一種彩色雙ccd脫絨棉種色選系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種農(nóng)產(chǎn)品加工領(lǐng)域種子分選機(jī)，尤其是一種彩色雙CXD脫絨棉種色選系統(tǒng)，用于脫絨棉種色選。
【背景技術(shù)】
[0002]棉種是棉花生產(chǎn)最基本的生產(chǎn)資料，影響棉花產(chǎn)量的高低和纖維品質(zhì)的好壞。由于地理環(huán)境、氣候條件、栽培管理條件和自然災(zāi)害等因素的影響，棉種的內(nèi)在質(zhì)量和外在質(zhì)量也千差萬別。有的造成棉種成熟度較差，未成熟的紅籽，不孕的秕籽及不發(fā)芽的死種子增多，導(dǎo)致種子發(fā)芽率嚴(yán)重下降。據(jù)近幾年加工產(chǎn)區(qū)抽樣結(jié)果顯示，棉種異色、破籽等不合格種子所占比例高達(dá)26°/『28%，嚴(yán)重影響了棉種的商品性能。區(qū)分不成熟棉種與成熟棉種的最大外觀差異是棉種的表面顏色不同，以新疆產(chǎn)區(qū)為例，成熟的棉種大都接近黑褐色，而未成熟的棉種大都接近紅棕色，另外在棉種的生產(chǎn)過程中還需要避免破籽。目前，剔除紅棕色及裂紋破碎種子的手段由人工選種，采用介電、重力、窩眼、風(fēng)篩、磁力和摩擦等方法，但是對去除原料中的石子或癟籽、裂紋種子的效果仍然有限。
[0003]棉種色選機(jī)是利用棉種色別之差原理，對加工好的成品種子進(jìn)行紅、白籽、黃籽的篩選，留下黑褐色的合格種子，經(jīng)過色選后的棉種顏色一致，子粒飽滿均勻，發(fā)芽率提高。國內(nèi)首臺棉種色選機(jī)于2004年從美國引進(jìn)，與此同時國內(nèi)各研宄機(jī)構(gòu)也開始投入自主研發(fā)，但在對癟籽、裂紋種子的分選上仍然具有遺留問題，當(dāng)前棉種色選機(jī)市場仍以國外品牌的占據(jù)主要份額?，F(xiàn)有的自主研發(fā)棉種色選機(jī)由于設(shè)計缺陷原因，不能對癟籽、裂紋種子進(jìn)行完全分選；如何解決這個問題就成為了本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員所要研宄和解決的課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的目的就是為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種彩色雙CXD脫絨棉種色選系統(tǒng)，通過結(jié)構(gòu)設(shè)計和改進(jìn)，采用彩色雙CCD對射檢測技術(shù)及RGB-HSV空間模型變換算法，建立物料的色度、完整度模型，實現(xiàn)對不合格棉種如異色、癟籽、裂紋種子的篩選，有效提尚棉種的發(fā)芽率。
[0005]本實用新型是通過這樣的技術(shù)方案實現(xiàn)的:一種彩色雙CXD脫絨棉種色選系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)上包括振動喂料系統(tǒng)、光學(xué)檢測系統(tǒng)、次品分離系統(tǒng)、人機(jī)交互系統(tǒng)、清掃系統(tǒng)，系統(tǒng)電路控制系統(tǒng)控制運(yùn)行；
[0006]其特征在于:電路控制系統(tǒng)包括:彩色CXD相機(jī)模塊、圖像信號處理模塊、人機(jī)界面交互模塊、氣閥控制模塊、照明系統(tǒng)模塊、清掃控制模塊、上料控制模塊、收料控制模塊和電源管理模塊；
[0007]人機(jī)界面交互模塊分別與8個彩色CXD相機(jī)模塊、4個圖像信號處理模塊、照明系統(tǒng)模塊、清掃控制模塊、上料控制模塊、收料控制模塊和電源管理模塊連接；
[0008]每個圖像信號處理模塊的輸入端分別與通道物料流前后側(cè)的兩個彩色CCD相機(jī)模塊、一個氣閥控制模塊連接，構(gòu)成一個獨(dú)立的色選通道；
[0009]第一色選通道的兩個彩色CXD相機(jī)模塊分別為第一通道物料流前側(cè)的第I彩色CXD相機(jī)模塊及第一通道物料流后側(cè)的第2彩色CXD相機(jī)模塊；
[0010]第二色選通道的兩個彩色CXD相機(jī)模塊分別為第二通道物料流前側(cè)的第3彩色CXD相機(jī)模塊元及第二通道物料流后側(cè)的第4彩色CXD相機(jī)模塊；
[0011]第三色選通道的兩個彩色CXD相機(jī)模塊分別為第三通道物料流前側(cè)的第5彩色CXD相機(jī)模塊，第三通道物料流后側(cè)的第6彩色CXD相機(jī)模塊；
[0012]第四色選通道的兩個彩色CXD相機(jī)模塊分別為第四通道物料流前側(cè)的第7彩色CCD相機(jī)模塊及第四通道物料流后側(cè)的第8彩色CCD相機(jī)模塊；
[0013]每個彩色CCD相機(jī)模塊負(fù)責(zé)物料信號的采集及將圖像信號差分傳輸?shù)綀D像信號處理模塊；
[0014]圖像信號處理模塊根據(jù)人機(jī)界面交互模塊設(shè)置的次品特征指令對各個色選通道前、后側(cè)彩色CCD相機(jī)模塊采集的信息進(jìn)行特征分析并發(fā)送對應(yīng)通道的物料清除信號到氣閥控制模塊；氣閥控制模塊接收控制信號后，驅(qū)動高速壓縮空氣流將次品物料吹出；
[0015]照明系統(tǒng)模塊提供足以區(qū)分物料特征信息的反射亮度；
[0016]清掃控制模塊通過定時及手動清掃保證檢測視窗的清潔；
[0017]上料控制模塊保證穩(wěn)定的物料流進(jìn)入檢測視場；
[0018]收料控制模塊將分選后的良品、次品物料輸送到下一生產(chǎn)加工線；
[0019]電源管理模塊負(fù)責(zé)管理整個系統(tǒng)電能的分配及應(yīng)用控制；
[0020]所述光學(xué)檢測系統(tǒng)包括LED-RGB光源系統(tǒng)、參考背景單元和彩色C⑶相機(jī)單元；彩色CCD相機(jī)單元包括分選接口處理單元，分選接口處理單元具有2個靈敏度門檻同步設(shè)置及缺陷尺寸自定義控制功能；
[0021]所述的彩色CCD相機(jī)單元及其配合的線掃描專用鏡頭，實現(xiàn)動態(tài)棉種的顏色特征信息的提取、形狀特征信息的提取和表面特征信息的提??；
[0022]所述顏色特征信息提取過程:通過建立棉種的HSV顏色圓錐體模型實現(xiàn)異色差異信息的提??；對物料異色度及完整性分析處理；
[0023]所述形狀特征信息過程:通過彩色雙CXD脫絨棉種色選系統(tǒng)，設(shè)定棉種落速約為3m/s，合格棉種長度6-9mm ；
[0024]要實現(xiàn)顏色、形狀多特征信息提取，單粒棉種最小行掃描頻率需大于10，加之棉種下落姿態(tài)的不確定性，相機(jī)設(shè)計響應(yīng)速度為10us ；
[0025]相機(jī)采集板硬件架構(gòu)包括電源管理電路、CXD驅(qū)動控制電路、噪聲處理電路、AD轉(zhuǎn)換電路、差分傳輸電路；
[0026]當(dāng)物料通過滑槽進(jìn)入光學(xué)檢測區(qū)域后，物料表面反射的光源能量由鏡頭進(jìn)入彩色CCD成像面，彩色CCD將感知到的光學(xué)信號轉(zhuǎn)化為模擬電學(xué)信號，并通過去噪、放大、AD轉(zhuǎn)換后將物料的RGB數(shù)字信息傳遞給FPGA處理單元，F(xiàn)PGA通過內(nèi)置處理算法結(jié)合上位機(jī)控制指令完成圖像信息特征值的提取，并將控制信號以LVDS差分形式發(fā)送給執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
[0027]本實用新型的有益效果:脫絨棉種色選機(jī)，具有多顏色特征的LEDRGB光源系統(tǒng)，其照度、主波長和色品坐標(biāo)穩(wěn)定，輻射均勻度良好，滿足彩色線陣C⑶視覺測量需求。通過結(jié)構(gòu)設(shè)計和改進(jìn)，采用彩色雙CCD對射檢測技術(shù)及RGB-HSV空間模型變換算法，通過建立物料的色度、完整度分析模型措施，實現(xiàn)對不合格棉種如異色、癟籽、裂紋種子的篩選，有效提高棉種的發(fā)芽率。
[0028]參考背景單元，提供基準(zhǔn)光量，用于將棉種的反射光量與透射光量相比較識別不良品。背景裝置內(nèi)設(shè)有色度均勻的LED背景燈，用于照亮背景板，將經(jīng)過背景板的透射光線作為基準(zhǔn)光，為前端傳感器所采集的顏色信號提供判別依據(jù)。
【附圖說明】
[0029]圖1.、為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖2、為本實用新型的設(shè)備電路控制系統(tǒng)框圖；
[0031]圖3、為成像系統(tǒng)布局示意圖；
[0032]圖4、為相機(jī)采集板硬件架構(gòu)圖。
[0033]圖中:1.振動送料器，2.振動臺喂料系統(tǒng)，3.物料運(yùn)動溜槽板，4.光學(xué)檢測單元，5.背景單元，6.執(zhí)行結(jié)構(gòu)，7.合格品料斗，8.不合格品料斗。
【具體實施方式】
[0034]為了更清楚的理解本實用新型，結(jié)合附圖和實施例詳細(xì)描述本實用新型:
[0035]如圖1至圖4所示，一種彩色雙CXD脫絨棉種色選系統(tǒng)，包括振動喂料系統(tǒng)1、光學(xué)檢測系統(tǒng)2、次品分離系統(tǒng)3、人機(jī)交互系統(tǒng)4、清掃系統(tǒng)5。
[0036]如圖2所示，電路控制系統(tǒng)包括:彩色CCD相機(jī)模塊、圖像信號處理模塊、人機(jī)界面交互模塊、氣閥控制模塊照明系統(tǒng)模塊、清掃控制模塊、上料控制模塊、收料控制模塊和電源管理模塊；
[0037]每個圖像信號處理模塊的輸入端分別通道物料流前后側(cè)的兩個彩色CCD相機(jī)模塊、一個氣閥控制模塊連接，構(gòu)成一個獨(dú)立的色選通道；
[0038]第一色選通道的兩個彩色CXD相機(jī)模塊分別為第一通道物料流前側(cè)的第I彩色CXD相機(jī)模塊，第一通道物料流后側(cè)的第2彩色CX