大蒜种粒鳞芽和根部识别装置制作方法

张巍, 王玉爽, 王玲花, 赵占良, 赵永升

2012年10月10日

2012年7月3日

2012年7月3日

河南省农业高新科技园有限公司

A01C7/20GK102714960SQ201210224680

种粒 根部 大蒜 识别 制作 装置

1.一种大蒜种粒鳞芽和根部的识别方法，其特征在于将大蒜种粒投影到感光矩阵(5)上，感光矩阵(5)的感光元件横成行纵成列均匀排列，大蒜种粒横向投影时，根据大蒜种粒根部和鳞芽端遮挡的感光元件的多少，也就是在大蒜种粒鳞芽和根部遮挡的感光元件行数一样的情况下比较他们的“阴影面积的大小”;大蒜种粒鳞芽和根部识别的具体程序是从第一列判断有没有感光元件被遮挡一没有一下一列一有一计算个数一把接下来的三列，总共四列的总数加起来一从最后一列(n)判断有没有感光元件被遮挡一没有一倒数第二列(n-1)—有一计算个数一把接下来的(n-2、n-3，n_4)列，将有感光元件被遮挡四列的总数加起来一比较两个总数的大小一大的是根部一小的是鳞芽端2.根据权利要求I所述的一种大蒜种粒鳞芽和根部的识别方法，其特征在于所述的识别大蒜种粒鳞芽和根部的感光矩阵(5)上有个数不同的大蒜种粒时，可以根据大蒜种粒遮挡的感光元件排列特点的不同，分辨出感光矩阵(5)上的大蒜种粒的多少；分辨大蒜种粒的多少的具体程序是中央处理器根据感光矩阵(5)送来的数据，判断进入V形槽大蒜种粒的个数，从第I列开始到第n列(最后一列)计算大蒜遮挡的光敏元件的总个数，这个数据代表大蒜种粒遮挡的感光元件的面积，如果是大于一枚标准种粒遮挡的面积，就表示有两枚以上种粒，这时就把大蒜放入收集箱(10)里面，过大过小的大蒜种粒都会被放入收集箱(10)里面3.根据权利要求I所述的一种大蒜种粒鳞芽和根部的识别方法，其特征在于所述的识别大蒜种粒鳞芽和根部的感光矩阵(5)上有姿态不同的大蒜种粒时，可以根据大蒜种粒遮挡的感光元件排列特点的不同，分辨出感光矩阵(5)上的大蒜种粒的姿态；分辨大蒜种粒的姿态的具体程序是计算每一行感光元件遮挡的数目一与大蒜种粒的标准长度和宽度比较一平躺或者非平躺(直立或倾斜)4.根据权利要求I所述的一种大蒜种粒鳞芽和根部的识别方法，其特征在于所述的识别大蒜种粒鳞芽和根部的感光矩阵(5)上有大蒜种皮时，可以根据大蒜种粒遮挡的感光元件的感光程度，感光程度的判断根据感光元件Rxy输出的感光信号做出U2把感光信号转换成模拟电信号，再由A/D转换器转换成数字信号，然后送给CPU，D与CPU相连，种皮的透光程度不同，转换后的数字信号也就不同，CPU就可以判断种皮的有无；具体判断程序是(PU根据送来的感光数据，成片的判断，如从遮挡光线的哪一行开始连续就行六行的判断，每一行数据都与种皮遮光的标准数据比较，所有数据接近的多的就是种皮，接近的不多就是种子5.一种大蒜种粒鳞芽和根部识别装置，其特征在于包括由盛装大蒜的V形槽由透明玻璃(2 )和(3 )组成，感光矩阵(5 )，大蒜姿态调整装置(13)，大蒜种皮吹出装置(17 )，电源、中央处理器以及外围接口电路；所述的盛装大蒜的V形槽由(2)和(3)组成，用来稳定大蒜的姿态，以便于识别，LED (6)发出的光透过透明玻璃(2)和(3)将大蒜的影子投射在感光矩阵(5)上，大蒜的影子被放大，利于更好的辨别大蒜种粒的多少、姿态、鳞芽与根部以及种皮的有无；所述的大蒜姿态调整装置(13)可以在大蒜姿态直立或倾斜的时候把大蒜的姿态调整为平躺利于检测；所述的大蒜种皮吹出装置(17)在中央处理器检测到有种皮存在时启动风扇电机把种皮吹出；所述的中央处理器通过接口电路与感光矩阵(5)进行数据通信，根据感光矩阵(5)的数据分析计算，判断出大蒜种粒的多少、姿态、鳞芽与根部以及种皮的有无，大蒜种粒多于一个，中央处理器就会命令V形槽由(2)和(3)组成拖动电机把V形槽的一面玻璃(2)拉开，把槽中大蒜全部倒入大蒜收集箱(10)里面，大蒜如果刚好就是平躺的，中央处理器就根据感光矩阵的数据分析大蒜的鳞芽与根部，然后把结果输出；所述的电源产生不同的电压以供给不同的负载，可以用发电机供电，也可以使用蓄电池供电，此电源可以输出24V电压，通过稳压后输出±5V、12V电压6.根据权利要求5所述的一种大蒜种粒鳞芽和根部识别装置，其特征在于所述的感光矩阵(5)的某个光敏电阻(光敏二极管)的感光信号的获得由CPU控制电子开关组KfK16、Sf S16来实现，具体过程就是CPU根据程序发出指令，控制U3 U6，U3 U6根据指令控制电子开关即可以取得某一个光敏电阻(或二极管)的感光信号7.根据权利要求5所述的一种大蒜种粒鳞芽和根部识别装置，其特征在于LED与CPU的连接电路和电机与CPU的连接电路，CPU控制Ql工作于开关状态，Ql控制LED发光或者熄灭，Ml是风扇电机只能单向转动，CPU控制Q2，Q2控制U7，U7控制Q3，Q3控制Ml，M2可以是姿态调整电机或者是V形槽拖动电机，P、Q分别与CPU相连，P、Q有00，01、10、11四种状态，P、Q为01时电机正转，P、Q为10时电机反转，Q4控制U8，Q6控制U9，Q9控制UlO,Qll 控制 U11，U8 控制 Q5，U9 控制 Q7，UlO 控制 Q8，Ull 控制 Q10，Q5、Q7、Q8、QlO 驱动电机正向或反向转动，U7、U8、U9、U10、U11、U13实现电气隔离，U12与U13配合实现过流保护，T连接CPU ；Q1至Qll，U7至U13均工作在开关状态

本发明涉及一种大蒜播种装置，具体属于一种大蒜种粒鳞芽和根部识别装置

如图I所示，盛装大蒜的V形槽由透明玻璃2和3组成，输种管将大蒜种粒导入V形槽，LED6、感光矩阵5分列在V形槽的两侧，电机以及传动装置7通过传动杠杆11牵拉透明玻璃块2，电源以及控制箱8紧挨电机以及传动装置7，放在大蒜收集箱10上如图2所示，左边为V形槽、LED6、感光矩阵5的立体图，右边为V形槽的侧面图示，V形槽的两端一端放置大蒜姿态调整装置13，大蒜姿态调整板14受姿态调整装置13控制，V形槽另一端放置栅网16以及大蒜种皮吹出装置17图3为大蒜姿态调整装置13，大蒜姿态调整板14的工作状态比较示意图图4、图5为大蒜在V形槽中的不同姿态如图6、8所示，感光矩阵5是由许多光敏电阻或者光敏二极管组成，具体序号为Rxy, XY代表感光元件的序号，图9中的R2就代表光敏电阻，Ul把感光信号转换成0和1，U2把感光信号转换成模拟电信号，再由A/D转换器转换成数字信号，然后送给CPU，D与CPU的 I/O接口相连如图6所示，中央处理器根据感光矩阵5送来的数据，判断进入V形槽大蒜种粒的个数，从第I列开始到第n列(最后一列)计算大蒜遮挡的光敏元件的总个数，这个数据代表大蒜种粒遮挡的感光元件的面积，如果是大于一枚标准种粒遮挡的面积，就表示有两枚以上种粒，这时就把大蒜放入收集箱10里面，过大过小的大蒜种粒都会被放入收集箱10里面具体判断种粒数目的程序大蒜进入V形槽一计算遮挡的光敏元件个数并与标准“面积”比较一大于标准“面积”(在一定的范围)一大于一枚种粒一启动电机7将种子放入收集箱10里面一如果小于等于标准“面积”(在一定的范围)一只有一枚大蒜种粒一进行下一步如图6所示，中央处理器根据感光矩阵5送来的数据，判断每一个感光元件的感光程度，感光程度的判断由图9中的U2根据感光元件R2 (也就是图8中的Rxy，XY代表感光元件的序号)输出的感光信号做出U2把感光信号转换成模拟电信号，再由A/D转换器转换成数字信号，然后送给CPU，D与CPU相连，种皮的透光程度不同，转换后的数字信号也就不同，CPU就可以判断种皮的有无，具体判断程序是CPU根据送来的感光数据，成片的判断，如从遮挡光线的哪一行开始连续就行六行的判断，每一行数据都与种皮遮光的标准数据比较，接近的多的就是种皮，接近的不多就是种子如图6所示，在只有一枚种粒的情况下，判断进入V形槽大蒜种粒的姿态，从第I行开始到第m行(最后一行)计算大蒜遮挡的每一行的光敏元件的个数，这个数据代表大蒜种粒的姿态，如果其中某一行的数据与一枚种粒的根部到鳞芽尖端的长度在一定范围接近，就表示大蒜平躺，如果数据与一枚大蒜种粒的宽度在一定范围接近，就表示大蒜直立，数据介于大蒜种粒的标准长度与宽度之间就表示大蒜倾斜，在大蒜种粒直立或者倾斜的情况下就启动姿态调整程序如图3所示，大蒜的姿态如果不是平躺的，中央处理器就会命令大蒜姿态调整装置启动调整大蒜的姿态，使之平躺，具体动作是垂直移动电磁机构20既可以上下移动也可以让大蒜姿态调整板14水平放置或竖直放置，14外面有防止挫伤种子的蒙皮15，水平移动电机18能带着20、14整体水平移动以使大蒜种粒平躺，张力传感器能感知大蒜姿态调整板14压迫大蒜的力度大小，防止把大蒜种粒压破姿态调整具体程序计算每一行感光元件遮挡的数目一与大蒜种粒的标准长度和宽度比较一平躺一进入大蒜种粒鳞芽和根部的识别操作一非平躺(直立或倾斜)一启动姿态调整板上下、左右移动使大蒜种粒平躺一平躺操作结束一再进入大蒜种粒鳞芽和根部的识别操作如图6所示，判断进入V形槽大蒜种粒的鳞芽和根部，中央处理器根据感光矩阵5的数据，从第一列开始判断有没有感光元件被遮挡，没有的话就进行下一列的计算，有的话进一步计算被遮挡的感光元件个数，以这一列为基准再计算紧接着的下面三列被遮挡的感光元件个数，把总共四列被遮挡的感光元件的总数加起来，再从最后一列(第n列)开始倒着重复刚才的计算，这样就有两个四列被遮挡的感光元件的数据，比较这两次计算的数据的大小，大的数据就是大蒜种粒的根部一端，数据小的就是鳞芽端大蒜种粒鳞芽和根部识别具体程序从第一列判断有没有感光元件被遮挡一没有—下一列一有一计算个数一把接下来的三列，总共四列的总数加起来一从最后一列(n)判断有没有感光元件被遮挡一没有一倒数第二列(n-1)—有一计算个数一把接下来的(n-2、n-3，n-4)列，将有感光元件被遮挡四列的总数加起来一比较两个总数的大小一大的是根部—小的是鳞芽端各部分工作单元的关系如图7所示，电源给各部分电路提供不同的电压，感光矩 阵通过接口电路与中央处理器进行数据交换，(如图8所示，SI至Sm，Kl至Kn均为电子开关，开关状态受中央处理器的控制，A端把信息送给中央处理器，如图9所示R2就是R，R1就是各个感光单元Rxy，处理后的信息通过C、D送给中央处理器)风扇电机、姿态调整装置、LED、V形槽拖动电机分别通过接口电路与中央处理器相连，并受中央处理器控制，Kl、K2是V型槽的位置开关，当V形槽合在一起时，Kl闭合，电机停止正转，当V形槽分开合适位置时，K2闭合，电机停止反转，中央处理器对大蒜种粒鳞芽和根部判别结果由专门的电路输出如图10所示，感光矩阵的某个光敏电阻(二极管)的感光信号的获得由CPU控制电子开关组Kf K16、Sf S16来实现，具体过程就是CPU根据程序发出指令，控制U3 U6，U3 U6根据指令控制电子开关即可以取得某一个光敏电阻(或二极管)的感光信号在图11中，分别示出了 LED与CPU的连接电路和电机与CPU的连接电路，CPU控制Ql工作于开关状态，Ql控制LED发光或者熄灭，Ml是风扇电机只能单向转动，CPU控制Q2，Q2控制U7，U7控制Q3，Q3控制Ml，M2可以是姿态调整电机或者是V形槽拖动电机，P、Q分别与CPU相连，P、Q有00，01、10、11四种状态，P、Q为01时电机正转，P、Q为10时电机反转，Q4控制U8，Q6控制U9，Q9控制UlO，Qll控制U11，U8控制Q5，U9控制Q7，UlO控制Q8, Ull控制010，05、07、08、010驱动电机正向或反向转动，价、邯、现、讥0、讥1、讥3实现电气隔离，U12与U13配合实现过流保护，T连接CPU ；Q1至Q11，U7至U13均工作在开关状态图12是本装置的电源电路，采用发电机或者是蓄电池组供电，能够输出24V、12V和±5V电源，±5V由U14和U15产生，12V由U16产生，12V供给电机，±5V供给中央处理器综上所述，现将一具体实施例工作过程详述如下实施例一种大蒜种粒鳞芽和根部识别装置，如图I、图2、图7所示，包括由盛装大蒜的V形槽由2和3组成，感光矩阵5，大蒜姿态调整装置13，大蒜种皮吹出装置17，电源、中央处理器以及外围接口电路所述的盛装大蒜的V形槽由2和3组成，用来稳定大蒜的姿态，以便于识别，LED6发出的光透过透明玻璃2和3将大蒜的影子投射在感光矩阵5上，大蒜的影子被放大，利于更好的辨别大蒜种粒的多少、姿态、鳞芽与根部以及种皮的有无；所述的大蒜姿态调整装置13可以在大蒜姿态直立或倾斜的时候把大蒜的姿态调整为平躺利于检测；所述的大蒜种皮吹出装置17在中央处理器检测到有种皮存在时启动风扇电机把种皮吹出；所述的电源产生不同的电压以供给不同的负载；所述的中央处理器通过接口电路与感光矩阵5进行数据通信，根据感光矩阵5的数据分析计算，判断出大蒜种粒的多少、姿态、鳞芽与根部以及种皮的有无，大蒜种粒多于一个，中央处理器就会命令V形槽由2和3组成拖动电机把V形槽的一面玻璃2拉开，把槽中大蒜全部倒入大蒜收集箱10里面，大蒜如果刚好就是平躺的，中央处理器就根据感 光矩阵的数据分析大蒜的鳞芽与根部，然后把结果输出以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明所要求保护的范围之内