一种花生发芽智能培育装置及培育方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种花生发芽智能培育装置及培育方法，培育装置包括挑选装置，挑选装置内设置有挑选腔，挑选腔的一侧开口，挑选腔内设置有挑选装置，挑选装置的上方设置有高光谱CCD相机，挑选腔的一侧开口处与种子培育装置连接，种子培育装置与筛分花生发芽情况的筛分装置连接，筛分装置的下方设置有若干盛装不同发芽情况的收纳盘，筛分装置上安装有Basler视觉相机，Basler视觉相机和高光谱CCD相机均与Raspberry Pi 3B+控制器电连接。培育方法包括步骤S1

【技术实现步骤摘要】
一种花生发芽智能培育装置及培育方法


[0001]本专利技术涉及花生种子培育
，具体涉及一种花生发芽智能培育装置及培育方法。

技术介绍

[0002]种子是种子作物的繁殖体，种子的萌发与否对其繁衍及引种栽培起到至关重要的作用。种子萌发是植物生长最为重要的阶段，其受到自身生长特性、生物学特征以及环境因素等诸多因素综合影响，其中环境的温度和湿度是影响种子发芽的主要原因。
[0003]花生由于其作为油脂和蛋白等营养物质的重要来源，在科研及生产领域存在广泛应用。花生种子在储存过程中其种子活力会不断下降，活力过低的花生种子难以发芽，播种前及时并准确地对种子活力进行检测筛选对花生种子在其科研及生产领域具有重大意义。荧光光谱技术具有速度快、无损、高效等特点，现已开始用于农业加工及生产领域，此技术可对花生种子活力进行快速无损检测，用于花生种子发芽科学研究。研究表明，温度和湿度是影响花生发芽生长的主要指标。在花生种子发芽培育时改变其环境的温度和湿度，可求得其发芽率及发芽势最高的一组环境参数。如今，计算机视觉技术在农业工程领域现已展开了广泛的运用。准确地测定种子发芽率、幼苗长度及形态特征，有助于精确地评估种子质量。通常发芽长度影响其根芽茁壮程度，同时也将影响其后续出苗，花生种子发芽后，利用图像处理技术对发芽长度进行判别，检测发芽质量。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的上述不足，本专利技术提供了一种花生发芽智能培育装置及培育方法。
[0005]为达到上述专利技术目的，本专利技术所采用的技术方案为：
[0006]提供一种花生发芽智能培育装置及培育方法，其包括挑选装置，挑选装置内设置有挑选腔，挑选腔的一侧开口，挑选腔内设置有挑选装置，挑选装置的上方设置有高光谱CCD相机，挑选腔的一侧开口处与种子培育装置连接，种子培育装置与筛分花生发芽情况的筛分装置连接，筛分装置的下方设置有若干盛装不同发芽情况的收纳盘，筛分装置上安装有Basler视觉相机，Basler视觉相机和高光谱CCD相机均与Raspberry Pi 3B+控制器电连接。
[0007]进一步地，挑选装置包括圆形的挑选盘，挑选盘上设置有若干圆周分布的通孔，每个通孔的下端均设置有第一阀门，挑选盘的中部固定在挑选电机的转轴上，挑选腔的上端设置有加料管，加料管设置在通孔的上方，且加料管延伸到挑选装置的上端，加料管的上端设置有加料斗，加料管的下端设置有第二阀门，挑选盘的一侧伸出挑选腔的开口处，且挑选盘的伸出部分位于培育装置的上方，挑选电机、第一阀门和第二阀门均与Raspberry Pi 3B+控制器电连接。
[0008]进一步地，挑选腔的底部设置有隔板，隔板设置在挑选盘的下方，高光谱CCD相机
的两侧均设置有漫反射灯，漫反射灯与Raspberry Pi 3B+控制器电连接。
[0009]进一步地，种子培育装置包括培育箱，培育箱的上端开口，培育箱位于开口的下方，培育箱的底部设置有半导体制冷片，培育箱的侧面设置有热风机和雾化水箱，培育箱内设置有温湿度传感器，半导体制冷片、热风机、雾化水箱和温湿度传感器均与Raspberry Pi 3B+控制器电连接。
[0010]进一步地，培育箱的上端设置有可折叠打开和关闭的折叠盖。
[0011]进一步地，筛分装置包括负压箱，负压箱上安装有鼓风机，负压箱通过若干输送管与培育箱的底部连接，且输送管与培育箱的连接位置高于输送管与负压箱的连接位置，输送管与负压箱的连接位置处设置有三通阀，鼓风机和三通阀均与Raspberry Pi 3B+控制器电连接。
[0012]进一步地，三通阀的下方设置有水平放置的六叶架，六叶架包括六块成圆周分布的六叶板，六叶架的中心与筛分电机的转轴连接，六叶架的下方设置有筛分板，筛分板固定在移动机构上，筛分板的下方设置有若干收纳盘，筛分板的上方设置Basler视觉相机，且Basler视觉相机安装在负压箱的底部，六叶架上通过若干分割板分割成与若干三通阀对应的储料隔间，筛分电机与Raspberry Pi 3B+控制器电连接。
[0013]进一步地，筛分板上开始有若干筛分孔，每个筛分孔的下方均设置有相互叠加的第一挡板和第二挡板，第二挡板设置在第一挡板的下方，若干筛分孔均匀分布，位于同竖列的第一挡板固定在同一根伸缩管上，伸缩管套在驱动杆上，且伸缩管与驱动杆螺纹配合连接，驱动杆安装在驱动电机的转轴上；位于同一横排的第二挡板固定在同一根旋转杆上，旋转杆的端部固定在旋转电机的转轴上，旋转电机和驱动电机均与Raspberry Pi 3B+控制器电连接。
[0014]提供一种采用上述花生发芽智能培育装置及培育方法对花生种子进行培育的方法，其包括以下步骤：
[0015]S1：将花生种子从加料斗上方加入，打开第二阀门，挑选盘转动，待花生种子落入挑选盘上的通孔内，第二阀门关闭；
[0016]S2：漫反射灯打开提供漫反射光源，高光谱CCD相机拍摄花生种子的图片，提取花生种子轮廓特征，作为感兴趣的ROI区域；
[0017]S3：提取感兴趣的ROI区域的波长及对应光谱特性条件下反射率的ASCII数据信息；
[0018]S4：设定能发芽的花生种子为标签1，不能发芽的的花生种子为标签0；
[0019]S5：将花生种子的ASCII数据信息的荧光光谱数据拆分并转化为矩阵X和Y：
[0020]X1×
n
＝[a
11 a
12
ꢀ…
a
1n
][0021][0022]其中，X1×
n
为荧光光谱波段矩阵，其范围为400～1000，a
11
～a
1n
为荧光光谱波段的数值。Y
m
×
(n+1)
为花生种子的反射率及标签矩阵，b1×
(n+1)
～b
m
×
(n+1)
为花生种子的标签类型，包括0和1两个数。b
11
～b
mn
为花生种子的荧光光谱反射率值，m为花生种子的序号，n为特征波段值的序号；
[0023]S6：将花生种子的标签平均值将作为节点分裂的标准，建立节点分裂标准模型：
[0024][0025]其中，b
ji
为第j个花生种子的第i个特征波段值，m为花生种子的序号，x
jm
为花生种子的节点分裂标准；
[0026]S7：计算花生种子是否发芽的结果：
[0027][0028][0029]其中，为第j个花生种子的第r个特征波段值，为花生种子的节点分裂标准，为是否发芽的结果，为第j个花生种子的第r个特征波段反射率值；
[0030]S8：若该种子预测为可以发芽，第一阀门转动到培育箱上的上端时打开，花生种子落入培育箱内；否则挑选盘多旋转半圈时，第一阀门打开，不可以发芽的种子落在挑选腔内侧；
[0031]S9：通过折叠盖将培育箱的上端关闭，将培育箱内调至花生种子适合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种花生发芽智能培育装置及培育方法，其特征在于，包括挑选装置，所述挑选装置内设置有挑选腔，所述挑选腔的一侧开口，所述挑选腔内设置有挑选装置，所述挑选装置的上方设置有高光谱CCD相机，所述挑选腔的一侧开口处与种子培育装置连接，所述种子培育装置与筛分花生发芽情况的筛分装置连接，所述筛分装置的下方设置有若干盛装不同发芽情况的收纳盘，所述筛分装置上安装有Basler视觉相机，所述Basler视觉相机和高光谱CCD相机均与Raspberry Pi 3B+控制器电连接。2.根据权利要求1所述的花生发芽智能培育装置及培育方法，其特征在于，所述挑选装置包括圆形的挑选盘，所述挑选盘上设置有若干圆周分布的通孔，每个所述通孔的下端均设置有第一阀门，所述挑选盘的中部固定在挑选电机的转轴上，所述挑选腔的上端设置有加料管，所述加料管设置在通孔的上方，且加料管延伸到挑选装置的上端，所述加料管的上端设置有加料斗，所述加料管的下端设置有第二阀门，所述挑选盘的一侧伸出挑选腔的开口处，且挑选盘的伸出部分位于培育装置的上方，所述挑选电机、第一阀门和第二阀门均与Raspberry Pi 3B+控制器电连接。3.根据权利要求2所述的花生发芽智能培育装置及培育方法，其特征在于，所述挑选腔的底部设置有隔板，所述隔板设置在挑选盘的下方，所述高光谱CCD相机的两侧均设置有漫反射灯，所述漫反射灯与Raspberry Pi 3B+控制器电连接。4.根据权利要求1所述的花生发芽智能培育装置及培育方法，其特征在于，所述种子培育装置包括培育箱，所述培育箱的上端开口，所述培育箱位于开口的下方，所述培育箱的底部设置有半导体制冷片，所述培育箱的侧面设置有热风机和雾化水箱，所述培育箱内设置有温湿度传感器，所述半导体制冷片、热风机、雾化水箱和温湿度传感器均与Raspberry Pi 3B+控制器电连接。5.根据权利要求4所述的花生发芽智能培育装置及培育方法，其特征在于，所述培育箱的上端设置有可折叠打开和关闭的折叠盖。6.根据权利要求1所述的花生发芽智能培育装置及培育方法，其特征在于，所述筛分装置包括负压箱，所述负压箱上安装有鼓风机，所述负压箱通过若干输送管与培育箱的底部连接，且输送管与培育箱的连接位置高于输送管与负压箱的连接位置，所述输送管与负压箱的连接位置处设置有三通阀，所述鼓风机和三通阀均与Raspberry Pi 3B+控制器电连接。7.根据权利要求6所述的花生发芽智能培育装置及培育方法，其特征在于，所述三通阀的下方设置有水平放置的六叶架，所述六叶架包括六块成圆周分布的六叶板，所述六叶架的中心与筛分电机的转轴连接，所述六叶架的下方设置有筛分板，所述筛分板固定在移动机构上，所述筛分板的下方设置有若干收纳盘，所述筛分板的上方设置Basler视觉相机，且Basler视觉相机安装在负压箱的底部，所述六叶架上通过若干分割板分割成与若干三通阀对应的储料隔间，所述筛分电机与Raspberry Pi 3B+控制器电连接。8.根据权利要求6所述的花生发芽智能培育装置及培育方法，其特征在于，所述筛分板上开始有若干筛分孔，每个所述筛分孔的下方均设置有相互叠加的第一挡板和第二挡板，所述第二挡板设置在第一挡板的下方，若干所述筛分孔均匀分布，位于同竖列的第一挡板固定在同一根伸缩管上，所述伸缩管套在驱动杆上，且伸缩管与驱动杆螺纹配合连接，所述驱动杆安装在驱动电机的转轴上；位于同一横排的所述第二挡板固定在同一根旋转杆上，
所述旋转杆的端部固定在旋转电机的转轴上，所述旋转电机和驱动电机均与Raspberry Pi 3B+控制器电连接。9.一种采用权利要求1
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【专利技术属性】
技术研发人员：邹志勇，陈杰，许丽佳，王玉超，龙涛，周曼，王玥，
申请(专利权)人：四川农业大学，
类型：发明
国别省市：