[發明專利]一種固體籽粒的自動檢測與分選系統及方法

有效

• 申請號: 201310520410.4
• 申請日: 2013-10-29
• 公開（公告）號: CN103521465A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 陳紹江;李衛軍;董肖莉;劉金;覃鴻;郭婷婷;田震;張麗萍;張垚
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所;中國農業大學
• 主分類號: B07C5/342
• 分類號: B07C5/342
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 任巖

技術領域

本發明屬于現代農業裝備技術領域，涉及一種固體籽粒的自動檢測與分選系統及方法。

背景技術

“國以民為本，民以食為天，食以安為先”。食品食材、藥品藥材直接關系著人民群眾的身體健康和生命安全，確保食品和藥品的安全就是最大的民生。然而，當前我國出現了種種食品藥品安全問題，這不僅影響了政府的公信度，還嚴重損害了人民的利益，給人民群眾的生理和心里帶來了極大的傷害，完善食品藥品安全保障體系是國家發展和社會文明進步的重要標志。

農作物原材料的安全是保障食品藥品安全的第一步。生活中大部分的食品藥品原材料都是以固體籽粒的形式存在的，比如糧食作物中的大豆、花生、玉米、麥仁，藥物作物中的冬青、枸杞、丹參、芡實等等。而這些農作物原材料不可避免的要進行雜質篩選、品種分類、質量檢測等工序。因此，快速有效的檢測以及分選農作物固體籽粒，不僅可以保障食品藥品的安全性，而且可以提高農副產業的效益。

目前，國內對固體籽粒進行分選的系統還普遍存在一些問題。例如，針對玉米籽粒單倍體的分選系統，據專利CN102213685A所述，采用核磁共振裝置檢測油份的方法，雖然可以獲得很好的檢測和分選效果，但是鑒別速度仍有待提高的空間，并且儀器造價昂貴，難以面向大眾用戶普及；根據CN201789739中所述，采用圖像處理方法區分單倍體，則需要人工預先擺正玉米籽粒胚面，不能連續自動化作業，同樣費時費力。由此，真正能呈現固體籽粒運動過程中的多姿態、全自動、高通量的識別分選裝置還未見報道。

盡管，在可見光范圍，通過攝像機拍攝，計算機視覺處理方式進行食品藥物檢測的方式已經廣泛應用，但是現有的固態籽粒分選系統檢測技術單一化，并未加入紅外攝像機或者微型圖像光譜儀等多種測試手段。

發明內容

(一)要解決的技術問題

有鑒于此，本發明針對國內外缺少能呈現固體籽粒多姿態的自動分選裝置的問題，提出了一種固體籽粒的自動檢測與分選系統及方法。

(二)技術方案

為達到上述目的，本發明提供了一種固體籽粒的自動檢測與分選系統，該系統包括傳動部件1、斜面翻滾部件2、信號采集與處理部件3和籽粒分選部件4，其中傳動部件1具有多個傳動通道，斜面翻滾部件2具有多個傳輸通道，傳動部件1的傳動通道的末端連接于斜面翻滾部件2的傳輸通道的前端，斜面翻滾部件2的傳輸通道的末端連接于籽粒分選部件4，信號采集與處理部件3安置于斜面翻滾部件2的傳輸通道的上方。

上述方案中，所述傳動部件1是由電機驅動，具有多個傳動通道，每個傳動通道每隔一定時間傳送一顆籽粒至斜面翻滾部件2。優選地，所述傳動部件1是傳送帶。

上述方案中，所述斜面翻滾部件2具有的多個傳輸通道分別對應傳動部件1上的多個傳動通道；所述斜面翻滾部件2的斜面整體與水平面呈一定角度，斜面表面具有凹凸紋理，以利于固體籽粒在下落過程中翻滾，從而產生多種姿態，獲得更多固體籽粒信息。

上述方案中，所述信號采集與處理部件3包括相互連接的信號采集部件與信號處理部件，信號采集部件用于采集固體籽粒在翻滾過程中的信息，信號處理部件用于對信號采集部件采集的固體籽粒信息進行處理與計算，判斷固體籽粒的屬性信息，并向籽粒分選部件4發送該屬性信息。優選地，所述信號處理部件對信號采集部件采集的固體籽粒信息進行處理與計算，判斷固體籽粒的屬性信息，是對信號采集部件采集的固體籽粒信息進行特征提取，使用特征檢測或模式識別方法，通過計算與分析判斷固體籽粒的物理屬性。

上述方案中，所述籽粒分選部件4連接于斜面翻滾部件2的傳輸通道，由對應于翻滾部件多個傳輸通道的多個分選控制器構成，接收來自信號采集與處理部件3中信號處理部件對固體籽粒屬性的分析結果，并按照該分析結果對斜面翻滾部件2的相應傳輸通道中的固體籽粒進行分選。

為達到上述目的，本發明還提供了一種固體籽粒的自動檢測與分選方法，包括：

步驟1：籽粒傳送；固體籽粒被置于傳動部件上，隨著傳動部件的運動，固體籽粒被傳送到斜面翻滾部件；

步驟2：動態信息采集；固體籽粒在斜面翻滾部件中翻滾運動時，信號采集與處理部件采集固體籽粒在翻滾過程中的信息；

步驟3：特征提取與鑒別；信號采集與處理部件對采集的固體籽粒信息進行處理與計算，判斷固體籽粒的屬性信息，并向籽粒分選部件發送該屬性信息；

步驟4：籽粒分選；籽粒分選部件接收到該屬性信息，根據該屬性信息對固體籽粒進行分選。