[发明专利]一种彩色双CCD脱绒棉种色选系统及实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种农产品加工领域种子分选机，尤其是一种彩色双CCD脱绒棉种色选系统及实现方法，用于脱绒棉种色选。

背景技术

棉种是棉花生产最基本的生产资料，影响棉花产量的高低和纤维品质的好坏。由于地理环境、气候条件、栽培管理条件和自然灾害等因素的影响，棉种的内在质量和外在质量也千差万别。有的造成棉种成熟度较差，未成熟的红籽，不孕的秕籽及不发芽的死种子增多,导致种子发芽率严重下降。据近几年加工产区抽样结果显示，棉种异色、破籽等不合格种子所占比例高达26%~28%，严重影响了棉种的商品性能。区分不成熟棉种与成熟棉种的最大外观差异是棉种的表面颜色不同，以新疆产区为例，成熟的棉种大都接近黑褐色，而未成熟的棉种大都接近红棕色，另外在棉种的生产过程中还需要避免破籽。目前，剔除红棕色及裂纹破碎种子的手段由人工选种，采用介电、重力、窝眼、风筛、磁力和摩擦等方法，但是对去除原料中的石子或瘪籽、裂纹种子的效果仍然有限。

棉种色选机是利用棉种色别之差原理，对加工好的成品种子进行红、白籽、黄籽的筛选，留下黑褐色的合格种子，经过色选后的棉种颜色一致，子粒饱满均匀，发芽率提高。国内首台棉种色选机于2004年从美国引进，与此同时国内各研究机构也开始投入自主研发，但在对瘪籽、裂纹种子的分选上仍然具有遗留问题，当前棉种色选机市场仍以国外品牌的占据主要份额。现有的自主研发棉种色选机由于设计缺陷原因，不能对瘪籽、裂纹种子进行完全分选；如何解决这个问题就成为了本技术领域的技术人员所要研究和解决的课题。

发明内容

本发明的目的就是为克服现有技术的不足，提供一种彩色双CCD脱绒棉种色选系统及实现方法，通过结构设计和改进，采用彩色双CCD对射检测技术及RGB-HSV空间模型变换算法，建立物料的色度、完整度模型，实现对不合格棉种如异色、瘪籽、裂纹种子的筛选，有效提高棉种的发芽率。

本发明是通过这样的技术方案实现的：一种彩色双CCD脱绒棉种色选系统，结构上包括振动喂料系统、光学检测系统、次品分离系统、人机交互系统、清扫系统，系统电路控制系统控制运行；

其特征在于：电路控制系统包括：彩色CCD相机模块、图像信号处理模块、人机界面交互模块、气阀控制模块、照明系统模块、清扫控制模块、上料控制模块、收料控制模块和电源管理模块；

人机界面交互模块分别与8个彩色CCD相机模块、4个图像信号处理模块、照明系统模块、清扫控制模块、上料控制模块、收料控制模块和电源管理模块连接；

每个图像信号处理模块的输入端分别与通道物料流前后侧的两个彩色CCD相机模块、一个气阀控制模块连接，构成一个独立的色选通道；

第一色选通道的两个彩色CCD相机模块分别为第一通道物料流前侧的第1彩色CCD相机模块及第一通道物料流后侧的第2彩色CCD相机模块；

第二色选通道的两个彩色CCD相机模块分别为第二通道物料流前侧的第3彩色CCD相机模块元及第二通道物料流后侧的第4彩色CCD相机模块；

第三色选通道的两个彩色CCD相机模块分别为第三通道物料流前侧的第5彩色CCD相机模块，第三通道物料流后侧的第6彩色CCD相机模块；

第四色选通道的两个彩色CCD相机模块分别为第四通道物料流前侧的第7彩色CCD相机模块及第四通道物料流后侧的第8彩色CCD相机模块；

每个彩色CCD相机模块负责物料信号的采集及将图像信号差分传输到图像信号处理模块；

图像信号处理模块根据人机界面交互模块设置的次品特征指令对各个色选通道前、后侧彩色CCD相机模块采集的信息进行特征分析并发送对应通道的物料清除信号到气阀控制模块；气阀控制模块接收控制信号后，驱动高速压缩空气流将次品物料吹出；

照明系统模块提供足以区分物料特征信息的反射亮度；

清扫控制模块通过定时及手动清扫保证检测视窗的清洁；

上料控制模块保证稳定的物料流进入检测视场；

收料控制模块将分选后的良品、次品物料输送到下一生产加工线；

电源管理模块负责管理整个系统电能的分配及应用控制；

所述光学检测系统包括LED-RGB光源系统、参考背景单元和彩色CCD相机单元；彩色CCD相机单元包括分选接口处理单元，分选接口处理单元具有2个灵敏度门槛同步设置及缺陷尺寸自定义控制功能；

所述的彩色CCD相机单元及其配合的线扫描专用镜头，实现动态棉种的颜色特征信息的提取、形状特征信息的提取和表面特征信息的提取；