實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大豆籽粒精選的裝置制造方法
【專利摘要】實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大豆籽粒精選的裝置，涉及農(nóng)業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域。它是為了解決在大豆籽粒的篩選過(guò)程中，不能夠?qū)Υ蠖棺蚜５暮Y選過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的問(wèn)題。本發(fā)明采用智能攝像機(jī)對(duì)大豆籽粒的篩選進(jìn)行全過(guò)程實(shí)時(shí)監(jiān)控，利用單片機(jī)系統(tǒng)對(duì)大豆籽粒的篩選進(jìn)行有效地控制，從而達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的目的。本發(fā)明適用于農(nóng)業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域。
【專利說(shuō)明】 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大豆籽粒精選的裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]大豆是我國(guó)主要的經(jīng)濟(jì)作物，東北地區(qū)是我國(guó)大豆的主產(chǎn)區(qū)，近年來(lái)，在農(nóng)業(yè)部實(shí)施大豆振興計(jì)劃的帶動(dòng)下，我省大豆的種植面積逐年猛增。同時(shí)對(duì)大豆的選種、出口、加工的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)也越來(lái)越嚴(yán)格。
[0003]日美等發(fā)達(dá)國(guó)家率先在糧食籽粒檢測(cè)方面展開研究。Zayas等利用計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)從小麥籽粒圖片中提取出形態(tài)學(xué)特征參數(shù)，應(yīng)用這些特征區(qū)分小麥的品種及非小麥成分。LiaoK.等將玉米籽粒圖像用34個(gè)特征參數(shù)作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入變量，可將籽粒形態(tài)分為5類，經(jīng)過(guò)學(xué)習(xí)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)完整籽粒分類的準(zhǔn)確率達(dá)93%。Nair M.等基于形態(tài)參數(shù)和彩色參數(shù)研究了小麥表面污點(diǎn)的檢測(cè)技術(shù)。在單獨(dú)使用形態(tài)參數(shù)時(shí)，識(shí)別準(zhǔn)確率為89.4% ;在單獨(dú)使用彩色參數(shù)時(shí)，識(shí)別準(zhǔn)確率為71.4% ;在結(jié)合形態(tài)參數(shù)和彩色參數(shù)時(shí)，識(shí)別準(zhǔn)確率為93.2%。Cardarelli等研究了稻米破損粒的檢測(cè)技術(shù)，提出了以R、G、B分量的均值作為判別參數(shù)，對(duì)三種稻米破損籽粒的識(shí)別準(zhǔn)確率均達(dá)到80%以上。Paliwal等研究了不同品種小麥的識(shí)別技術(shù)，基于彩色參數(shù)和傅立葉描述子，利用最小距離分類器，對(duì)五種加拿大小麥的識(shí)別準(zhǔn)確率分別為100%、94%、93%、99%和95%。Steenhoek等研究了玉米霉變粒、破損粒的檢測(cè)技術(shù)。直接將原始圖像的R、G、B像素值作為特征參數(shù)，采用概率神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類器，識(shí)別準(zhǔn)確率達(dá)到了 92%。Chtioui Y.等提出了用Rough sets理論作為模式分類工具通過(guò)計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)來(lái)評(píng)價(jià)蠶豆品質(zhì)的方法。這一理論提出用兩種不同的離散方法來(lái)區(qū)分合格、破損、過(guò)小、異類蠶豆和石頭。利用從彩色圖像中提取的35個(gè)特征參數(shù)進(jìn)行分類，分類結(jié)果與判別分析統(tǒng)計(jì)分類結(jié)果相比有較好的一致度。Tahir等基于機(jī)器視覺研究了三種小麥中不同水分含量和顏色、構(gòu)造特性、形態(tài)學(xué)特性的關(guān)系，得出散裝谷物與單個(gè)去殼谷物相比顏色、構(gòu)造特性與水分的關(guān)系明顯。
[0004]大豆籽粒的篩選是農(nóng)業(yè)部實(shí)施大豆振興計(jì)劃中的重要指標(biāo)，上述檢測(cè)方法均不能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，工作人員不能夠?qū)Υ蠖棺蚜５暮Y選過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明是為了解決在大豆籽粒的篩選過(guò)程中，不能夠?qū)Υ蠖棺蚜５暮Y選過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的問(wèn)題，進(jìn)而提供了一種實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大豆籽粒精選的裝置。
[0006]實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大豆籽粒精選的裝置，它包括變頻器9、異步電機(jī)10、進(jìn)種器11、光電傳感器1、單片機(jī)2、智能攝像頭3、步進(jìn)電機(jī)控制器4、步進(jìn)電機(jī)5、運(yùn)送帶6、暗箱7、第一吹氣
筒a、第二吹氣筒b、第一氣泵和第二氣泵；
[0007]變頻器9接入三相電源，所述變頻器9電源信號(hào)輸出端連接異步電機(jī)10的電源信號(hào)輸入端；所述異步電機(jī)10帶動(dòng)進(jìn)種器11工作；
[0008]進(jìn)種器11的出種口 8位于運(yùn)送帶6的上方，所述運(yùn)送帶6水平設(shè)置，且運(yùn)送帶6設(shè)直在暗箱7中；位于運(yùn)送帶6末端的暗箱7上開有出種口 8 ；
[0009]智能攝像頭3懸掛在暗箱7上，且所述智能攝像頭3的拍攝面面向傳送帶；第一吹氣筒a和第二吹氣筒b相互平行設(shè)置，且均位于運(yùn)送帶6的側(cè)面；
[0010]步進(jìn)電機(jī)5接入三相電源，用于帶動(dòng)傳動(dòng)帶6工作；第一氣泵用于給第一吹氣筒a提供氣體；第二氣泵用于給第二吹氣筒a提供氣體；
[0011]光電傳感器I的檢測(cè)信號(hào)輸出端連接單片機(jī)2的檢測(cè)信號(hào)輸入端；智能攝像頭3的控制信號(hào)輸出端連接單片機(jī)2的控制信號(hào)輸入端，所述單片機(jī)2的第一氣泵控制信號(hào)輸出端連接第一氣泵的控制信號(hào)輸入端，單片機(jī)2的第二氣泵控制信號(hào)輸出端連接第二氣泵的控制信號(hào)輸入端，單片機(jī)2的步進(jìn)電機(jī)控制信號(hào)輸出端連接步進(jìn)電機(jī)控制器4的控制信號(hào)輸入端，所述步進(jìn)電機(jī)控制器4的控制信號(hào)輸出端連接步進(jìn)電機(jī)5的控制信號(hào)輸入端。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明采用智能攝像機(jī)對(duì)大豆籽粒的篩選進(jìn)行全過(guò)程實(shí)時(shí)監(jiān)控，利用單片機(jī)系統(tǒng)對(duì)大豆籽粒的篩選進(jìn)行有效地控制，從而達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的目的。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大豆籽粒精選的裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)圖；
[0014]圖2為實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大豆籽粒精選的裝置的電氣部分的原理框圖；
[0015]圖3為實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大豆籽粒精選的裝置中進(jìn)種器部分的電氣原理框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]【具體實(shí)施方式】一:下面結(jié)合圖1和圖2說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大豆籽粒精選的裝置，它包括變頻器9、異步電機(jī)10、進(jìn)種器11、光電傳感器1、單片機(jī)2、智能攝像頭3、步進(jìn)電機(jī)控制器4、步進(jìn)電機(jī)5、運(yùn)送帶6、暗箱7、第一吹氣筒a、第二吹氣筒b、第一氣泵和第二氣泵；
[0017]變頻器9接入三相電源，所述變頻器9電源信號(hào)輸出端連接異步電機(jī)10的電源信號(hào)輸入端；所述異步電機(jī)10帶動(dòng)進(jìn)種器11工作；
[0018]進(jìn)種器11的出種口 8位于運(yùn)送帶6的上方，所述運(yùn)送帶6水平設(shè)置，且運(yùn)送帶6設(shè)直在暗箱7中；位于運(yùn)送帶6末端的暗箱7上開有出種口 8 ；
[0019]智能攝像頭3懸掛在暗箱7上，且所述智能攝像頭3的拍攝面面向傳送帶；第一吹氣筒a和第二吹氣筒b相互平行設(shè)置，且均位于運(yùn)送帶6的側(cè)面；
[0020]步進(jìn)電機(jī)5接入三相電源，用于帶動(dòng)傳動(dòng)帶6工作；第一氣泵用于給第一吹氣筒a提供氣體；第二氣泵用于給第二吹氣筒a提供氣體；
[0021]光電傳感器I的檢測(cè)信號(hào)輸出端連接單片機(jī)2的檢測(cè)信號(hào)輸入端；智能攝像頭3的控制信號(hào)輸出端連接單片機(jī)2的控制信號(hào)輸入端，所述單片機(jī)2的第一氣泵控制信號(hào)輸出端連接第一氣泵的控制信號(hào)輸入端，單片機(jī)2的第二氣泵控制信號(hào)輸出端連接第二氣泵的控制信號(hào)輸入端，單片機(jī)2的步進(jìn)電機(jī)控制信號(hào)輸出端連接步進(jìn)電機(jī)控制器4的控制信號(hào)輸入端，所述步進(jìn)電機(jī)控制器4的控制信號(hào)輸出端連接步進(jìn)電機(jī)5的控制信號(hào)輸入端。
[0022]工作原理:
[0023]單片機(jī)2接收智能攝像頭3發(fā)送的豆粒圖像信息，根據(jù)豆粒圖像信息獲得豆粒的特征參數(shù)，對(duì)豆粒的特征參數(shù)進(jìn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析，根據(jù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析后的結(jié)果判斷豆粒的質(zhì)量，控制第一吹氣筒a將灰斑或蟲蝕的豆粒吹落，控制第二吹氣筒b將霉變的豆粒吹落。
[0024]【具體實(shí)施方式】二:本實(shí)施方式對(duì)【具體實(shí)施方式】一所述的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大豆籽粒精選的裝置作進(jìn)一步限定，本實(shí)施方式中，智能攝像頭3的型號(hào)為VC2065/E。
[0025]本實(shí)施方式中，智能攝像頭3可脫離PC機(jī)獨(dú)立工作，內(nèi)部含有可編程控制的高性能DSP，集成RS-232硬件接口與單片機(jī)進(jìn)行串口數(shù)據(jù)傳輸。
[0026]【具體實(shí)施方式】三:本實(shí)施方式對(duì)【具體實(shí)施方式】一所述的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大豆籽粒精選的裝置作進(jìn)一步限定，本實(shí)施方式中，運(yùn)送帶6的傳送速度為40cm/s。
[0027]【具體實(shí)施方式】四:本實(shí)施方式對(duì)【具體實(shí)施方式】二所述的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大豆籽粒精選的裝置作進(jìn)一步限定，本實(shí)施方式中，運(yùn)送帶6的厚度為2mm。
[0028]【具體實(shí)施方式】五:本實(shí)施方式對(duì)【具體實(shí)施方式】一所述的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大豆籽粒精選的裝置作進(jìn)一步限定，本實(shí)施方式中，進(jìn)種器11的型號(hào)為2QXP-1。
【權(quán)利要求】
1.實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大豆籽粒精選的裝置，其特征在于:它包括變頻器(9)、異步電機(jī)(10)、進(jìn)種器(11)、光電傳感器(I)、單片機(jī)(2)、智能攝像頭(3)、步進(jìn)電機(jī)控制器(4)、步進(jìn)電機(jī)(5)、運(yùn)送帶(6)、暗箱(7)、第一吹氣筒(a)、第二吹氣筒(b)、第一氣泵和第二氣泵； 變頻器(9)接入三相電源，所述變頻器(9)電源信號(hào)輸出端連接異步電機(jī)(10)的電源信號(hào)輸入端；所述異步電機(jī)(10)帶動(dòng)進(jìn)種器(11)工作； 進(jìn)種器(11)的出種口( 8 )位于運(yùn)送帶(6 )的上方，所述運(yùn)送帶(6 )水平設(shè)置，且運(yùn)送帶(6)設(shè)置在暗箱(7)中；位于運(yùn)送帶(6)末端的暗箱(7)上開有出種口(8)； 智能攝像頭(3)懸掛在暗箱(7)上，且所述智能攝像頭(3)的拍攝面面向傳送帶；第一吹氣筒(a)和第二吹氣筒(b)相互平行設(shè)置，且均位于運(yùn)送帶(6)的側(cè)面； 步進(jìn)電機(jī)(5)接入三相電源，用于帶動(dòng)傳動(dòng)帶(6)工作；第一氣泵用于給第一吹氣筒Ca)提供氣體；第二氣泵用于給第二吹氣筒(a)提供氣體； 光電傳感器(I)的檢測(cè)信號(hào)輸出端連接單片機(jī)(2)的檢測(cè)信號(hào)輸入端；智能攝像頭(3 )的控制信號(hào)輸出端連接單片機(jī)(2)的控制信號(hào)輸入端，所述單片機(jī)(2)的第一氣泵控制信號(hào)輸出端連接第一氣泵的控制信號(hào)輸入端，單片機(jī)(2)的第二氣泵控制信號(hào)輸出端連接第二氣泵的控制信號(hào)輸入端，單片機(jī)(2)的步進(jìn)電機(jī)控制信號(hào)輸出端連接步進(jìn)電機(jī)控制器(4)的控制信號(hào)輸入端，所述步進(jìn)電機(jī)控制器(4)的控制信號(hào)輸出端連接步進(jìn)電機(jī)(5)的控制信號(hào)輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大豆籽粒精選的裝置，其特征在于:智能攝像頭(3)的型號(hào)為VC2065/E。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大豆籽粒精選的裝置，其特征在于:運(yùn)送帶(6)的傳送速度為40cm/s。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大豆籽粒精選的裝置，其特征在于:運(yùn)送帶(6)的厚度為2mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大豆籽粒精選的裝置，其特征在于:進(jìn)種器(11)的型號(hào)為2QXP-1。
【文檔編號(hào)】B07B4/00GK103760163SQ201410037953
【公開日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2014年1月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月26日
【發(fā)明者】房俊龍, 王潤(rùn)濤, 徐惠君, 趙朝陽(yáng), 周薔 申請(qǐng)人:東北農(nóng)業(yè)大學(xué)