CN116772731A - 一种香菇子实体高通量表型与品质检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种香菇子实体高通量表型与品质检测装置，包括输送***、图像信息采集***、控制***和工作站，输送***用于对被测香菇子实体进行输送；图像信息采集***用于对被测香菇子实体的信息进行采集和传输；控制***用于控制输送***的启停，并发送和接收控制信号；工作站根据控制***发送的信号控制图像信息采集***的启停，并对图像信息采集***采集到的信息进行分析处理，得到被测香菇子实体的表型与品质结论后输出控制信号。本发明提供的香菇子实体高通量表型与品质检测装置，能够快速准确的获取香菇子实体的表型和品质，实现了香菇子实体表型的高通量测量与品质检测。

Description

一种香菇子实体高通量表型与品质检测装置

技术领域

本发明涉及机器视觉检测技术领域，尤其涉及一种香菇子实体高通量表型与品质检测装置。

背景技术

香菇是菇类中市场占有率极高的一种食用菌，具有较高的营养价值和经济价值。香菇子实体的表型高通量测量对提高香菇分选速度、培育优良品种香菇、推进香菇相关副食品生产工厂的智能化进程有着重要意义。

目前针对香菇子实体的表型检测往往集中在香菇分级、去柄香菇的表型测量两个方向上，香菇分级往往是根据香菇菌盖的颜色、形态来进行的，去柄香菇的表型测量舍弃了菌柄的相关表型，这两个方向上的研究未对整个香菇子实体的各种指标参数进行有效获取，导致得到的信息有限。经过文献检索发现，中国实用新型专利“一种香菇子实体的重量与表型性状测量装置”，申请号202123430081.3，提供了一种香菇子实体表型性状测量装置，对放置好的香菇子实体的表型进行了测量。虽然该装置获取了更多的香菇子实体表型，但是由于该装置的局限性，每次只能对单个香菇子实体进行表型的测量，不能实现高通量的测量，且未涉及到香菇子实体的品质检测。

针对上述现有的香菇子实体表型测量装置所存在的技术缺陷，亟需一种能够进行高通量香菇子实体表型测量和品质检测的检测装置。

发明内容

为解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种香菇子实体高通量表型与品质检测装置，以实现对香菇子实体表型的测量和品质检测，具有高通量、高效率、省时省力的特点。

为实现上述目的，本发明提供了一种香菇子实体高通量表型与品质检测装置，包括：

输送***，所述输送***用于对被测香菇子实体进行输送；

图像信息采集***，所述图像信息采集***用于对被测香菇子实体的信息进行采集和传输；

控制***，所述控制***用于控制所述输送***的启停，并发送和接收控制信号；

工作站，所述工作站根据所述控制***发送的信号控制所述图像信息采集***的启停，并对所述图像信息采集***采集到的信息进行分析处理，得到被测香菇子实体的表型与品质结论后输出控制信号。

优选的，所述输送***包括外壳，所述外壳的内部设置有若干个滚筒，所述滚筒的数量不少于两个；所述滚筒的两端均套设有轴承，所述滚筒通过所述轴承转动连接在所述外壳的内壁上；若干个所述滚筒的外侧套设有传送带。

优选的，所述传送带由两条链条组成。

优选的，所述图像信息采集***包括安装在所述外壳顶端的暗箱，所述暗箱设置于所述传送带的正上方，所述暗箱的内侧设置有高光谱相机和RGB相机，所述高光谱相机和所述RGB相机均与所述工作站电性连接；所述高光谱相机安装在所述暗箱的顶端中部，所述高光谱相机用于采集香菇子实体菌盖的图像和光谱数据；所述RGB相机设置于所述传送带的侧面，并与所述传送带垂直设置，所述RGB相机用于采集香菇子实体的侧面图像；所述暗箱的顶部设置有光源，所述光源安装在所述高光谱相机的两侧，所述光源用于为所述高光谱相机和所述RGB相机提供图像采集所需的光照环境。

优选的，所述控制***包括单片机、步进电机和驱动器；所述步进电机通过同步带与任一所述滚筒传动连接，所述单片机通过所述驱动器与所述步进电机电性连接，所述工作站与所述单片机电性连接。

优选的，所述控制***还包括光电传感器，所述光电传感器设置于所述传送带的一侧，所述光电传感器与所述单片机电性连接；所述光电传感器用于检测所述传送带上是否有香菇子实体。

优选的，所述光电传感器采用红外反射式光电传感器。

优选的，所述传送带上螺纹连接有载板，所述载板上固定安装有香菇托，所述香菇托用于放置香菇子实体。

优选的，所述香菇托为“冂”字型结构，所述香菇托的顶端中部开设有圆形孔，所述圆形孔用于穿过香菇子实体的菌柄，所述香菇托的开口端与所述RGB相机对应设置。

优选的，所述香菇托的材料为透明的亚克力板，所述香菇托的尺寸为80mm×35mm，所述圆形孔的直径为30mm；所述载板的材料为塑料，所述载板为T字型结构，所述T字型结构的长宽高为200mm×60mm×50mm。

与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：

本发明提供的香菇子实体高通量表型与品质检测装置，能够快速准确的获取香菇子实体的表型和品质，实现了香菇子实体表型的高通量测量与品质检测；且在检测过程中可以保证高光谱相机和香菇子实体的物距一定，有效的解决了因为物距不同而引起的品质检测误差。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明香菇子实体高通量表型与品质检测装置的主视示意图；

图2为本发明中图像信息采集***在侧视视角下的放大图；

图3为本发明香菇托与载板组装后的轴侧结构示意图；

其中：1、步进电机；2、传送带；3、外壳；4、光电传感器；5、RGB相机；6、香菇托；7、被测香菇子实体；8、暗箱；9、光源；10、高光谱相机；11、单片机；12、工作站；13、载板。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1至3所示，本发明提供一种香菇子实体高通量表型与品质检测装置，包括：

输送***，输送***用于对被测香菇子实体7进行输送；

图像信息采集***，图像信息采集***用于对被测香菇子实体7的信息进行采集和传输；

控制***，控制***用于控制输送***的启停，并发送和接收控制信号；

工作站12，工作站12根据控制***发送的信号控制图像信息采集***的启停，并对图像信息采集***采集到的信息进行分析处理，得到被测香菇子实体7的表型与品质结论后输出控制信号。

进一步的，输送***包括外壳3，外壳3的内部设置有若干个滚筒，滚筒的数量不少于两个；滚筒的两端均套设有轴承，滚筒通过轴承转动连接在外壳3的内壁上；若干个滚筒的外侧套设有传送带2，传送带2由两条链条组成。

进一步的，图像信息采集***包括安装在外壳3顶端的暗箱8，暗箱8设置于传送带2的正上方，通过暗箱8的设置可以防止外界光的干扰，为图像采集提供适宜的环境；暗箱8的内侧设置有高光谱相机10和RGB相机5，高光谱相机10和RGB相机5均与工作站12电性连接；高光谱相机10安装在暗箱8的顶端中部，高光谱相机10用于采集香菇子实体菌盖的图像和光谱数据；RGB相机5设置于传送带2的侧面，并与传送带2垂直设置，RGB相机5用于采集香菇子实体的侧面图像；采集和分析香菇子实体的高光谱图像和RGB图像，获取香菇子实体的内部品质数据和外部表型数据；暗箱8的顶部设置有光源9，光源9安装在高光谱相机10的两侧，光源9用于为高光谱相机10和RGB相机5提供图像采集所需的光照环境。

进一步的，控制***包括单片机11、步进电机1和驱动器；步进电机1通过同步带与任一滚筒传动连接，单片机11通过驱动器与步进电机1电性连接，工作站12与单片机11电性连接。

进一步的，控制***还包括光电传感器4，光电传感器4采用红外反射式光电传感器4，光电传感器4设置于传送带2的一侧，光电传感器4与单片机11电性连接；光电传感器4用于检测传送带2上是否有香菇子实体。

进一步的，两条链条之间螺纹连接有载板13，载板13上固定安装有香菇托6，香菇托6用于放置香菇子实体；香菇托6为“冂”字型结构，香菇托6的顶端中部开设有圆形孔，圆形孔用于穿过香菇子实体的菌柄，从而使香菇子实体的菌盖水平放置，香菇子实体的菌柄垂直放置；通过香菇托6的设置，可以使高光谱相机10与香菇子实体菌盖距离固定，使高光谱相机10采集香菇子实体的顶面图像和光谱信息不受香菇子实体高度的影响；香菇托6的开口端与RGB相机5对应设置，使RGB相机5无遮挡地采集香菇子实体的侧面图像信息；香菇托6的材料为透明的亚克力板，香菇托6的尺寸为80mm×35mm，圆形孔的直径为30mm，可适用于不同菌盖大小的香菇子实体；载板13的材料为塑料，载板13为T字型结构，T字型结构的长宽高为200mm×60mm×50mm。

本发明提供的香菇子实体高通量表型与品质检测装置，对香菇子实体表型测量和品质检查的过程如下：

接通电源并启动检测装置；

将单个香菇子实体放入香菇托6的圆形孔中，连续放5个；

当光电传感器4检测到有香菇经过时，单片机11给工作站12发信号，工作站12启动高光谱相机10采集香菇子实体菌盖图像和光谱信息，启动RGB相机5采集香菇子实体侧面图像信息；

工作站12接收到RGB相机5采集到的图像，实时对香菇子实体的侧面图像进行处理，得到菌盖厚度、菌柄长度、菌柄直径、菌盖厚度/菌柄高度比值和菌柄形状；

采集完5个香菇子实体的信息后，检测装置自动停止；

工作站12对接收到的高光谱图像和光谱信息进行处理，得到菌盖颜色、菌盖直径、菌盖面积、菌盖周长、菌盖圆度、香菇类型、多糖含量和蛋白质含量；

根据菌盖面积、菌盖厚度、菌柄长度、菌柄直径计算单个香菇子实体的重量；

处理完高光谱图像和光谱信息后，工作站12给单片机11发信号，检测装置再次启动工作；如此循环直至切断电源。

以上，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种香菇子实体高通量表型与品质检测装置，其特征在于，包括：

输送***，所述输送***用于对被测香菇子实体(7)进行输送；

图像信息采集***，所述图像信息采集***用于对被测香菇子实体(7)的信息进行采集和传输；

控制***，所述控制***用于控制所述输送***的启停，并发送和接收控制信号；

工作站(12)，所述工作站(12)根据所述控制***发送的信号控制所述图像信息采集***的启停，并对所述图像信息采集***采集到的信息进行分析处理，得到被测香菇子实体(7)的表型与品质结论后输出控制信号。

2.根据权利要求1所述的香菇子实体高通量表型与品质检测装置，其特征在于，所述输送***包括外壳(3)，所述外壳(3)的内部设置有若干个滚筒，所述滚筒的数量不少于两个；所述滚筒的两端均套设有轴承，所述滚筒通过所述轴承转动连接在所述外壳(3)的内壁上；若干个所述滚筒的外侧套设有传送带(2)。

3.根据权利要求2所述的香菇子实体高通量表型与品质检测装置，其特征在于，所述传送带(2)由两条链条组成。

4.根据权利要求2所述的香菇子实体高通量表型与品质检测装置，其特征在于，所述图像信息采集***包括安装在所述外壳(3)顶端的暗箱(8)，所述暗箱(8)设置于所述传送带(2)的正上方，所述暗箱(8)的内侧设置有高光谱相机(10)和RGB相机(5)，所述高光谱相机(10)和所述RGB相机(5)均与所述工作站(12)电性连接；所述高光谱相机(10)安装在所述暗箱(8)的顶端中部，所述高光谱相机(10)用于采集香菇子实体菌盖的图像和光谱数据；所述RGB相机(5)设置于所述传送带(2)的侧面，并与所述传送带(2)垂直设置，所述RGB相机(5)用于采集香菇子实体的侧面图像；所述暗箱(8)的顶部设置有光源(9)，所述光源(9)安装在所述高光谱相机(10)的两侧，所述光源(9)用于为所述高光谱相机(10)和所述RGB相机(5)提供图像采集所需的光照环境。

5.根据权利要求2所述的香菇子实体高通量表型与品质检测装置，其特征在于，所述控制***包括单片机(11)、步进电机(1)和驱动器；所述步进电机(1)通过同步带与任一所述滚筒传动连接，所述单片机(11)通过所述驱动器与所述步进电机(1)电性连接，所述工作站(12)与所述单片机(11)电性连接。

6.根据权利要求5所述的香菇子实体高通量表型与品质检测装置，其特征在于，所述控制***还包括光电传感器(4)，所述光电传感器(4)设置于所述传送带(2)的一侧，所述光电传感器(4)与所述单片机(11)电性连接；所述光电传感器(4)用于检测所述传送带(2)上是否有香菇子实体。

7.根据权利要求6所述的香菇子实体高通量表型与品质检测装置，其特征在于，所述光电传感器(4)采用红外反射式光电传感器(4)。

8.根据权利要求4所述的香菇子实体高通量表型与品质检测装置，其特征在于，所述传送带(2)上螺纹连接有载板(13)，所述载板(13)上固定安装有香菇托(6)，所述香菇托(6)用于放置香菇子实体。

9.根据权利要求8所述的香菇子实体高通量表型与品质检测装置，其特征在于，所述香菇托(6)为“冂”字型结构，所述香菇托(6)的顶端中部开设有圆形孔，所述圆形孔用于穿过香菇子实体的菌柄，所述香菇托(6)的开口端与所述RGB相机(5)对应设置。

10.根据权利要求9所述的香菇子实体高通量表型与品质检测装置，其特征在于，所述香菇托(6)的材料为透明的亚克力板，所述香菇托(6)的尺寸为80mm×35mm，所述圆形孔的直径为30mm；所述载板(13)的材料为塑料，所述载板(13)为T字型结构，所述T字型结构的长宽高为200mm×60mm×50mm。