一种基于机器视觉的杂草稻种子精选装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于机器视觉的杂草稻种子精选装置，涉及水稻种子筛选技术领域，包括：机架，设置在机架上的种子输送机构和图像采集装置，图像采集装置的图像采集端朝向种子输送机构的种子输送面，机架上相邻图像采集装置还设置有剔除装置，剔除装置固定设置在机架上，种子输送机构、图像采集装置和剔除装置均与控制器电连接。通过种子输送机构对水稻种子进行输送，在输送过程中通过图像采集装置采集水稻种子的图像信息并发送给控制器，控制器确定出水稻种子中的杂草稻种子后，控制剔除装置将杂草稻种子剔除。剔除杂草稻种子后的水稻种子进行直播种植时，由于播种的水稻种子是通过精选后水稻种子，从而可以提高水稻的产量。量。量。

【技术实现步骤摘要】
一种基于机器视觉的杂草稻种子精选装置


[0001]本技术涉及水稻种子筛选
，具体涉及一种基于机器视觉的杂草稻种子精选装置。

技术介绍

[0002]随着农业的不断发展，农业生产作业由传统的人工模式转换为现在的机械模式。比如传统的水稻种植为培育秧苗，然后进行人工插秧或者采用插秧机进行插秧。但是随着农业种植人员的流失，使得水稻种植更多的采用直播的方式种植。
[0003]直播稻虽然种植简单且适合大规模种植，但直播稻对种子的要求也越来越高。由于直播稻是将稻种直接播种到水田中，整个过程中并没有移栽环节，因此无法对秧苗进行二次筛选。但是一般水稻种子中会掺杂杂草稻种子，杂草稻也叫“杂草型稻”或“稻的杂草种系”,是稻田中一种不种自生、没有经济价值的稻，因此水稻种子中掺杂的杂草稻种子影响水稻的产量。
[0004]传统技术中的筛选机大都只能筛出坏种、秕种等，无法从稻种里筛选出杂草稻种子。如果将杂草稻种子连同稻种一起直接播种到田地中，则直接导致水稻的产量降低。因此，如何实现在直播稻种中筛选出杂草稻种子是本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]本技术为了解决上述技术问题，提出了如下技术方案：
[0006]第一方面，本技术实施例提供了一种基于机器视觉的杂草稻种子精选装置，包括：机架，设置在机架上的种子输送机构和图像采集装置，所述图像采集装置的图像采集端朝向所述种子输送机构的种子输送面，所述机架上相邻所述图像采集装置还设置有剔除装置，所述剔除装置固定设置在所述机架上，所述种子输送机构、图像采集装置和剔除装置均与控制器电连接。
[0007]采用上述实现方式，通过种子输送机构对水稻种子进行输送，在输送过程中通过图像采集装置采集水稻种子的图像信息并发送给控制器，控制器确定出水稻种子中的杂草稻种子后，控制剔除装置将杂草稻种子剔除。剔除杂草稻种子后的水稻种子进行直播种植时，由于播种的水稻种子是通过精选后水稻种子，从而可以提高水稻的产量。
[0008]结合第一方面，在第一方面第一种可能的实现方式中，所述种子输送机构包括传送带和设置在所述传送带一端的第一电机，所述第一电机设置有第一电机驱动器，所述第一电机驱动器与所述控制器电连接。第一电机作为传送带的驱动电机，传动带一般设置有一个传动轮和多个从动轮，第一电机的转动输出轴与传动轮固定连接。控制器通过第一电机驱动器控制第一电机的工作，带动传送带运动对水稻种子进行输送。
[0009]结合第一方面第一种可能的实现方式，在第一方面第二种可能的实现方式中，所述图像采集装置包括光罩和相机，所述光罩固定设置在所述机架上，对应所述光罩的传送带罩设在所述光罩下面；所述光罩内侧设置有单射光源，所述相机设置在所述光罩内侧顶
部，所述相机的拍摄端与所述传送带的传输面垂直，所述相机与所述控制器电连接。当待筛选的水稻种子通过传送带输送到光罩内时，控制器控制传送带停止工作，开始图像的采集。光罩内置单射光源使得相机所获得的图像不受外界光的影响，设置在光罩内侧顶部的相机具有无线传输功能，采集的图像信息实时发送给控制器。
[0010]结合第一方面第二种可能的实现方式，在第一方面第三种可能的实现方式中，所述剔除装置设在在所述光罩的第一端一侧，所述光罩的第二端对应设置有排种机构；所述剔除装置包括伸缩杆和吸管，所述伸缩杆一端固定设置在所述机架上，另一端固定设置所述吸管，所述吸管设置方向与所述传送带的传输面垂直。设置在光罩第二端侧的排种机构用于排出水稻种子到到传送带上，输送至图像采集装置，从图像采集装置输出后通过剔除装置将杂草稻种子剔除。具体地，通过伸缩杆控制吸管将杂草稻种子吸走，完成剔除工作。
[0011]结合第一方面第三种可能的实现方式，在第一方面第四种可能的实现方式中，对应所述伸缩杆设置有第二电机和第二电机驱动器，所述吸管设置在伸缩杆上的位置设置有吸取装置，所述第二电机驱动器和所述吸取装置均与所述控制器电连接。控制器通过第二电机驱动器控制第二电机工作实现伸缩杆的伸长或缩短，设置在伸缩杆上的吸取装置产生一定的吸力，通过吸管将杂草稻种子吸走剔除。
[0012]结合第一方面第四种可能的实现方式，在第一方面第五种可能的实现方式中，所述吸取装置包括腔体，所述腔体固定设置在所述伸缩杆上，所述腔体设置有进气口和出气口，所述腔体内设置有滤网、风机和步进电机，所述滤网设置在靠近所述进气口的位置，所述步进电机的转动输出轴与所述风机的转轴固定连接。进气口与滤网之间的空间为集种器，用于存储暂时吸取的杂草种子。设置在滤网一侧的步进电机带动风机转动形成单向气流，从进气口吸气，从出气口排出。设置滤网一方面组织了杂草稻种子的通过，还可以避免其他杂质进入到风机中。进气口设置在腔体的边缘位置，这样可以使得吸进的杂草稻种子从吸入后落到另一侧，实现集种器内暂时存储，避免杂草稻种子从吸气口回落。
[0013]结合第一方面第三种可能的实现方式，在第一方面第六种可能的实现方式中，所述排种机构包括种箱和导种板，所述种箱固定设置在所述机架上，所述导种板的一端设置在所述种箱的种子排出口位置，另一端靠近所述传送带。种箱内的水稻种子从种子排出口排出后，沿着导种板输送到传送带上，采用排种板可以提高水稻种子落到传送带上的稳定性，降低了种子洒落的风险。
[0014]结合第一方面第六种可能的实现方式，在第一方面第七种可能的实现方式中，所述种箱内设置有排种器，对应所述排种器设置有第三电机，所述第三电机的转动输出轴与所述排种器的转轴固定连接；对应所述第三电机设置有第三电机驱动器，所述第三电机驱动器与所述控制器电连接。控制器通过第三电机驱动器控制第三电机工作，第三电机工作带动排种器工作。排种器在第三电机的带动下将种箱中的种子通过导种板将水稻种子撒在传送带上，完成撒种。
[0015]第二方面，本技术实施例提供了一种基于机器视觉的杂草稻种子精选方法，采用第一方面或第一方面任一可能实现方式所述的基于机器视觉的杂草稻种子精选装置，所述方法包括：当水稻种子通过种子输送机构输送到图像采集装置中时，控制器控制种子输送装置停止；图像采集装置通过图像采集端对水稻种子进行采集并发送给控制器处理；控制器处理发送来的图像后确定出输送的水稻种子中的杂草稻种子并确定其位置；杂草稻
种子确定完毕后，控制种子输送机构运行，当到达剔除装置工作范围时再次控制种子输送装置停止；控制器控制剔除装置将确定出的杂草稻种子进行剔除。
[0016]结合第二方面，在第二方面第一种可能的实现方式中，所述控制器处理发送来的图像后确定出输送的水稻种子中的杂草稻种子并确定其位置，包括：将水稻种子的图像转换成灰度值在0
‑
255之间的灰度图像；采用高斯滤波法降低图像在采集过程中受到各种噪声源的干扰，同时保护图像边缘信息；通过形态学运算将图像变得平滑，再利用Canny边缘检测算子对滤波后的待测物图像进行边缘检测，得到待测物边缘图像；采用最小外接矩阵算法来获取最小外界矩阵的宽和高，从而获取水稻种子的长和宽；采用contourA本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于机器视觉的杂草稻种子精选装置，其特征在于，包括：机架，设置在机架上的种子输送机构和图像采集装置，所述图像采集装置的图像采集端朝向所述种子输送机构的种子输送面，所述机架上相邻所述图像采集装置还设置有剔除装置，所述剔除装置固定设置在所述机架上，所述种子输送机构、图像采集装置和剔除装置均与控制器电连接；所述种子输送机构包括传送带和设置在所述传送带一端的第一电机，所述第一电机设置有第一电机驱动器，所述第一电机驱动器与所述控制器电连接；所述图像采集装置包括光罩和相机，所述光罩固定设置在所述机架上，对应所述光罩的传送带罩设在所述光罩下面；所述光罩内侧设置有单射光源，所述相机设置在所述光罩内侧顶部，所述相机的拍摄端与所述传送带的传输面垂直，所述相机与所述控制器电连接；所述剔除装置设在所述光罩的第一端一侧，所述光罩的第二端对应设置有排种机构；所述剔除装置包括伸缩杆和吸管，所述伸缩杆一端固定设置在所述机架上，另一端固定设置所述吸管，所述吸管设置方向与所述传送带的传输面垂直。2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘双喜，刘印增，黄信诚，张正辉，白壮壮，李宗泳，马博，孙经纬，王熠，
申请(专利权)人：山东农业大学，
类型：新型
国别省市：