[發明專利]一種谷物品質實時檢測裝置及方法

在審

• 申請號: 202011038631.4
• 申請日: 2020-09-28
• 公開（公告）號: CN112067616A
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 陳進;張帥;武志平
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: G01N21/85
• 分類號: G01N21/85;G01N21/89;G01N21/88;G06K9/62
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種谷物品質實時檢測裝置及方法，屬于農業智能裝備領域。實時檢測裝置包括流動谷物圖像捕獲裝置、嵌入式處理器以及交互顯示屏，流動谷物圖像捕獲裝置中的谷物流道底板通過固定鐵絲與谷物輸送器的出口固定，谷物流道底板還通過可調節鐵絲與谷物收集倉兩側的松緊螺栓纏繞，實現流動谷物圖像捕獲裝置的安裝；實時檢測過程中，谷物輸送器內的谷物流出，部分谷物被谷物流道下底板截獲，CCD工業相機以固定的周期對流道內進行曝光捕獲圖像，并將圖像傳送至嵌入式處理器中，處理器利用OPENCV以及XGBoost算法對圖像進行處理，獲取谷物的實時品質。本發明適應多種應用場景、不同品種的谷物實時檢測。

技術領域

本發明屬于農業智能裝備領域，具體涉及一種谷物品質實時檢測裝置及方法。

背景技術

中國是農業大國，農業機械化進程已經得到了長足的進展，但是農業機械智能化程度仍然較低，主要原因還是因為以農業為背景的傳感器較少。農業智能傳感器在農業領域的重要性日益顯現出來，并且農業領域對智能傳感器的需求也在逐漸增加。在收獲機械作業時，對收獲谷物的品質檢測一直是一個難題，如何獲取合適的谷物特征以供后續品質檢測成為首要攻克的問題。

視覺檢測由于其無接觸、準確度較高、原理簡單等特點，近年來已經成為一項熱門的檢測手段，但是在農業智能檢測領域中使用較少。目前視覺處理方法已經非常成熟，因此只要能得到合適的谷物圖片，即可解決谷物品質檢測的關鍵問題。但是現有技術中谷物圖片的獲取多采用拍攝的靜置圖片，從而對谷物進行外觀檢測，效率低下、步驟繁瑣，且采集谷物的樣品隨機性不夠，無法滿足谷物品質實時快速的檢測需求。

發明內容

針對現有技術中存在不足，本發明提供了一種谷物品質實時檢測裝置及方法，實現谷物品質實時快速的檢測。

本發明是通過以下技術手段實現上述技術目的的。

一種谷物品質實時檢測裝置，包括流動谷物圖像捕獲裝置、嵌入式處理器以及交互顯示屏，流動谷物圖像捕獲裝置包括CCD工業相機，CCD工業相機與嵌入式處理器進行信號連接，嵌入式處理器與交互顯示屏連接；

所述CCD工業相機固定在相機固定支架內部，相機固定支架固定在谷物流道頂板水平板上方，固定相機固定支架處的谷物流道頂板水平板設有方形開口，靠近方形開口的谷物流道頂板水平板內側固定多個LED光源；谷物流道頂板兩側豎板與谷物流道底板固定連接，谷物流道底板一端的長度比谷物流道頂板水平板的長度大，且該端與谷物輸送器的出口對齊，與該端對應的谷物流道頂板水平板下端焊接有折彎的谷物導流板，谷物導流板的折彎方向遠離谷物輸送器出口，且谷物導流板的折彎角度為45-65°；谷物導流板底端距離谷物流道底板的高度為0.5-1.5cm；

所述CCD工業相機下方固定相機鏡頭；

所述谷物流道底板通過固定鐵絲與谷物輸送器的出口固定，所述谷物流道底板還通過可調節鐵絲與谷物收集倉兩側的松緊螺栓纏繞；

所述流動谷物圖像捕獲裝置的安裝角度α在20°-90°之間。

上述技術方案中，所述相機固定支架下半部一側面上開設有鏡頭調節窗。

上述技術方案中，所述谷物流道底板一端的長度比谷物流道頂板水平板的長度大3-8cm。

上述技術方案中，所述谷物導流板的材質為不銹鋼板。

一種谷物品質實現檢測方法，谷物輸送器內的谷物流出，谷物流道下底板截獲部分谷物，谷物在谷物流道下底板上流動，經過導流板固定流動形態，流至方形開口正下方，CCD工業相機以固定的周期對流道內進行曝光捕獲圖像，并將圖像傳送至嵌入式處理器，嵌入式處理器利用OPENCV以及XGBoost算法對圖像進行處理，獲取谷物的實時品質。

進一步，所述處理器利用OPENCV以及XGBoost算法對圖像進行處理，具體為：