本发明涉及种子包衣技术领域，具体为一种种子包衣合格率检测系统及方法。
背景技术：
种子包衣是提高种子质量的重要手段，也是种子商品化的关键环节之一。据统计，种子经包衣处理，出苗齐且苗多而壮，单产一般可提高2%～5%。目前，国际种子加工行业在种子播种前对其进行包衣处理是普遍采取的一种种子防护措施，能够有效地驱避害虫对已播种子及幼苗的侵害。
种子机械化包衣是以种子为载体，以包衣设备为手段，将含有农药、肥料、生长调节剂等有效成分的种衣剂按一定比例均匀有效地包敷到种子表面，使种子得到再加工，从而提高种子质量的一项加工处理技术。目前种子包衣机在结构设计、种药供给方式、计量精度控制等方面仍存有不足，致使包衣质量不理想，包衣合格率达不到实际生产需要。种子包衣机质量的好坏直接影响种子包衣合格率、包衣效果，其中包衣合格率是包衣机的一项重要指标，目前国家相关标准中包衣合格率的检测方法主要用人工观察的方法进行，种子包衣合格率定义为单粒种子包衣覆盖率80%视为合格，一批种子（200粒），有93%(不同种子数值不同)合格视为该批种子合格。这种方法检测结果因人而异，一致性差，效率低，无法实时在线检测。如果不能快速准确地给出合格率数据，包衣机连续生产时就可能会有大量的不合格包衣种子，是不允许出售的，而种衣剂和种子价格都很高，造成的损失就会很大。
技术实现要素：
为解决目前种子包衣机包衣合格率的检测方法主要通过人工观察、一致性差、效率低、无法实时在线检测等问题，本发明提供一种种子包衣合格率检测系统及方法。其技术方案为：
一种种子包衣合格率检测系统，其特征在于：包括壳体和自动上料装置，所述的壳体竖直截面为长方形，所述的壳体内安装有下料仓、检测单元、排列装置以及工控机；
所述的自动上料装置为上料振动盘，上料振动盘的出料口连接有出料导轨，所述的出料导轨的导轨宽度可调，所述的出料导轨的出料口与排序传送带连接，排序传送带的端部上方安装有感应器，所述的排序传送带的端部连接有检测单元；
所述的检测单元包括水平设置的高透光玻璃，所述的高透光玻璃中心位置的周围设置有四组工业相机，四组工业相机位于同一竖直平面内，四组工业相机分别位于高透光玻璃的4个方向，且相邻之间成90度夹角，每组工业相机配套一个同轴光源；
所述的排序传送带的出料端位于高透光玻璃的边缘上方，所述的排序传送带的出料端与高透光玻璃之间设置有喷气口，所述的喷气口通过气管与空气压缩机连接，所述的气管内安装有高频电磁阀，所述的下料仓和喷气口分别设置在高透光玻璃两侧；
所述的壳体的正面安装有触控屏和控制按钮，所述的壳体内安装有工控机，所述的工控机的信号输入端与感应器、工业相机、触控屏和控制按钮信号连接，所述的工控机的信号输出端与触控屏、高频电磁阀、空气压缩机、排序传送带和上料振动盘信号连接。
所述的上料振动盘内置高频振动器，所述的上料振动盘盘内放置有包衣种子，所述的包衣种子在高频振动环境内朝向出料导轨方向移动，所述的高频振动器与工控机的信号输出端信号连接，所述的工控机控制高频振动器的工作状态。
所述的出料导轨两侧安装有挡板，所述的两挡板之间的距离可调，所述的上料振动盘出料口侧壁通过弹性斜板与挡板连接。
所述的排序传送带包括支架、电机和输送带，所述的电机与工控机的信号输出端信号连接，所述的工控机控制电机的工作状态。
所述的下料仓的底部安装有滑轮装置，所述的壳体靠近下料仓的一侧面开有可开启、关闭的门，所述的门的边缘轮廓尺寸大于下料仓的边缘轮廓尺寸。
一种种子包衣合格率的检测方法，其特征在于：具体步骤如下：
步骤1，将待检测的种子样品放置在上料振动盘内，启动电源，通过触控屏和控制按钮输入种子种类、单批种子数量q、单粒种子合格覆盖率m和一批种子合格率p的参数；
步骤2，系统开始运行，上料振动盘、排序传送带开始运行，当感应器检测到种子落入高透光玻璃上时，对种子进行编号，启动4个工业相机拍照，图像传至工控机；
步骤3，计算单粒种子覆盖率m；
a)对图像进行预处理；对采集到的原rgb图像先进行灰度变换，再进行中值滤波，完成图像预处理；
b)计算种子面积；对预处理后的图片依次进行二值化、闭运算后得到种子轮廓，再对种子总表面积进行计算，最终得到种子面积为s；
c)计算未包衣面积；对预处理后的图片实现确定取样点，取样点位置为未包衣的位置，之后根据取样点的数据对预处理后的图像依次进行二值化、闭运算后得到种子未包衣轮廓，最终计算得到种子未包衣面积n；
d)计算单粒种子覆盖率m=n/s；
步骤4，判断单粒种子是否合格；当m≥m时，该粒种子合格，当m＜m时，该粒种子不合格；将种子检测数据传入工控机；
步骤5，启动高频电磁阀，将检测结束的包衣种子吹入下料仓中，排序传送带将下一颗包衣种子落入高透光玻璃上，重复步骤3~4，当一批种子检测数量达到设定的q值时全部检测结束，停止检测；
步骤6，统计合格率p，当p≥p时，该批种子包衣合格，当p＜p时，该批种子包衣不合格；将统计合格率数据存储在工控机内，并显示在触控屏上。
工控机能够控制上料振动盘的震动频率和震动幅度，通过控制上料振动盘的震动状态进一步控制排序传送带上相邻两颗种子的间距，震动频率高时，相邻两颗种子之间的距离小，振动频率低时，相邻两颗种子之间的距离大，当种子较重时，提高震动幅度，当种子较小时，降低震动幅度。
一种种子包衣合格率检测系统及方法能够达到的有益效果为：本申请公开的种子包衣合格率检测系统通过振动上料振动盘，实现自动上料，出料导轨的挡板之间的宽度可调节，保证出料导轨挡板之间的宽度只能容纳一粒种子通过。通过喷射高压空气，实现自动下料，包衣种子的损害小。采用三维图像检测系统，4个高精度工业相机，对种子的上下和侧面同时进行检测，配合工控机和算法分析软件，达到快速、实时在线检测。采用智能处理技术，对图像进行自动处理并适时得出包衣合格率，响应快、准确度高，每分钟可处理100～300粒种子。该种检测系统和检测方法控制准确、效率高、操作简单，能满足各种大小、形状不同的种子，适应性广，并可与各种包衣机配合使用，具有很好的经济价值和社会价值。
附图说明
图1为本发明一种种子包衣合格率检测系统的结构原理图。
图2为本发明一种种子包衣合格率检测系统的内部结构原理图。
图3为本发明一种种子包衣合格率检测系统检测单元的结构原理图。
图4为本发明一种种子包衣合格率检测系统的控制流程图。
图例说明：1、壳体；2、下料仓；3、工业相机；4、同轴光源；5、感应器；6、包衣种子；7、排序输送带；8、出料导轨；9、上料振动盘；10、空气压缩机；11、气管；12、高频电磁阀；13、工控机；14、高透光玻璃；15、触摸液晶屏。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述。
一种种子包衣合格率检测系统，其特征在于：包括壳体1和自动上料装置，所述的壳体1竖直截面为长方形，所述的壳体1内安装有下料仓2、检测单元、排列装置以及工控机13；
所述的自动上料装置为上料振动盘9，上料振动盘9的出料口连接有出料导轨8，所述的出料导轨8的导轨宽度可调，所述的出料导轨8的出料口与排序传送带7连接，排序传送带7的端部上方安装有感应器5，所述的排序传送带7的端部连接有检测单元；
所述的检测单元包括水平设置的高透光玻璃14，所述的高透光玻璃14中心位置的周围设置有四组工业相机3，四组工业相机3位于同一竖直平面内，四组工业相机3分别位于高透光玻璃14的4个方向，且相邻之间成90度夹角，每组工业相机3配套一个同轴光源4；
所述的排序传送带7的出料端位于高透光玻璃14的边缘上方，所述的排序传送带7的出料端与高透光玻璃14之间设置有喷气口，所述的喷气口通过气管11与空气压缩机10连接，所述的气管11内安装有高频电磁阀12，所述的下料仓2和喷气口分别设置在高透光玻璃14两侧；
所述的壳体1的正面安装有触控屏15和控制按钮，所述的壳体1内安装有工控机13，所述的工控机13的信号输入端与感应器5、工业相机3、触控屏15和控制按钮信号连接，所述的工控机13的信号输出端与触控屏15、高频电磁阀12、空气压缩机10、排序传送带7和上料振动盘信号连接。
所述的上料振动盘9内置高频振动器，所述的上料振动盘9盘内放置有包衣种子6，所述的包衣种子6在高频振动环境内朝向出料导轨8方向移动，所述的高频振动器与工控机13的信号输出端信号连接，所述的工控机13控制高频振动器的工作状态。
所述的出料导轨8两侧安装有挡板，所述的两挡板之间的距离可调，所述的上料振动盘9出料口侧壁通过弹性斜板与挡板连接。
所述的排序传送带7包括支架、电机和输送带，所述的电机与工控机13的信号输出端信号连接，所述的工控机13控制电机的工作状态。
所述的下料仓2的底部安装有滑轮装置，所述的壳体1靠近下料仓2的一侧面开有可开启、关闭的门，所述的门的边缘轮廓尺寸大于下料仓2的边缘轮廓尺寸。
一种种子包衣合格率的检测方法，其特征在于：具体步骤如下：
步骤1，将待检测的种子样品放置在上料振动盘9内，启动电源，通过触控屏15和控制按钮输入种子种类、单批种子数量q、单粒种子合格覆盖率m和一批种子合格率p的参数；
步骤2，系统开始运行，上料振动盘9、排序传送带7开始运行，当感应器5检测到种子落入高透光玻璃14上时，对种子进行编号，启动4个工业相机3拍照，图像传至工控机13；
步骤3，计算单粒种子覆盖率m；
a)对图像进行预处理；对采集到的原rgb图像先进行灰度变换，再进行中值滤波，完成图像预处理；
b)计算种子面积；对预处理后的图片依次进行二值化、闭运算后得到种子轮廓，再对种子总表面积进行计算，最终得到种子面积为s；
c)计算未包衣面积；对预处理后的图片实现确定取样点，取样点位置为未包衣的位置，之后根据取样点的数据对预处理后的图像依次进行二值化、闭运算后得到种子未包衣轮廓，最终计算得到种子未包衣面积n；
d)计算单粒种子覆盖率m=n/s；
步骤4，判断单粒种子是否合格；当m≥m时，该粒种子合格，当m＜m时，该粒种子不合格；将种子检测数据传入工控机13；
步骤5，启动高频电磁阀12，将检测结束的包衣种子6吹入下料仓2中，排序传送带7将下一颗包衣种子6落入高透光玻璃14上，重复步骤3~4，当一批种子检测数量达到设定的q值时全部检测结束，停止检测；
步骤6，统计合格率p，当p≥p时，该批种子包衣合格，当p＜p时，该批种子包衣不合格；将统计合格率数据存储在工控机13内，并显示在触控屏15上。
工控机13能够控制上料振动盘9的震动频率和震动幅度，通过控制上料振动盘9的震动状态进一步控制排序传送带7上相邻两颗种子的间距，震动频率高时，相邻两颗种子之间的距离小，振动频率低时，相邻两颗种子之间的距离大，当种子较重时，提高震动幅度，当种子较小时，降低震动幅度。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。