一种蚕卵精选系统及方法与流程

本发明涉及蚕卵质量数字化精选，具体涉及一种蚕卵精选系统及方法。

背景技术：

1、蚕卵一般为扁平椭圆形，上端稍尖，尖端处有卵孔，是精子进入卵内的入口。从卵平面看，以长轴为中心，卵形不对称，在卵孔的一侧为卵内胚胎的腹侧，另一侧为背侧。蚕卵的最外层是卵壳，初产的卵表面隆起，滞育性卵经过一定时间，因水分蒸发及营养物质的消耗，其卵面中央逐渐出现浅椭圆形，称卵涡(俗称“水引”)。卵涡在催青中期，胚胎发育到反转期时最深，以后变浅，直至点青期卵涡就消失。其反表面一般粘附在蚕种纸上或散卵布上。卵壳一般无色透明，但也有带淡黄色。单粒蚕卵质量很轻，一般在0.5mg至0.6mg之间，无法采用人工进行精选分离。蚕卵在质量上有良卵和不良卵之分，不良卵为无生产实用价值的蚕卵，送到用户之前，必须淘汰，因此必须采用一种办法把不良卵分离出去。

2、传统上采用的比选方法叫做“盐比”分选法。蚕卵盐水比选就是利用良卵与不良卵的比重不同，其在盐水中的浮沉状态不同，通过重比和轻比两次比选淘汰过重、过轻卵，从而使整批良卵悬浮在一定浓度的氯化钠溶液中，使整批蚕卵达到孵化整齐的效果。

3、盐水比选的有以下三大技术缺陷：

4、一是对即浸蚕种、秋制越年蚕种、冷藏浸酸种(浸酸后1-2天)的比选很难达到用户需求。原因是：这三类蚕种的良卵与不良卵(特别是不受精卵)比重开差不大，无法通过盐水比选获得良卵率高的优质蚕种。即浸种的蚕卵整体外观差，褐色蚕卵、白色卵、黄色蚕卵等并存；秋制越年蚕种由于人工越夏的时间相对较短，不良卵的水分散发较少，与良卵的比重相差无几，经盐比后的良卵中有大量的不受精卵、不充实卵，死亡时间不长的卵等等。

5、二是大量使用氯化钠，对环境不友好，通过盐比使用的氯化钠，最终以盐水溶液的方式流入到“江河湖海”，又经各种渠道进入土壤，加重土壤的盐化程度，降低土壤费力和耕作性能。

6、三是盐水比选必须经过脱盐环节，如果脱盐不尽，盐分附着蚕卵表面，会形成蚕卵内部营养液的渗透压差，进而影响蚕卵孵化，降低孵化率。

技术实现思路

1、针对现有技术的上述不足，本发明提供了一种既能利用重力比重也能利用色差对良卵与不良卵进行筛选的蚕卵精选系统及方法。

2、为达到上述发明目的，本发明所采用的技术方案为：

3、提供一种蚕卵精选系统，其包括底座支架，底座支架的上端设置有精选箱，精选箱的上端通过上端支架设置有进料斗，进料斗的下端开口，进料斗的下方设置有进料盘，进料盘的一端搭接在分料盘的上方，进料盘的底部设置有振动器，精选箱的中部上端开设有条形的窗口；分料盘的下端从窗口伸入精选箱内，分料盘和进料盘均倾斜设置，且分料盘的倾斜角度大于进料盘的倾斜角度；分料盘上沿长度方向均匀设置有若干输送蚕卵的通道，且通道的横截面为u形结构；

4、分料盘的下方设置有良卵接槽，良卵接槽的斜上方设置有不良卵接槽，良卵接槽的斜下方设置有过重接槽，不良卵接槽、良卵接槽、过重接槽距离分料盘下端的水平距离依次减小；不良卵接槽、良卵接槽、过重接槽与分料盘的下方之间设置有筛分间隙；筛分间隙的两侧分别设置有第一相机模组和第二相机模组，分料盘的下方设置有分配气缸，分配气缸上设置有若干沿分料盘宽度方向分布的出气口，每个出气口上均设置有喷气阀门，出气口朝向不良卵接槽，分配气缸通过管道与空气过滤净化器连接，空气过滤净化器与供气系统连接；

5、蚕卵经过分料盘从不同的通道均匀下落，进入筛分间隙时，相机拍摄经过筛分间隙的蚕卵，通过对蚕卵的卵色、卵纹和卵型识别出不良卵，出现不良卵时，启动对应位置的出气口将不良卵吹向不良卵接槽排出，良卵从分料盘的下端抛出，经过抛物线轨迹进入良卵接槽排出，质量过重的蚕卵直接落入过重接槽内排出。

6、进一步地，第一相机模组与筛分间隙之间、第二相机模组与筛分间隙之间分别设置有第二背景板和第一背景板，第一背景板和第二背景板的上方设置有分别朝向筛分间隙和第一背景板或第二背景板的第一光照组件和第二光照组件；第一相机模组与第一背景板配合进行成像，第二相机模组与第二背景板配合进行成像，在竖向方向上第一背景板位于第二背景板的上方，且在竖向方向第一背景板与第二背景板之间无缝拼接、第一背景板与分料盘的下端无缝拼接。

7、进一步地，分料盘的上端设置有挡料板，挡料板与分料盘之间设置有间隙，挡料板的高度大于进料盘的高度。

8、进一步地，分料盘的上端设置有盖板，盖板下端的长度小于分料盘的长度。

9、进一步地，振动器通过支撑架安装在上端支架上，振动器与支撑架之间设置有振动弹簧，进料盘与振动器之间设置有高度调节组件。

10、进一步地，精选箱的两侧均设置有观测筛分间隙的观测口。

11、提供一种上述蚕卵精选系统的精选方法，其包括以下步骤：

12、s1：蚕卵从进料斗倒入进料盘上，根据最优精选效率调整分料盘的倾斜角度θ：

13、

14、其中，l为分料盘的长度，m为单个蚕卵的重量，g为重力加速度，h为第二背景板或第一背景板的高度，v1为蚕卵刚落入第一背景板识别区域的速度，v0为蚕卵刚落入分料盘上的速度，v2为蚕卵刚落入第二背景板识别区域的速度，f为蚕卵在分料盘上滑落的摩擦力，t1为第一相机模组或第二相机模组的识别时间，t2为供气系统执行出气口吹气所需的时间；

15、s2：之后，再启动振动器振动进料盘，经过振动将堆叠在进料盘上的蚕卵分散，均匀进入分料盘上输送蚕卵的通道；

16、s3：蚕卵沿着通道下落，当暴露在第一相机模组和第二相机模组的摄像范围内时，对蚕卵进行识别筛选出不良卵，并获取不良卵的位置，打开对应位置的出气口吹气；

17、s4：将不良卵吹入不良卵接槽排出，良卵从分料盘的下端直接抛入良卵接槽内排出，由于过重的蚕卵在分料盘下端抛出的过程中，由于其重力大于良卵的重力，良卵的抛出距离大于过重蚕卵的抛出距离，过重蚕卵直接落入过重接槽排出。

18、进一步地，步骤s3包括：

19、s31：根据第一背景板和第二背景板的尺寸建立第一相机模组和第二相机模组的识别区域，蚕卵投影在第一背景板上的区域作为第一相机模组的识别区域，蚕卵投影在第二背景板上的区域作为第二相机模组的识别区域；

20、s32：以蚕卵在第一背景板识别区域内下落所需的时间作为第一拍摄祯，第一相机模组每隔一个第一拍摄祯拍摄一张第一识别图像；以蚕卵在第二背景板识别区域内下落所需的时间作为第二拍摄祯，第二相机模组每隔一个第二拍摄祯拍摄一张第二识别图像；

21、s33：将第一识别图像裁剪成只包含第一背景板的区域，第二识别图像裁剪成只包含第二背景板的区域，作为精确识别图像；

22、s34：在第一背景板和第二背景板上建立识别坐标系，识别坐标系的横坐标与第一背景板或第二背景板的长度平行，纵坐标与第一背景板或第二背景板的宽度平行，精确识别图像上的每个像素在识别坐标系上对应一个像素坐标；

23、s35：根据每个出气口在吹气过程中在蚕卵下落面上的覆盖范围，以覆盖范围的中心作为执行吹气的参考坐标，得到n个参考坐标(x,y)，m为第一背景板的长度，s为每个出气口对应的覆盖范围；

24、s36：对每个出气口依次进行编号1,2,...,n，每个出气口对应一个参考坐标{(x1,y1),(x2,y2),...,(xn,yn)}；

25、s37：将精确识别图像进行灰度化处理，得到灰度图像，遍历灰度图像中每个像素的灰度值，并将灰度值与灰度阈值进行比较，灰度阈值为在灰度化条件下不良卵所呈现的灰度值标准；

26、s38：若灰度值≥灰度阈值，则判定该像素为良卵，若灰度值＜灰度阈值，则该像素为不良卵；

27、s39：获取不良卵所在像素在识别坐标系中的坐标(xa,ya)，分别计算坐标(xa,ya)与n个参考坐标的距离值x：得到n个距离值；

28、s310：筛选出n个距离值中的最小值xmin，获取最小值xmin对应的出气口编号i，控制编号i的出气口执行吹气动作。

29、本发明的有益效果为：本方案利用蚕卵的良卵和不良卵的卵色之间的差异特征，在颜色特征的基础上，利用计算机精准识别良卵和不良卵，将不良卵识别出来，再通过精准的吹风位置控制，将不良卵从良卵中筛选出来。同时，还利用了重量特征的差异，将超重的不良卵从良卵中筛选出来，实现色选、重力比差异的结合来对蚕卵的精确筛选，大大提高了现有家蚕一代杂交种的良卵率。两组相机模组的设计，能从蚕卵下落形成下落面的两侧均进行识别，能有效提升识别精度，避免不良卵被漏掉。

30、采用本发明蚕卵精选系统的技术操作安全，工作人员只需将待选蚕卵倒入进料斗，即可实现全自动的良卵和不良卵筛选，并且在筛选过程中，无影响孵化率的因子存在，整个操作过程中，只有光、摩擦的外在因子影响，但基本忽略不计。节约人力，能有效提高精选效率，整个比选环节只需一人便可操作，在蚕种质量相同的基础上，采用本发明分选蚕卵，比传统盐比方法每年可向蚕农提供更多、更优质的蚕种，直接有效提高经济价值。并且对环境友好，只消耗电能，节约水资源、盐矿资源。