[发明专利]一种基于机器视觉的种子千粒重快速测定装置

说明书

本发明公开了一种基于机器视觉的种子千粒重快速测定装置，由机架、摄像头、载物盘、第一称重传感器、第二称重传感器、光源和控制器组成。载物盘用于放置种子，采用透明材料制成。背光源安装在载物盘的正下方，摄像头安装在载物盘的正上方可获得载物盘上种子的背光照明图像。载物盘两侧分别由第一称重传感器和第二称重传感器的一端支撑，两个称重传感器的另一端分别安装在机架的两侧。控制器与摄像头相连获得种子图像并对种子计数、与两个称重传感器相连获得载物盘与种子的重量并通过减去预设的载物盘重量得到种子重量，并通过计算获得种子千粒重。与现有技术相比，本发明具有测定效率高、结构简单、使用方便、自动化程度高的优点。

技术领域

本发明涉及一种种子千粒重的测定技术，尤其涉及一种基于机器视觉技术对种子千粒重进行快速测定的装置。

背景技术

在社会经济发展的进程中，农业是最基础的产业。在众多的农业生产资料中，种子是最基本、也是最重要的生产资料。种子质量的优劣对农作物的产量和质量具有至关重要的影响。种子检验是一个测定种子质量并判断其优劣的过程，在种子检验过程中，千粒重是评价品质优劣的重要指标。千粒重的测定方法是随机选取1000粒种子，测定其质量。千粒重是衡量种子质量和预测农作物产量的重要指标，也是研究数量遗传的必要数据。

传统的千粒重测定方法是通过人工数粒、称重，将数据代入公式进行计算。由于人工数粒费时费力，效率低，且容易因疲劳等主观因素带来误差，因此这种方法不适合大样本的处理。

目前用于种子千粒重测定相关的设备主要包括计数设备和称重设备。计数设备有光电式种子数粒仪（如发明专利:ZL201110170633.3）,图像式种子数粒仪（如发明专利:ZL201110126087.3）。称重设备主要是电子天平。现有设备都是先采用计数设备对种子进行计数，然后再用称重设备对种子进行称重，最后由人工计算获得千粒重数据。目前还没有通过一次操作即可快速直接获得种子千粒重数据的装置。

发明内容

本发明的目的在于针对现有种子千粒重测定相关设备不能一次快速直接获得种子千粒重的问题，提出一种基于机器视觉的种子千粒重快速测定装置。

为实现本发明的目的，本发明采取以下技术方案。

一种基于机器视觉的种子千粒重快速测定装置，由机架、摄像头、载物盘、第一称重传感器、第二称重传感器、背光源和控制器组成。

所述机架采用框架式结构。为保证不受外界光线干扰、获得稳定良好的种子图像，机架外部六个面均设置有不透明材料的外壳，形成封闭的图像采集区域。

所述载物盘用于盛放种子，水平设置于本发明垂直方向的中部，采用透明材料制作，四周设置有挡边，挡边包围形成的中间区域为放置种子的区域。载物盘的一端设置有手柄，通过手柄，可将载物盘放入本发明或从本发明中取出。

所述摄像头设置在所述载物盘的正上方，采用镜头竖直向下的方式安装在机架上，用于获取载物盘上种子图像。摄像头与载物盘之间的距离根据摄像头的镜头参数及载物盘的尺寸进行计算，保证摄像头的视野范围覆盖所述载物盘上放置种子的区域。所述背光源安装在所述载物盘的正下方，为拍摄种子图像提供背光照明。摄像头拍摄的种子图像为背光照明图像，有利于图像的处理和种子的计数。

本发明采用两侧称重方式实现载物盘及种子的称重，以保证称重传感器位于载物盘的边缘从而不进入放置种子的区域对种子图像产生干扰。具体的，载物盘两侧分别由第一称重传感器和第二称重传感器的一端支撑，两个称重传感器的另一端分别安装在机架的两侧。第一称重传感器和第二称重传感器均采用电阻应变式称重传感器。