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原文传递一种水稻种子内部裂纹在线检测装置及其检测方法

专利名称：	一种水稻种子内部裂纹在线检测装置及其检测方法
摘要：	本发明涉及一种水稻种子内部裂纹在线检测装置及其检测方法。检测装置包括进料模块、传送模块、检测模块、分选模块和控制模块。进料模块包括振动喂料器和溜槽。传送模块包括传送带。传送带上开设有若干均匀分布的沉孔；沉孔底部开设有一通孔。检测模块包括卤素灯光源、光学快门和光纤探头、位置传感器和设置在传送带上方的高光谱成像仪。光纤探头和位置传感器均安装在传送带的上下两层之间。分选模块包括若干储料仓和若干第一高压气体喷嘴。控制模块包括控制器和微处理器。微处理器与高光谱成像仪连接。控制器分别与位置传感器、光学快门交互式连接。本发明能够解决现有技术中存在的不足，实现大批量水稻种子内部裂纹的快速无损在线检测。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	安徽;34
申请人：	中国科学院合肥物质科学研究院
发明人：	汪六三;王儒敬;鲁翠萍;刘洋;孙恒辉;黄伟;王键
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-29T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-13T00:00:00+0800
申请号：	CN201910355754.1
公开号：	CN110231341A
代理机构：	合肥天明专利事务所(普通合伙)
代理人：	奚华保
分类号：	G01N21/88(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	230031 安徽省合肥市蜀山湖路350号
主权项：	1.一种水稻种子内部裂纹在线检测装置，其特征在于：包括进料模块、传送模块、检测模块、分选模块和控制模块；所述进料模块包括振动喂料器和与振动喂料器出口相连的倾斜设置的溜槽；所述传送模块包括传送带；所述传送带上开设有若干均匀分布的沉孔；所述沉孔底部开设有一通孔；所述检测模块包括依次相连的卤素灯光源、光学快门和光纤探头、位置传感器和与光纤探头对应设置的高光谱成像仪；所述光纤探头和位置传感器均安装在传送带的上下两层之间；所述高光谱成像仪设置在传送带的上方；所述分选模块包括安装在传送带一侧下方的若干储料仓和安装在储料仓上方的若干第一高压气体喷嘴；所述控制模块包括控制器和与控制器相连的微处理器；所述控制器的输出端与第一高压气体喷嘴的输入端相连；所述控制器分别与位置传感器、光学快门交互式连接；所述微处理器与高光谱成像仪交互式连接。 2.根据权利要求1所述的一种水稻种子内部裂纹在线检测装置，其特征在于：所述振动喂料器上安装有进料斗；所述进料斗的上端为圆柱形，下端为圆台形。 3.根据权利要求1所述的一种水稻种子内部裂纹在线检测装置，其特征在于：所述溜槽为V型。 4.根据权利要求1所述的一种水稻种子内部裂纹在线检测装置，其特征在于：所述高光谱成像仪外侧罩设有暗箱；所述高光谱成像仪为快照式高光谱成像仪。 5.根据权利要求1所述的一种水稻种子内部裂纹在线检测装置，其特征在于：所述高光谱成像仪的一侧设有第二高压气体喷嘴；所述光纤探头的一侧设有第三高压气体喷嘴；所述第一高压气体喷嘴、第二高压气体喷嘴、第三高压气体喷嘴分别通过管路与空气压缩机相连，且所述空气压缩机的出口处设有空气过滤器；所述第一高压气体喷嘴的输入端、第二高压气体喷嘴的输入端与第三高压气体喷嘴的输入端均与控制器的输出端相连。 6.根据权利要求1所述的一种水稻种子内部裂纹在线检测装置，其特征在于：所述沉孔的形状为椭圆形。 7.根据权利要求1所述的一种水稻种子内部裂纹在线检测装置，其特征在于：所述卤素灯光源的输出端接光学快门的输入端，光学快门的输出端安装有光纤连接头，光纤连接头通过光纤与光纤探头相连；所述位置传感器与光纤探头并行设置。 8.根据权利要求1~7任意一项所述的一种水稻种子内部裂纹在线检测装置的检测方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：（1）将一定量的水稻种子放入进料斗，水稻种子通过进料斗进入到振动喂料器，并在振动喂料器的振动作用下排成线状，然后从振动喂料器滑落到溜槽上，再沿溜槽滑落到传送带上，并依次落入到传送带上的各个沉孔中；（2）落入沉孔中的水稻种子随传送带一起运动，当其中的水稻种子A运动到高光谱成像仪正下方时，位置传感器向控制器发送信号，控制器先控制光学快门关闭，获取高光谱成像仪的暗背景，然后再控制光学快门打开，此时，卤素灯光源输出的光通过光纤探头透射过水稻种子A后进入高光谱成像仪，高光谱成像仪采集光谱图像，并将该光谱图像发送给微处理器；（3）微处理器先对接收到的光谱图像进行处理，然后将处理后的光谱图像输入到深度学习构建的内部裂纹识别模型中进行裂纹识别，得到水稻种子A的裂纹识别结果；（4）水稻种子A随传送带继续向前运动，当运动到传送带的边缘处时，向下滑落；（5）根据水稻种子A的裂纹识别结果，使水稻种子A从传送带上滑落到对应的储料仓中。 9.根据权利要求8所述的水稻种子内部裂纹在线检测装置的检测方法，其特征在于：步骤（3）中所述的“深度学习构建的内部裂纹识别模型”，其构建过程为：选取已知内部裂纹信息的大样本水稻种子，先采用卤素灯光源输出的光透射过大样本水稻种子，再采用高光谱成像仪采集这些大样本水稻种子的高光谱图像，然后将采集的高光谱图像输入深度卷积神经网络，训练深度卷积神经网络，建立深度卷积神经网络模型作为深度学习构建的内部裂纹识别模型。 10.根据权利要求8所述的水稻种子内部裂纹在线检测装置的检测方法，其特征在于：步骤（5）中所述的“根据水稻种子A的裂纹识别结果，使水稻种子A从传送带上滑落到对应的储料仓中”，其具体包括以下步骤：当水稻种子A的裂纹识别结果符合传送带末端正下方的储料仓设定的裂纹特征时，各个第一高压气体喷嘴均关闭，水稻种子A在自身重力的作用下，向下滑落到传送带末端正下方的储料仓中；当水稻种子A的裂纹识别结果不符合传送带末端正下方的储料仓设定的裂纹特征时，而是符合其他储料仓设定的裂纹特征时，微处理器向控制器发送信号，控制器驱动对应的第一高压气体喷嘴打开，第一高压气体喷嘴向从传送带滑落的水稻种子A喷射气体，改变水稻种子A的运动方向，使水稻种子A落入到对应的储料仓中。
所属类别：	发明专利