[发明专利]评估颗粒状物体质量的装置和方法

说明书

本发明涉及到评估颗粒状物体质量的一种装置，可用来分析诸如农产品，粮食产品和工业材料等颗粒状物体的质量。

对于诸如谷物，颗粒，片状电容器和小块等此类颗粒状物体来说，质量评估装置被用来确定异物或是有缺陷的物体，或者是这种物体的大小，计算出物体的混合比例，以及确定产品的质量等级，或是设定质量控制标准。

在日本专利申请公开平9-292344中公开了一种谷物的质量评估装置。所公开的装置能够根据例如正常谷物，不成熟谷物，缺陷或是变色的谷物等质量相关因素计算出谷物的数量。这种质量评估装置具有一个转动的盘，在盘的外围边沿上设有许多采样接收孔，用光来照射采样接收孔中的一粒一粒的采样谷物，并且接收反射光或是透射光。在盘的上面设有用来检测谷物的检测部，并且装有两个光接收元件，用来将垂直反射光量划分成一个长波长分量和一个短波长分量，并且接收各个波长的光，在盘的下面设有用来接收垂直透射光的垂直透射光接收元件，用一个光接收元件接收倾斜的透射光，用来检测谷物中的裂纹。根据这四个光接收元件所接收到的光量计算出评估数据，并且根据上述评估数据和预定的评估算法逐个地确定谷物的质量。

还有另外一种质量评估装置，它通过提取许多采样谷物的图像而获得图像数据，根据图像数据确定单个谷物轮廓，并且根据由这种轮廓和预定的评估算法所确定的谷物的轮廓和颜色来确定谷物的质量。

然而，在日本专利申请公开平9-292344所公开的质量评估装置中，尽管谷物检测部是由用来接收从光源照射谷物所获得的垂直反射光的两个光接收元件，用来接收垂直透射光的一个光接收元件和通过接收倾斜透射光而检测出谷物中的裂纹的一个光接收元件构成的，其结构仍然不能同时从谷物的前面和后面获得光学信息。例如，用来评估未成熟空心谷物或是不成熟谷物的谷物质量的光学信息仅仅是从垂直反射光的频谱比例中获得的，评估仅仅是根据从谷物前面(也就是仅仅从谷物上方所获得的反射光)获得的数据来完成的，而没有考虑到来自谷物后面的数据(也就是从谷物下方获得的反射光量)。虽然很少见，但是仍然有可能会由于异常颜色仅仅出现在谷物的背面或是由于装置的阴影对谷物的影响而不能完成正常评估的情况。

另外，在上述公开文件所公开的质量评估装置中，尽管谷物检测部特别是用来检测颗粒物体裂纹的光接收元件装备有用来接收从谷物的倾斜方向照射的倾斜透射光的一个裂纹检测光接收元件，在检测裂纹时仍然不能获得足够的光学信息。裂纹的谷物是指在谷物的蛋白质中有裂纹。裂纹谷物的程度被划分成五级，具体地说，(1)有一个横向贯穿裂纹的谷物，(2)在一个横面上有两个没有完全贯穿的裂纹的谷物，并且从另一面看来有两个横向裂纹，(3)在一个横面上有三个没有完全贯穿的裂纹的谷物，(4)在任何长度方向上有裂纹的谷物，以及(5)有一种龟壳状裂纹的谷物。在这一现有技术的例子中，由于光学信息是由仅仅一个裂纹检测光接收元件来获取的，有可能忽略另一个面上的裂纹或者是长度方向上的裂纹。

另外，即使是采用后一种结构的质量评估装置，也就是通过提取许多采样谷物的图像而获得图像数据，从谷物的一侧获得光学信息的方式还是不能保持高精确度的质量评估。用这种装置不可能获得对谷物中的裂纹的准确确定。

本发明的目的之一是为克服上述缺点而提供一种质量评估方法和装置，在其中对同时来自颗粒状物体前后两侧的数据进行分析，从而提高质量分析结果的精度，特别是裂纹检测的精度。

按照本发明的一个方面提供了一种用来评估颗粒状物体质量的方法，该方法包括以下步骤：

有选择地从颗粒状物体的前面和背面照射颗粒状物体；

从每个被照射的颗粒状物体的前、后两侧提取一个反射光图像和一个透射光图像；

通过对反射光图像和透射光图像进行图像处理而获得每个颗粒状物体的光学信息；

根据光学信息获得颗粒状物体的形状信息；

根据光学信息和形状信息来确定每个颗粒状物体的质量，颗粒状物体的质量包括完整和不完整的颗粒状物体的质量；

计算每一种质量的颗粒状物体的数量，并且获得每一种质量的颗粒状物体相对于颗粒状物体总数的比例；

通过对光学信息进行处理制备出每一种质量的颗粒状物体的采样图像；以及

同时显示或是打印每一种质量的颗粒状物体各自的数量，每一种质量的颗粒状物体的比例，以及颗粒状物体的采样图像。

每一种质量的采样图像在布置成一种预定的格式之后被显示或是打印，例如是根据颗粒状物体的比例和总数计算出的符合每一种质量的颗粒状物体各自的数量的一种矩阵形式。