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CN103760166A - 一种烤烟外观信息采集装置 - Google Patents

一种烤烟外观信息采集装置 Download PDF

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CN103760166A
CN103760166A CN201410015042.2A CN201410015042A CN103760166A CN 103760166 A CN103760166 A CN 103760166A CN 201410015042 A CN201410015042 A CN 201410015042A CN 103760166 A CN103760166 A CN 103760166A
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flue
cured tobacco
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travelling belt
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CN201410015042.2A
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姬江涛
贾世通
何亚凯
邓明俐
李富欣
杜新武
贺智涛
杜蒙蒙
郑治华
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Henan University of Science and Technology
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Henan University of Science and Technology
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Abstract

一种烤烟外观信息采集装置，包括设置在台架上的烤烟输送机构、信息采集箱和信息处理器，所述的烤烟输送机构包括由电机驱动的传送带，传送带携带烤烟从信息采集箱内穿过，信息采集箱顶部设置有日光灯、用于采集传送带上烤烟图像信息的图片采集装置和感应烤烟经过的光电传感器。本发明代替人工对烤烟的形状、大小面积、颜色、残伤等关键信息进行采集，并将外观图像信息转化为数字信号的形式，并对图像的数字信号进行初步分析识别，最后以数字信号的形式存储或输出。

Description

一种烤烟外观信息采集装置
技术领域
本发明涉及一种烟叶信息采集装置，尤其是涉及一种烤烟外观信息采集装置。
背景技术
烟叶分级是将同一组内的烟叶按其质量优劣划分等级。分级的意义在于它是为了满足卷烟工业的需要，是贯彻以质论价的基础，有利于促进烟叶的生产和合理利用资源。
目前，国内外烟草行业对于烟叶质量的检验与分级，都是根据分级标准制作烟叶标准样本，再依靠人的感官来判断。但是靠评定人员的感官来定性评定，很容易受到客观环境条件、评定人的情绪、评定人员经验多少的影响，容易出现评级定价不准确的现象。此外每年烟叶收购前，全国各烟区主管部门都要举办培训班，培训各级收购站的分级人员，并准备大量的样本发往各收购站，这就必然造成人力、物力、和财力的巨大消耗。所以说传统的烟叶分级方式不仅给国家、烟农和烟叶加工部门造成经济损失，也为后期的加工带来麻烦。
随着数字图像技术和模式识别技术的飞速发展，其在农产品的质量检测领域中的应用也越来越广泛。故将数字图像技术应用于烟叶的自动化分级中，既可以节约劳动力 、排除人为干扰，又能快速准确的实现烟叶的分级。对提高烟叶的分级水平、解决烟叶质量纠纷、保护烟农与国家利益都有重要的意义。
发明内容
本发明的目的是为解决人工检测烟叶信息不准确而且需要消耗大量人力、物力和财力的问题，提供一种烤烟外观信息采集装置，本发明代替人工对烤烟的形状、大小面积、颜色、残伤等关键信息进行采集，并将外观图像信息转化为数字信号的形式，并对图像的数字信号进行初步分析识别，最后以数字信号的形式存储或输出。为后续的烟叶分级系统中央图像处理程序提供准确可靠的数字图像信号，进而完成对烟叶的自动化分级。
本发明为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是：
一种烤烟外观信息采集装置，包括设置在台架上的烤烟输送机构、信息采集箱和信息处理器，所述的烤烟输送机构包括由电机驱动的传送带，传送带携带烤烟从信息采集箱内穿过，信息采集箱顶部设置有日光灯、用于采集传送带上烤烟图像信息的图片采集装置和感应烤烟经过的光电传感器，所述的图片采集装置的镜头与传送带垂直设置，图片采集装置和光电传感器通过数据线与信息处理器连接，光电传感器探测到传送带上有烟叶时产生脉冲信号并将该信号传送至信息处理器，信息处理器通过控制器控制图片采集装置采集烟叶的外观信息，并将采集的信息传递给信息处理器。
所述的台架由复数个台架机构通过螺栓连接而成。
所述的传送带由白塑幕布制成，且其上设置有用于压置烤烟的透明薄玻璃压板。
所述的信息采集箱内壁上粘贴有黑色棉布，其上传送带出入口处盖设有黑色软质棉布。
所述的信息采集箱顶部设置有带有孔盖的观察孔。
所述的日光灯设置有四个分别位于信息采集箱内的顶部四角处，且每个日光灯的色温均为5100K-5300K。
所述的图片采集装置为面阵CCD数码相机，并安装在信息采集箱顶部正中位置，且设置色温为5200K。
所述的信息处理器为信息处理计算机。
本发明的有益效果是：
1、由反射式光电传感器自动监测烟叶，再由计算机控制CCD数码相机自动拍摄烟叶外观图像，全过程实现自动化，无需人工干预。
2、面阵CCD数码相机分辨率高，信号转换效果好，代替人眼，使信息采集更加准确。
3、透明薄玻璃板压置烟叶，使烟叶褶皱减少外观更加平整，使拍摄图像信息更加准确。
4、计算机设定分级标准，使分级标准始终保持一致，避免人工分级误差，使结果更加准确。
5、台架和输送机构采用模块化设计，方便加长和缩短，以适应不同环境和需求。
6、计算机反应稳定、快速，节约劳动力，降低劳动强度，提高农业生产机械化程度。
附图说明
图1为本发明的结构简图。
图2为本发明中台架与烤烟输送机构等的连接状态图。
图3为本发明的工作流程图。
图示标记：1、烟叶；2、透明薄玻璃压板； 3、台架；301、台架机构；4、传送带 ；5、信息采集箱；6、观察孔；7、图片采集装置；8、日光灯；9、光电传感器；10、数据线；11、信息处理器；12、电机；13、螺栓；14、烤烟输送机构。
具体实施方式
图中所示，具体实施方式如下：
一种烤烟外观信息采集装置，包括设置在台架3上的烤烟输送机构、信息采集箱5和信息处理器11，所述的烤烟输送机构包括由电机12驱动的传送带4，传送带4携带烤烟从信息采集箱5内穿过，信息采集箱5顶部设置有日光灯8、用于采集传送带4上烤烟图像信息的图片采集装置7和感应烤烟经过的光电传感器9，所述的图片采集装置7的镜头与传送带4垂直设置，图片采集装置7和光电传感器9通过数据线10与信息处理器11连接，光电传感器9探测到传送带4上有烟叶1时产生脉冲信号并将该信号传送至信息处理器11，信息处理器11通过控制器控制图片采集装置7采集烟叶的外观信息，并将采集的信息传递给信息处理器11。
所述的台架3由复数个台架机构301通过螺栓连接而成。
所述的传送带4由白塑幕布制成，且其上设置有用于压置烤烟的透明薄玻璃压板2。
所述的信息采集箱5内壁上粘贴有黑色棉布，其上传送带出入口处盖设有黑色软质棉布。
所述的信息采集箱5顶部设置有带有孔盖的观察孔6。
所述的日光灯8设置有四个分别位于信息采集箱5内的顶部四角处，且每个日光灯的色温均为5100K-5300K。
所述的图片采集装置7为面阵CCD数码相机，并安装在信息采集箱5顶部正中位置，且设置色温为5200K。
所述的信息处理器11为信息处理计算机。
烤烟输送机构、信息采集箱和计算机都安装在台架上；台架采用模块化设计，工作时可按实际场地和需求加长或缩短台架，台架与台架之间、台架与烤烟输送机构之间均采用螺栓连接的方式如图2所示，方便安装与拆卸。烤烟输送机构主要由电机驱动的传送带4构成，输送速度可以通过操纵机构调节，传送带的上部分从信息采集箱内穿过，下部分在信息采集箱下侧，烟叶经上部传送带送至信息采集箱，传送带上设有透明薄玻璃压板，作用是压置烤烟，使烤烟外观更平整便于采集信息，传送带采用加厚的机织白塑幕布，反射效果好，使拍摄的反射图像更清晰。信息采集箱底部与台架之间通过螺栓连接，信息采集箱也设计为独立模块，可跟需要调整在台架上的位置。信息采集箱为半封闭箱，上部设有观察孔，观察孔设有孔盖，不观察时孔盖关闭。信息采集箱里边设有日光灯、面阵CCD数码相机、反射式光电传感器。为保证光照质量采用色温为5200K左右的日光灯；为避免光照阴影及失真，采用四只日光灯分别布置在采集箱内的上部四角处。为保证拍摄画面质量，面阵CCD数码相机设置色温为5200K,面阵CCD数码相机安装在箱内中间正上方，镜头方向与传送带方向垂直，焦距根据镜头与传送带距离调节到最佳，面阵CCD相机通过数据线与计算机相连接。反射式光电传感器安装在CCD相机后方，也通过数据线与计算机相连接。当烤烟被输送至面阵CCD相机正下方时，此时反射式光电传感器正好探测到烟叶，产生脉冲信号传送至计算机控制系统，控制系统给面阵CCD数码相机发出拍摄指令，CCD数码相机拍摄烤烟外观图像。采集箱内壁粘贴黑色棉布处理，减少内壁漫反射光对照相质量的影响，为防止外界光源对箱内影响，在传送带出入口处加盖黑色软质棉布，保证既不影响传送带工作，又可防止外界光源进入。
本发明的工作流程如下：
1、烟叶预处理：人工或机械的将待检烟叶展平扶正放置在传送带上，用透明薄玻璃压板压置。
2、光电传感器发现目标：由于传送带底色为白色，烟叶样本被传送带送至信息采集箱后，反射式光电传感器检测到烟叶进入，产生脉冲，脉冲信号经数据线传至计算机控制系统。
3、面阵CCD数码相机图像采集：计算机接到脉冲信号后发出指令，CCD数码相机开始为烟叶拍照，在日光灯照射下采集烟叶外观图像信息，并将图像信号经过数据线传给计算机。
4、图像信息处理及储存：计算机收到CCD数码相机输送的的图像信息后，处理软件对图像进行灰度处理、二值化和阈值处理，提取烟叶的颜色、大小、形状、残伤等关键信息，并将信息储存。
5、图像信息输出：计算机将初步处理过的图像信号经数据线传送给下一级设备。
本发明所列举的技术方案和实施方式并非是限制，与本发明所列举的技术方案和实施方式等同或者效果相同方案都在本发明所保护的范围内。

Claims (8)

1.一种烤烟外观信息采集装置，包括设置在台架（3）上的烤烟输送机构、信息采集箱（5）和信息处理器（11），其特征在于：所述的烤烟输送机构包括由电机（12）驱动的传送带（4），传送带（4）携带烤烟从信息采集箱（5）内穿过，信息采集箱（5）顶部设置有日光灯（8）、用于采集传送带（4）上烤烟图像信息的图片采集装置（7）和感应烤烟经过的光电传感器（9），所述的图片采集装置（7）的镜头与传送带（4）垂直设置，图片采集装置（7）和光电传感器（9）通过数据线（10）与信息处理器（11）连接，光电传感器（9）探测到传送带（4）上有烟叶（1）时产生脉冲信号并将该信号传送至信息处理器（11），信息处理器（11）通过控制器控制图片采集装置（7）采集烟叶的外观信息，并将采集的信息传递给信息处理器（11）。
2.根据权利要求1所述的一种烤烟外观信息采集装置，其特征在于：所述的台架（3）由复数个台架机构（301）通过螺栓连接而成。
3.根据权利要求1所述的一种烤烟外观信息采集装置，其特征在于：所述的传送带（4）由白塑幕布制成，且其上设置有用于压置烤烟的透明薄玻璃压板（2）。
4.根据权利要求1所述的一种烤烟外观信息采集装置，其特征在于：所述的信息采集箱（5）内壁上粘贴有黑色棉布，其上传送带出入口处盖设有黑色软质棉布。
5.根据权利要求1所述的一种烤烟外观信息采集装置，其特征在于：所述的信息采集箱（5）顶部设置有带有孔盖的观察孔（6）。
6.根据权利要求1所述的一种烤烟外观信息采集装置，其特征在于：所述的日光灯（8）设置有四个分别位于信息采集箱（5）内的顶部四角处，且每个日光灯的色温均为5100K-5300K。
7.根据权利要求1所述的一种烤烟外观信息采集装置，其特征在于：所述的图片采集装置（7）为面阵CCD数码相机，并安装在信息采集箱（5）顶部正中位置，且设置色温为5200K。
8.根据权利要求1所述的一种烤烟外观信息采集装置，其特征在于：所述的信息处理器（11）为信息处理计算机。
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