[發明專利]一種種子質量的快速檢測系統

在審

• 申請號: 202210314117.1
• 申請日: 2022-03-28
• 公開（公告）號: CN114858799A
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 范曉飛;趙建軍;王林柏;周玉宏;張博;姚竟發;劉景艷;孫磊;索雪松;張君;宋暢
• 申請（專利權）人: 河北農業大學
• 主分類號: G01N21/84
• 分類號: G01N21/84;G01N21/25;G01N21/27;G06V10/80;G06V10/82;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 北京眾澤信達知識產權代理事務所(普通合伙) 11701
• 代理人: 周振

本發明屬于玉米技術領域，尤其是一種種子質量的快速檢測系統，針對無法快速高效的對玉米種子進行質量檢測的問題，現提出以下方案，包括。本發明中，包括檢測系統，所述檢測系統包括模型建立和質量檢測，所述模型建立包括玉米種子圖像數據的采集、數據的標注、四通道(RGB+NIR)圖像的數據增強、改進型YOLOv4模型的訓練和最終的目標檢測模型，所述質量檢測包括控制器、四通道多光譜相機、計算機和玉米種子外觀質量的檢測，所述最終的目標檢測模型與計算機之間電性連接，本發明可以快速無損的將一批玉米種子進行快速的檢測，獲取種子的外觀缺陷率，同時獲取每一粒種子的表型參數。

技術領域

本發明涉及玉米技術領域，尤其涉及一種種子質量的快速檢測系統。

背景技術

玉米是世界上第三大糧食作物，其種植面積僅次于小麥和水稻。當前我國玉米種植面積達到6.4億畝以上，在我國農業生產當中扮演著十分重要的角色，其對提高農民的收入和促進經濟發展帶來了重要的作用，玉米在進行種植時，需要對其種子質量進行檢測。

當前對玉米種子質量檢測的方法有對玉米籽粒的形態和顏色進行的傳統檢測鑒定方法、對種子DNA圖譜鑒定法、近紅外光譜法、熒光化學法等理化檢測鑒定方法。其中傳統的檢測鑒定方法其周期較長、受環境、人為等因素的影響較大，檢測的準確性通常很難實現穩定的狀態，很難實現普及。而理化的檢測鑒定方法需要在實驗室的條件下進行，其檢測是耗時較短，識別的準確性較高，但是檢測過程較為復雜、過程較為繁瑣、儀器設備較為復雜、檢測成本較高，因此對高通量的玉米種子質量的檢測也不適用，針對這一現狀，本發明提出了一種種子質量的快速檢測系統。

發明內容

基于種子質量檢測無法快速高效的對玉米種子進行質量檢測的技術問題，本發明提出了一種種子質量的快速檢測系統。

本發明提出的一種種子質量的快速檢測系統，包括檢測系統，所述檢測系統包括模型建立和質量檢測，所述模型建立包括玉米種子圖像數據的采集、數據的標注、四通道(RGB+NIR)圖像的數據增強、改進型YOLOv4模型的訓練和最終的目標檢測模型，所述質量檢測包括控制器、四通道多光譜相機、計算機和玉米種子外觀質量的檢測，所述最終的目標檢測模型與計算機之間電性連接。

優選地，所述改進型YOlOv4模型的訓練主干網絡為輕量級的Mobil eNetV1。

通過上述技術方案：本文將原始的Yolov4主干網絡CSPDarknet53替換為輕量級的Mobil eNetV1，模型的總參數量變為原始模型的約20％，確保精度的前提下，大幅度減少了模型的總參數量。

優選地，所述最終的目標檢測模型增加了兩個SPP結構。

通過上述技術方案：增加了兩個SPP結構，融合了更多的特征圖的全局特征，更好的增加了卷積核的感受野，并提取出上下位的重要信息，提升了目標檢測的準確率。

優選地，所述四通道多光譜相機為四通道的CCD多光譜相機。

通過上述技術方案：使用四通道的多光譜圖像，為卷積神經網絡模型提供了更多的特征信息，提升了模型的檢測能力。

優選地，所述四通道多光譜相機包括拍照設備，所述拍照設備包括暗箱，所述暗箱的頂部固定設置有光源控制器，所述暗箱的內壁固定連接有支撐機構，且支撐機構的外壁固定設置有拍照機構，所述暗箱的四周內壁底部位置設置有載物臺。

通過上述技術方案：將玉米種子放到載物臺上，光源控制器將光源固定，通過計算機將四通道多光譜的圖像進行采集，把采集到的數據傳送到計算機中。

優選地，所述拍照機構的底部設置有環形白光源，且環形白光源的外壁固定設置有環形近紅外光源。

通過上述技術方案：利用環形白光源和環形近紅外光源，增加玉米種子的拍照效果。

優選地，所述載物臺內設置有白色背光源。