco y permanecer dentro del alcance de la presente descripción.
Cada clavija de desviación 1308 y la clavija de cola 1306 incluyen una pared superior inclinada 1340. La pared superior inclinada 1340 de cada clavija de desviación 1308 y la clavija de cola 1306 están alineadas linealmente con la pared superior inclinada 1340 de cada clavija de desviación 1308 adyacente o la clavija de cola 1306 para formar una rampa de clasificación inclinada 1344. Además, las paredes superiores inclinadas 1340 están alineadas acumulativamente de manera lineal de tal manera que la rampa de clasificación 1344 tiene una pendiente descendente o en descenso desde un extremo alto 1348 de la rampa de clasificación 1344 a un extremo inferior 1352 de la rampa de clasificación 1344. Cada clavija de desviación 1308 y clavija en cola 1306 está conectada a uno respectivo correspondiente de una pluralidad de actuadores de clavija 1356 montados en el segundo panel 1324. Aunque sólo un único actuador de clavija 1356 se muestra en la figura 17A, se entenderá fácilmente que cada clavija del desviación 1308 y la clavija en cola 1306 están conectadas a un respectivo actuador de clavija 1356 correspondiente montado en el segundo panel 1324. Cada actuador de clavija 1356 acoplado a una clavija de desviación 1308 es operable, a través de comandos desde el sistema controlador principal 1028, para mover cada clavija de desviación 1308 respectiva entre una posición de “desviación de semillas” (como se muestra en el canal de clasificación 1304 más hacia la derecha de la figura 17C) y una posición de “derivación de semillas” (como se muestra en el canal más clasificación 1304 más hacia la izquierda de la figura 17C). Del mismo modo, el actuador de clavija 1356 acoplado a la clavija en cola 1306 es operable, a través de comandos desde el sistema controlador principal 1028, para mover la clavija en cola 1306 entre una posición de “cola” (como se muestra en la figura 17B) y una posición de "acceso" (como se muestra en la figura 17A).
Como se ilustra mejor en la figura 17C, cada clavija de desviación 1308 incluye una cavidad de captura de semillas 1360 formada por la respectiva pared superior 1340 y una respectiva pared posterior 1364. Cada cavidad de captura
de semillas 1360 incluye un lado abierto 1368 que se abre hacia la boca de clasificación de semillas 1236 de formación de imágenes, cuando la respectiva clavija de desviación 1308 está en la posición de “desviación de semillas”. La boca 1236 de cada clasificador de semillas 1020 con formación de imágenes incluye un extremo de recepción de semillas 1372 abierto que se abre hacia el conducto de salida 1216 alineado con el respectivo escenario de formación de imágenes 1148 correspondiente, y un extremo canalizado 1374 opuesto abierto. Además, el frente del clasificador de semillas 1332 con formación de imágenes incluye una abertura 1378 adyacente al extremo superior 1348 de la rampa de clasificación. La boca del clasificador de semillas 1236 con formación de imágenes está conectada a la carcasa 1300 de tal manera que el extremo canalizado abierto 1374 está alineado con la abertura 1378. Más particularmente, la boca del clasificador de semillas 1236 con formación de imágenes está conectada a la carcasa 1300 de tal manera que una porción inferior 1380 de la boca del clasificador de semillas 1236 está alineada con la abertura 1378 y la rampa de clasificación 1344. Por lo tanto, como se describe a continuación, una semilla depositada en la boca del clasificador de semillas 1236 en el extremo de recepción de semillas 1372 se deslizará a lo largo de la porción inferior 1380 hasta el extremo canalizado 1374 y sin problemas de transición, es decir, sin obstrucciones, a través de la abertura frontal del clasificador de semillas 1378 con formación de imágenes en la rampa de clasificación inclinada 1344.
Haciendo referencia ahora a la figura 17A, en diversas realizaciones, la pluralidad de depósitos de semillas 1024 se retiene dentro de un accesorio de retención 1384 del depósito de semillas. El accesorio de retención 1384 del depósito de semillas incluye una placa base 1388 y una placa superior de puerto 1392, entre las cuales se mantienen los depósitos de semillas 1024 de forma desmontable. Es decir, la placa de base 1388 y la placa superior 1392 están montados en la estructura de soporte del sistema y separadas entre sí una distancia suficiente para permitir que los depósitos de semillas 1024 sean insertados y retirados fácilmente de entre la base y las placas superiores 1388 y 1392. En diversas implementaciones, la placa de base 1388 incluye una pluralidad de rampas de alineación inferiores 1396 de depósito de semillas rebajadas, y la placa superior 1392 incluye una pluralidad de rampas de alineación superiores 1400 de depósito de semillas rebajadas. Las rampas de alineación inferior y superior 1396 y 1400 y la porción inferior están estructuradas para retener cada uno de los depósitos de semillas 1024 en una posición determinada dentro del dispositivo de retención 1384. Más específicamente, las rampas de alineación inferior y superior 1396 y 1400 están situadas dentro de las respectivas placas de base y superior 1388 y 1392 para retener cada uno de los depósitos de semillas 1024 de tal manera que una porción superior abierta 1404 está alineada con un respectivo correspondiente de una pluralidad de colectores de puerto 1408 con cuello acoplados a la placa superior 1392.
Cada colector de puerto 1408 con collar está montado en la placa superior 1392 sobre una respectiva correspondiente a una de una pluralidad de aberturas (no mostrada) en la placa superior 1392. Además, cada colector de puerto con cuello 1408 incluye una pluralidad de puertos de entrada con cuello 1412 que están situados sobre la abertura correspondiente, de tal manera que las semillas que pasan por cualquiera de los puertos de entrada con cuello 1412, tal como se describe más adelante, serán depositadas en el correspondiente depósito de semillas 1024. El subsistema OL&S 13 incluye además una pluralidad de segundos tubos de transferencia 1416 que están interconectados entre cada uno de los puertos de salida con cuello 1312 de cada clasificador de semillas 1020 con formación de imágenes y los puertos de entrada con cuello 1412 de los colectores de puerto con cuello 1408.
Más específicamente, en diversas realizaciones, el accesorio de retención 1384 del depósito de semillas puede incluir una serie de colectores de puerto con cuello 1408 y los depósitos de semillas 1024 igual al número de puertos de salida con cuello 1312 y canales de clasificación 1304/1304A de uno de los clasificadores de semillas 1020 con formación de imágenes. Adicionalmente, cada colector de puerto con collar 1408 puede incluir un número de puertos de entrada con cuello 1412 igual al número de clasificadores de semillas 1020 con formación de imágenes incluido en el subsistema OL&S 13, es decir, igual al número de escenarios de formación de imágenes 1148 incluidos en el conjunto de escenarios de formación de imágenes 1152. Por ejemplo, si el subsistema OL&S 13 incluye cuatro clasificadores de semillas 1020 con formación de imágenes para acomodar cuatro escenarios de formación de imágenes 1148, y cada clasificador de semillas 1020 con formación de imágenes incluye cinco canales de separación 1304 y puertos de salida con cuello 1312, el accesorio de retención 1384 de depósitos de semillas incluirá cinco colectores de puerto con cuello 1408, teniendo cada uno cuatro puertos de entrada con cuello 1412. Todavía más específicamente, a través de los segundos tubos de transferencia 1416, cada puerto de salida con collar 1312 de cada clasificador de semillas individual 1020 con formación de imágenes está conectado a un puerto de entrada con cuello 1412 de un diferente colector de puerto con collar 1408 y el correspondiente depósito de semillas 1024. Por lo tanto, durante el operación, como se describe a continuación, el sistema controlador principal 1028 puede controlar cada clasificador de semillas 1020 con formación de imágenes para desviar selectivamente cada semilla con la imagen recibida del respectivo escenario de formación de imágenes 1148 a cualquiera de los depósitos de semillas 1024 sobre la base de los fenotipos particulares, es decir, características y/o rasgos (tales como, daños, enfermedad, color, tamaño, y similares), de cada semilla según lo determinado por el subsistema I&A
12.
Haciendo referencia ahora a las figuras 17A, 17B y 17C, como se describió anteriormente, cada clavija de desviación 1308 y clavija en cola 1306 está conectada a uno respectivo de los actuadores de clavija 1356 para mover selectivamente las clavijas de desviación 1308 entre la posición de “desviación de semillas” y la posición de “derivación de semillas” y la clavija en cola 1306 entre la posición de “cola” y la posición de “acceso”. Más en particular, basada en el fenotipo de cada semilla como se identifica mediante el subsistema I&A 12 y el sistema
controlador principal 1028, el sistema controlador principal 1028 controla la operación de los actuadores de clavija 1356 de manera que cada semilla individual se clasificará a uno seleccionado de los depósitos de semillas 1024, a través de los clasificadoras de semillas 1020 con formación de imágenes.
Una vez que se ha cargado, o depositado, un conjunto de semillas en el conjunto de escenarios de formación de imágenes (es decir, una vez que una semilla respectiva se carga simultáneamente sobre cada uno de los escenarios de formación de imágenes 1148) y se recogen los datos de las imágenes multiespectrales para cada semilla, los fondos de las trampillas 1200 se mueven desde la posición de “formación de imágenes de las semillas” a la posición de “carga de las semillas”. Esto permite que cada semilla en el conjunto de semillas se deslice fuera del respectivo fondo de la trampilla 1200, por gravedad, vacío y/o aire a presión, y en la boca 1236 del respectivo clasificador de semillas 1020 correspondiente con formación de imágenes. Antes, o sustancialmente simultáneamente con el movimiento de los fondos de la trampilla 1200 a la posición de “descarga de semillas”, el sistema de control principal 1028 comanda del actuador de clavija 1356 para que la clavija en cola 1306 mueva la clavija en cola 1306 a la posición de “cola”. Por lo tanto, como cada semilla se desliza a lo largo del fondo 1380 de la respectiva boca del clasificador de semillas 1236 con formación de imágenes, cada semilla se bloqueará de entrar en la respectiva carcasa 1300 del clasificador de semillas con formación de imágenes, es decir, cada semilla se retendrá, o se colocará en cola, dentro de las respectivas bocas del clasificador de semillas 1236 con formación de imágenes.
Mientras las semillas hacen cola para entrar en las bocas 1236 del clasificador de semillas, una serie posterior de semillas se puede cargar en los escenarios de formación de imágenes 1148, como se describió anteriormente. Además, mientras las semillas hacen cola para entrar en las bocas 1236 del clasificador de semillas, los datos de las imágenes para cada semilla en la cola se analiza mediante el sistema controlador principal 1028, y se identifica el fenotipo, es decir, las características y/o los rasgos (tales como, daños, enfermedad, color, tamaño, y similares) que están vinculados a cada semilla respectiva. En base al respectivo fenotipo identificado, el sistema controlador principal 1028 entonces determina a cuál de los depósitos de semillas 1024 se va a clasificar cada semilla. A continuación, basado en el depósito de semillas 1024 identificado particular en el que se clasifica cada semilla individual, el sistema controlador principal 1028 comanda uno particular de los actuadores de clavija 1356 para cada respectivo clasificador de semillas 1020 con formación de imágenes para mover la correspondiente clavija de desviador 1308 a la posición de “desviación de semillas”. Es decir, la clavija de desviación 1308 del canal de separación 1304 conectado, a través de los segundos tubos de transferencia 1416, en el depósito de semillas 1024 identificado particular se mueve a la posición de “desviación de semillas”. Una vez que la clavija de desviación 1308 identificada para cada respectivo clasificador de semillas 1020 con formación de imágenes se mueve a la posición de “desviación de semillas”, el sistema de control principal 1028 comanda los actuadores de clavija 1356 apropiados para mover las clavijas en cola 1306 a la posición de "Acceso", permitiendo así el acceso de las semillas a los respectivos alojamientos 1300 de clasificación de semillas con formación de imágenes.
Más específicamente, cuando las clavijas en cola 1306 se mueven a la posición de "Acceso", las semillas se pueden deslizar, por gravedad, vacío y/o aire a presión, a través de las respectivas aberturas frontales 1379 del clasificador de semillas con formación de imágenes en las respectivas rampas de clasificación 1344. Cada semilla se deslizará entonces a lo largo de la respectiva rampa 1344 de clasificación de semillas con pendiente con formación de imágenes y en la cavidad de captura 1360 de la respectiva clavija de desviación 1308 que se ha movido a la posición de "desviación de semillas”. Posteriormente, debido a la gravedad, el vacío y/o el aire a presión, cada semilla se desplazará a través del respectivo canal de clasificación 1304 y al segundo tubo de transferencia 1416 en el depósito de semillas 1024 identificado particular.
Por lo tanto, en operación, los datos de imágenes multiespectrales para cada semilla en el conjunto de semillas se analiza para identificar uno o más fenotipos particulares de cada semilla individual en el conjunto. Los fondos de la trampilla 1200 entonces se mueven desde la posición de “formación de imágenes de las semillas” a la posición de “descarga de semillas” de manera que cada semilla en el conjunto de las semillas se desliza sustancialmente del respectivo fondo de la trampilla 1200 y en la boca 1236 del respectivo clasificador de semillas 1020 con formación de imágenes correspondiente, en los que las semillas se colocan en cola, a través de las respectivas clavijas en cola 1306. A continuación, sobre la base de los uno o más fenotipos particulares identificados de cada semilla individual, el sistema controlador principal 1028 se mueve una seleccionada de las clavijas de desviación 1308 de cada clasificador de semillas 1020 correspondiente con formación de imágenes a la posición de “desviación de semillas”. Las clavijas en cola 1306 se mueven entonces a la posición de "acceso" y cada semilla se desliza a lo largo del fondo 1380 de la respectiva boca de clasificación 1236 de semilla con formación de imágenes y en la respectiva rampa de clasificación 1344 en ángulo del clasificador de semillas con formación de imágenes. Cada semilla se deslizará entonces a lo largo de la respectiva rampa de clasificación 1344 en ángulo del clasificador de semillas con formación de imágenes y en la cavidad de captura 1360 de la correspondiente clavija de desviación 1308 que se ha movido a la posición de “desviación de semillas”. Posteriormente, debido a la gravedad, al vacío y/o al aire de presión, cada semilla se desplazará a través del respectivo canal de clasificación 1304 y del segundo tubo de transferencia en el depósito de semillas 1024 identificado particular.
Una vez que un conjunto de semillas son fotografiadas y clasificadas, un nuevo conjunto de semillas se cargan en el conjunto de formación de imágenes y se repite el proceso de formación de imágenes, análisis y clasificación. En diversas realizaciones, el sistema de clasificación de semillas 10 puede individualizar, cargar, fotografiar, analizar y clasificar un conjunto de semillas aproximadamente cada tres a cinco segundos o más rápido.
Se debe entender que cada semilla respectiva se ordena en uno particular de los depósitos de semillas 1024 sobre la base de los uno o más fenotipos identificados de cada semilla individual respectiva. Por lo tanto, todo dentro de un conjunto de semillas que tienen sustancialmente el mismo uno o más fenotipos identificados se ordenan en el mismo depósito de semillas 1024, mientras que todas las semillas dentro de un conjunto identificado para estar ausentes, uno o más de otros fenotipos se clasificarán en un depósito de semillas 1024 seleccionado diferente. Del mismo modo, todas las semillas dentro de un conjunto que se determinan que son muy pequeñas, por ejemplo, fragmentos de semillas, se clasificarán a otro depósito de semillas 1024 seleccionado, mientras que todas las semillas dentro de un conjunto que se determinan que son demasiado grandes, por ejemplo, semillas dobles, se clasificarán a otro depósito de semillas 1024 seleccionado. Aún más, en diversas realizaciones, si después de que una semilla haya sido fotografiada y analizada, no es concluyente si la semilla posee o no posee un fenotipo particular, la respectiva semilla se puede clasificar a otro depósito de semillas 1024 seleccionado. Por lo tanto, cada depósito de semillas 1024 está designado para recibir sólo un único tipo de semillas, es decir, sólo semillas que poseen el fenotipo deseado, sólo semillas que carecen del fenotipo deseado, sólo semillas donde es incierto si poseen el fenotipo deseado, sólo semillas que no cumplen con un criterio de talla mínima, y sólo semillas que superan el criterio de tamaño máximo.
Como se ha indicado anteriormente, en diversas realizaciones, el sistema controlador principal 1028 puede ejecutar varios algoritmos para realizar un análisis de múltiples variables en los datos de imágenes multiespectrales recogidos a través del teatro de formación de imágenes 1012 y del dispositivo(s) de formación imágenes 1016, para identificar fenotipo(s) particular(es) de cada semilla. El sistema controlador principal 1028 puede entonces controlar la operación del subsistema de OL&S 13 para clasificar selectivamente las semillas en los depósitos de semillas 1024, basado en el(los) fenotipo(s) identificado(s). Por ejemplo, en diversas realizaciones, las semillas pueden comprender semillas de maíz para crianza haploide doble, en el que las semillas diploides tienen un marcador de antocianina azul en el área del germen. En tales realizaciones, el sistema controlador principal 1028 puede realizar el análisis de múltiples variables en los datos de las imágenes multiespectrales recogidas para identificar si cada semilla posee el marcador de antocianina azul. El sistema de control principal 1028 puede entonces clasificar las semillas que poseen el marcador a un depósito de semillas 1024 particular, clasificar las semillas que no poseen el marcador a un depósito de semillas 1024 diferente, clasificar las semillas donde es indeterminado si poseen el marcador a otro depósito de semillas 1024 y el tipo de semillas que no cumplen o superan el límite de tamaño a otro depósito de semillas.
La figura 18 ilustra un diagrama de flujo 1500 de la operación general del sistema clasificador de semillas 10, de acuerdo con las diversas realizaciones ilustradas en las figuras 1 y 13A a 17C. Inicialmente, una pluralidad de semillas se depositan en la tolva de semillas 1056 de la tolva de semillas a granel e individualizador 1004, como se indica en 1502. Las semillas son entonces individualizadas, a través de la rueda de individualización 1060, y se transfieren al conjunto de escape 1052, a través de la lanzadera de tubo 1044 y los primeros tubos de transferencia 1048, como se indica en 1504. El conjunto de escape 1052 retiene temporalmente las semillas y luego se deposita cada semilla en el embudo de captura 1120 de una respectiva de las zapatas de carga 1108, como se indica en 1506. Posteriormente, la cubierta de abertura superior 1132 de cada zapata de carga 1108 se mueve a la posición "cerrada" para retener las semillas dentro de los respectivos embudos de captura 1120, y las zapatas de carga 1108 se mueven a la posición de "carga de semillas" por encima de los escenarios de formación de imágenes 1148, como se indica en 1508. La cubierta de abertura inferior 1136 de cada zapata de carga 1108 se mueve entonces a la posición "abierta" para depositar cada semilla en una respectiva de los escenarios de formación de imágenes 1148, como se indica en 1510.
Una vez que las semillas se cargan en los escenarios de formación de imágenes 1148, la operación de los conjuntos de anillo de luz superior e inferior 1152 y 1160 está sincronizado con la operación de los dispositivos de formación de imágenes 1016 para recoger los datos de imágenes multiespectrales de cada semilla y transmitir los datos de las imágenes al sistema controlador principal 1028, como se indica en 1512. Más específicamente, los datos de las imágenes multiespectrales se adquieren para la vista superior de cada semilla, la vista inferior de cada semilla reflejada desde los conjuntos de espejo de fondo 1164 y la pluralidad de vistas laterales de cada semilla reflejada desde cada uno de los respectivos espejos de formación de imágenes 1212 del accesorio de espejo anular.
En diversas realizaciones, los datos de las imágenes multiespectrales comprende imágenes de las vistas superior, inferior y laterales de cada semilla adquirida en ocho longitudes de onda del espectro, por ejemplo, de aproximadamente 400 nm, 450 nm, 500 nm, 550 nm, 600 nm, 650 nm, 700 nm y 750 nm, a través de ocho filtros de paso de banda del dispositivo de filtro óptico 1192. Los datos multiespectrales, de múltiples vistas para cada semilla se analizan a continuación, mediante el sistema controlador principal 1028, para determinar si cada semilla respectiva posee uno o más fenotipos particulares, tales como un marcador de antocianina azul en el área del germen de cada semilla que indica si cada semilla respectiva es un diploide, como se indica un 1514. En diversas realizaciones, el análisis de variables múltiples puede emplearse mediante el sistema controlador principal 1028 para analizar los datos de las imágenes multiespectrales recogidos.
Los fondos de trampilla 1200 de los escenarios de formación de imágenes 1148 se mueven entonces a la posición de “descarga de semillas” para permitir que cada semilla caiga en la boca 1236 de cada respectivo clasificador de semillas 1020 con formación de imágenes y se colocan en cola, a través de cada respectiva clavija en cola 1306, como se indica en 1518. Mientras las semillas se colocan en cola, en base a la determinación de si cada semilla
respectiva posee uno o más fenotipos particulares, el sistema controlador principal 1028 plantea una particular de las clavijas de desviación 1308 de cada clasificador de semillas 1020 con formación de imágenes a la posición de “desviación de semillas” y hace descender las clavijas en cola 1306 a la posición de "acceso". En consecuencia, cada semilla se desvía a través del respectivo canal de clasificación 1304 y al depósito de semillas 1024 correspondiente, como se indica en 1516.
Haciendo referencia ahora a las figuras 19, 20A, 20B y 20C, la figura 19 proporciona un diagrama de flujo 1600 que ilustra un proceso de análisis de ejemplo ejecutado por el sistema controlador principal 1028 en los datos de las imágenes multiespectrales recogidos por el subsistema I&S 12 y el sistema controlador principal 1028. En diversas realizaciones, el sistema de control principal 1028 analiza los datos de las imágenes recogidas para cada semilla en los datos de la “vista superior” (es decir, los datos adquiridos por cada dispositivo de formación de imágenes 1016 directamente desde la porción superior de cada semilla respectiva y el escenario de formación de imágenes 1148), los datos de la “vista inferior” (es decir, los datos adquiridos por cada dispositivo de formación de imágenes 1016 que se refleja de los respectivos conjuntos de espejo inferiores 1164), y una pluralidad de conjuntos de datos de “vista lateral” (es decir, una pluralidad de conjuntos de datos adquiridos por cada dispositivo de formación de imágenes 1016 en el que cada conjunto se refiere a los datos de las imágenes reflejados desde uno particular de los espejos de imágenes 1212). En diversas realizaciones, para analizar los datos de las imágenes multiespectrales recogidas a través del subsistema I&A 12, el sistema controlador principal 1028 analiza los datos de la "vista superior" en primer lugar. Al hacerlo, el sistema controlador principal 1028 desarrolla primero una máscara de fondo, y aplica la máscara de fondo a los datos de las imágenes de cada uno de las imágenes de la "vista superior" adquiridas en cada una de las diversas longitudes de onda espectrales para eliminar aproximadamente todos los puntos de datos, por ejemplo, los píxeles, que se consideran que son los datos de fondo, es decir, datos no relacionados con la semilla, como se indica en 1602. Una ilustración pictórica de ejemplo de una imagen de "vista superior" después de aplicar la máscara de fondo se muestra en la figura 20A. En diversas realizaciones, la máscara de fondo puede construirse utilizando cualquiera de las diversas imágenes de longitudes de onda espectrales, por ejemplo, la imagen con la mejor relación de señal y ruido, para determinar matemáticamente qué puntos de datos representan los datos del fondo.
Después de que se haya aplicado la máscara de fondo, el sistema controlador principal 1028 se aplica una primera máscara de límite de tamaño para cada una de las imágenes para filtrar los datos restantes en cada imagen que son demasiado pequeños como para ser una semilla o en un conjunto de semillas en contacto, como se indica en 1604. Una ilustración pictórica a modo de ejemplo de una imagen de "vista superior" después de que se hayan aplicado el fondo y la primera máscara de límite de tamaño se muestra en la figura 20B. Por ejemplo, el ruido a lo largo de los bordes o en las esquinas de cada imagen puede permanecer después de que se aplique la máscara de fondo o las partes de semillas rotas pueden estar presentes, o pueden permanecer los datos de las imágenes de la respectiva etapa de formación de imágenes 1148. Tales datos extraños se eliminan mediante la primera máscara de límite de tamaño. En diversas realizaciones, la primera máscara de límite de tamaño está predeterminada en base a parámetros de tamaño conocidos del tipo de las semillas que se analizan y ordenados por el sistema clasificador de semillas 10.
Después de que se aplique la primera máscara de límite de tamaño, el sistema controlador principal 1028 aplica una máscara de relleno y la erosión a cada una de las imágenes, como se indica en 1606. La máscara de relleno y la erosión matemáticamente determina si los datos de las imágenes restantes de las semillas incluyen cualquier punto "oscuro" de cada imagen dentro de la semilla. Tales puntos "oscuros" pueden estar presentes debido a la diferencia de color de cada semilla o a las sombras provocadas por el contorno de cada semilla respectiva. La máscara de relleno y erosión "rellena" estos puntos oscuros y también rellena o elimina los píxeles alrededor de los bordes de cada imagen de semillas causada por cosas tales como el ruido y/o el fondo de “purgado”. Por lo tanto, la máscara de relleno y erosión “rellena” puntos oscuros dentro de cada imagen de la semilla y “limpia” los bordes de cada imagen de la semilla. Una ilustración pictórica a modo de ejemplo de una imagen de "vista superior" después de aplicar la máscara de fondo, la primera máscara de límite de tamaño y la máscara de relleno y erosión se muestra en la figura 20C.
La máscara de la erosión y de relleno a veces puede eliminar, o filtrar, píxeles de tal manera que la imagen resultante de una semilla incluye un objeto grande y un objeto mucho más pequeño en el borde de la semilla. Por lo tanto, el sistema controlador principal 1028 aplica una segunda máscara de límite de tamaño para eliminar los objetos más pequeños, como se indica en 1608. En diversas realizaciones, la segunda máscara de límite de tamaño se predetermina en base a parámetros de tamaño conocidos del tipo de las semillas que se analizan y ordenadas mediante el sistema clasificador de semillas 10.
Por lo tanto, las máscaras de fondo, primera y segunda de límite de tamaño, y de relleno y erosión eliminan todos los puntos de datos, es decir, píxeles, no relacionados con una de las semillas en los respectivos escenarios de formación de imágenes 1148 para los datos de las imágenes de “vista superior” de cada una de las imágenes de “vista superior” adquiridas en cada una de las diferentes longitudes de onda espectrales. El sistema controlador principal 1028 a continuación realiza un análisis matemático en las diferentes imágenes de "vista superior" para determinar si los datos de las imágenes restantes para cada semilla individual incluyen datos indicativos de un fenotipo deseado, tal como se indica en 1610. El sistema controlador principal 1028 puede emplear cualquier técnica de análisis matemático o procedimiento adecuado para hacer tal determinación. Por ejemplo, en diversas
realizaciones, el sistema controlador principal 1028 emplea un análisis de múltiples variantes para determinar si los datos de las imágenes multiespectrales restantes para cada semilla individual incluyen datos indicativos de un marcador de antociainina en el germen de la semilla.
Más particularmente, se realiza un análisis de múltiples variantes para cada semilla en cada punto de datos, o píxel, de los datos de imágenes multiespectrales restantes después de la aplicación de las máscaras de primer y segundo límite de tamaño, y de relleno y erosión para obtener un valor resultante que se compara con un primer valor límite predeterminado. Si el valor resultante está por encima o por debajo del primer límite es indicativo del fenotipo deseado, por ejemplo, si el píxel es indicativo de un marcador de antociainina en el germen de la semilla. Los valores resultantes por encima del primer límite y/o por debajo del primer límite se compilan para obtener un número total de valores resultantes por encima del primer límite y/o un número total de valores resultantes por debajo del primer límite para el primer conjunto de imágenes multiespectrales.
Después de que los datos de las imágenes de la “vista superior” hayan sido analizados, como se ha descrito anteriormente, el sistema controlador principal 1028 analiza secuencialmente los datos de las imágenes de la “vista inferior” y la pluralidad de conjuntos de datos de imágenes de la "vista lateral" de la misma manera que la descrita anteriormente respecto al análisis de los datos de las imágenes de la “vista superior” multiespectral. Por lo tanto, el análisis de los datos de las imágenes de la "vista superior", “vista inferior” y la pluralidad de conjuntos de datos de imágenes de "vista lateral" proporciona una pluralidad de conjuntos de valores resultantes, por ejemplo, diez conjuntos de valores resultantes, por encima del primer límite y/o una pluralidad de conjuntos de valores resultantes, por ejemplo, diez conjuntos de valores resultantes, por debajo del primer límite.
Una vez que el sistema controlador principal 1028 ha analizado la pluralidad de conjuntos de datos de imágenes multiespectrales y generado los respectivos conjuntos de valores resultantes, el sistema controlador principal 1028 suma los conjuntos de valores resultantes y compara la suma con un segundo valor límite predeterminado. Más específicamente, el sistema controlador principal 1028 combina los conjuntos de valores resultantes por encima del primer límite y/o combina los conjuntos de valores resultantes por debajo del primer límite para obtener una suma total de los valores resultantes por encima del primer límite y/o una suma total de valores resultantes por debajo del primer límite. La suma total de los valores resultantes por encima del primer límite y/o la suma total de los valores resultantes por debajo del primer límite se compara entonces con el segundo límite para identificar si cada semilla respectiva posee el fenotipo deseado, por ejemplo, el marcador de antocianina azul.
Por ejemplo, si la suma total de los valores resultantes está por encima del segundo límite, la semilla se identifica como un diploide. Pero, si la suma total de los valores resultantes está por debajo del segundo límite, la semilla se identifica como un haploide, y si la suma total de los valores resultantes es igual al segundo límite, la semilla se identifica como desconocida.

Claims (13)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Procedimiento de determinación de si una semilla muestra un fenotipo deseado, comprendiendo dicho procedimiento:
    5 cargar una semilla en un escenario de formación de imágenes;
    dirigir luz sobre la semilla desde al menos dos ángulos de dirección y en una pluralidad de longitudes de onda espectrales que cambian secuencialmente;
    recoger los datos de las imágenes desde al menos tres porciones de la semilla seleccionada de una porción superior, una porción inferior y una pluralidad de porciones laterales de la semilla, en cada una de las
    10 longitudes de onda espectrales; y
    analizar los datos de las imágenes recogidos para determinar si la semilla muestra un fenotipo deseado.
  2. 2.
    Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el análisis de los datos de las imágenes recogidos comprende la determinación de si la semilla incluye un marcador fluorescente o visual.
  3. 3.
    Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 2, en el que el análisis de los datos de las imágenes recogidos
    15 comprende la determinación de si la semilla incluye un marcador de antociainina en el germen de la respectiva semilla.
  4. 4. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la recogida de los datos de las imágenes desde al menos tres porciones de la semilla seleccionada de una porción superior, una porción inferior y una pluralidad de porciones laterales de la semilla, en cada una de las longitudes de onda espectrales comprende:
    20 recoger datos de imágenes desde la porción superior de la semilla en cada una de las longitudes de onda espectrales que utilizan uno o más dispositivos de formación de imágenes colocado por encima del escenario de formación de imágenes; y
    recoger datos de las imágenes desde una pluralidad de las porciones laterales de la semilla en cada una de las longitudes de onda espectrales que utilizan una pluralidad de espejos de imágenes montados en un 25 ángulo dentro del escenario de formación de imágenes, de tal manera que los datos de las imágenes para cada una de las porciones laterales se refleja desde uno respectivo de los espejos de imágenes en los uno
    o más dispositivos de formación de imágenes colocado por encima del escenario de formación de imágenes.
  5. 5. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, que también comprende depositar selectivamente la semilla en
    30 uno respectivo seleccionado de una pluralidad de depósitos de semillas en base a la determinación de si exhibe el fenotipo deseado.
  6. 6. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la recogida de los datos de las imágenes incluye los datos de las imágenes recogidos de la porción superior de la semilla, la porción inferior de la semilla, y al menos una de la pluralidad de porciones laterales de la semilla, en cada una de las longitudes de onda espectrales.
    35 7. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 6, en el que la recogida de datos de imágenes incluye sustancialmente recoger simultáneamente datos de las imágenes desde la porción superior de la semilla, la porción inferior de la semilla, y el al menos uno de la pluralidad de porciones laterales de la semilla.
  7. 8. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 7, en el que la carga de una semilla en un escenario de formación
    de imágenes incluye la carga de una semilla en un escenario de formación de imágenes especulares que tiene un 40 fondo transparente.
  8. 9. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la recogida de datos de imágenes desde al menos tres porciones de la semilla incluye sustancialmente recoger simultáneamente datos de las imágenes desde al menos tres porciones de la semilla.
  9. 10. Sistema (10) de clasificación de una pluralidad de semillas en base a fenotipos identificados de las semillas, 45 comprendiendo dicho sistema:
    una estación (1002) óptica y controladora estructurada y operable para recoger de manera sustancialmente simultánea datos de imágenes de una porción superior de una semilla, una porción inferior de la semilla y una pluralidad de porciones laterales de la semilla, y analizar los datos de las imágenes recogidos para determinar si la semilla exhibe un fenotipo deseado; y
    50 una estación (1000) de carga, transporte y clasificación de semillas estructurada y operable para individualizar cada semilla del conjunto de semillas a partir de una pluralidad de semillas en una tolva (1056) de semillas a granel,
    transportar el conjunto de las semillas a la estación óptica y controladora (1002), y clasificar selectivamente cada semilla a uno respectivo de una pluralidad de depósitos de semillas (1024) en función de si cada semilla respectiva exhibe el fenotipo deseado.
  10. 11. Sistema de acuerdo con la reivindicación 10, en el que la estación (1000) de carga, transporte y clasificación de semillas comprende un subsistema de carga y de transporte que incluye una tolva de semillas a granel e individualizador (1004) conectado a un conjunto de escape (1052) a través de una pluralidad de tubos de transferencia de semillas (1048), en el que:
    la tolva de semillas a granel e individualizador (1004) está estructurado y es operable para individualizar la semilla a partir de una pluralidad de semillas en una tolva (1056) de semillas y depositar la semilla en una respectiva de una pluralidad de cámaras (1092) del conjunto de escape (1052); y
    el conjunto de escape (1052) está estructurado y es operable para retener temporalmente la semilla dentro de la respectiva cámara de montaje de escape (1092).
  11. 12. Sistema de acuerdo con la reivindicación 10, en el que la estación óptica y controladora (1002) incluye un teatro de formación de imágenes (1012), en el que el teatro de formación de imágenes incluye:
    una pluralidad de escenarios de formación de imágenes de espejo (1148), estando estructurado cada escenario de formación de imágenes especulares para recibir una semilla desde una respectiva de una pluralidad de zapatas de carga (1108) de semillas, cargando así cada escenario de formación de imágenes especulares (1148) con una semilla; y
    una pluralidad de luces de anillo (1168) superiores colocadas por encima de los escenarios de formación de imágenes especulares (1148) y una pluralidad de luces de anillo (1172) inferiores colocadas por debajo de los escenarios de formación de imágenes especulares (1148), estando estructuradas y siendo operables las luces de anillo superiores e inferiores para dirigir de manera sustancialmente simultánea la luz, en una pluralidad de longitudes de onda espectrales que cambian secuencialmente, en una porción superior y una porción inferior de cada escenario de formación de imágenes especulares (1148) cargado.
  12. 13. Sistema de acuerdo con la reivindicación 10, en el que la estación (1000) de carga, transporte y clasificación de semillas también comprende un subsistema de descarga y clasificación que incluye una pluralidad de depósitos de semillas (1024) y una pluralidad de clasificadores de semillas (1020) a partir de las imágenes, estando estructurado y siendo operable cada clasificador de semillas para:
    recibir una semilla desde uno respectivo correspondiente de uno de una pluralidad de escenarios de formación de imágenes (1148) de la estación óptica y controladora (1002); y
    desviar selectivamente la semilla en uno respectivo seleccionado de los depósitos de semillas (1024) sobre la base de la determinación realizada por la estación óptica y controladora (1002) si la semilla exhibe el fenotipo deseado.
  13. 14. Sistema de acuerdo con la reivindicación 10, en el que la estación óptica y controladora (1002) incluye un dispositivo de formación de imágenes (1016) capaz de recoger de forma sustancialmente simultánea los datos de las imágenes de la porción superior de la semilla, la porción inferior de la semilla, y la pluralidad de porciones laterales de la semilla.
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