专利名称：单镜头颗粒判定仪的反光取像装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种采集颗粒图像的取像装置，具体地讲，是一种单镜 头颗粒判定仪的反光取像装置。
背景技术：
颗粒判定仪器的原理是采用CCD成像技术采集被测颗粒的外观图像，输 入计算机后对图像进行处理分析，得出被测颗粒的外观形状、尺寸大小、色 泽、内部结构等信息。颗粒判定仪器目前使用很广泛，主要应用食品领域和
工业领域。其中食品领域主要涉及以下几种颗粒的判定谷物颗粒的判定， 如小麦、玉米、大米、杂粮、稻谷、糙米等；油料作物颗粒的判定，如大 豆、油菜籽、花生、芝麻等；其他植物果实颗粒判定，如苹果、草莓、葡萄 等。工业领域主要有各种金属、非金属的原料颗粒、磨损颗粒等的判定。
颗粒判定仪器目前采用的取像装置一般有以下两种方式 一种是单镜头 取像装置，另一种是多镜头取像装置。如图1所示，为单镜头颗粒判定仪的 取像装置9的示意图，这种单镜头取像装置9具有固定在被测颗粒上方的一个摄像头91 ，被测颗粒90放置在物料板92上，被测颗粒90可以是单颗粒也 可以是群体颗粒(图1中示出了多颗粒的情况)。该单镜头取像装置的优点是 获得信息速度快、图像处理量少、设计及制造的成本低。缺点是只能反映颗 粒单面的外观信息，由此容易导致判断结果出现误判，从而影响颗粒判定仪 的准确度。
如图2所示，为多镜头颗粒判定仪的取像装置的结构示意图。如图2所 示，该多镜头取像装置8—般釆取2个或2个以上位置固定的摄像头81，被 测物料80被放置在透明的物料板82上，通过位于多个方位的摄像头81对颗 粒80不同表面取像并分析。被测颗粒80可以是单颗粒也可以是群体颗粒(图2中仅示出的多颗粒的情况)。该多镜头取像装置获得图像信息多，处理结果 的准确度高，但由于摄像头数量多，增加了成本。
另外，该两种颗粒判定仪的取像装置在对群体颗粒的判定，如果颗粒之
间布料不均匀，产生颗粒之间相互接触的现象(如图1中的A处和图2中的 B处)，则容易导致计算机图像处理结果与事实不符，即产生误判，从而也影 响颗粒判定仪的判定准确度。
因此，有必要提供一种新型的颗粒判定仪取像装置，来解决现有取像装 置存在的上述问题。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种单镜头颗粒判定仪的反 光取像装置，其能够利用反光光路而采用一个镜头来采集被测颗粒的正面和 反面图像信息，从而提高颗粒判定仪的判定准确度。
本实用新型所要解决的技术问题还在于，提供一种单镜头颗粒判定仪的 反光取像装置，其在对群体颗粒进行判定时，能够使颗粒之间布料均匀，从 而提高颗粒判定仪的判定准确度。
本实用新型的上述技术问题可采用如下技术方案来解决， 一种单镜头颗 粒判定仪的反光取像装置，其包括水平放置的透明物料板和一个固定设置的 摄像装置，在所述摄像装置的摄像口与物料板正面之间设置有将被测颗粒正 面的反射光传递给摄像口的正面反射光路，在摄像口与物料板反面之间设置 有将被测颗粒反面的反射光传递给摄像口的反面反射光路，在该两反射光路 上之间具有对两反射光路进行切换的切换装置。
在本实用新型中，作为一个具体的可选实施方式，所述的摄像装置固定 设置在物料板的一侧，所述的切换装置为旋转式反光板，该旋转式反光板位 于摄像装置的摄像口与物料板之间；在所述正面反射光路上，在物料板的正 面与旋转式反光板之间设有第一正面反光板和第二正面反光板；在所述反面 反射光路上，在物料板的反面与旋转式反光板之间设有第一反面反光板和第二反面反光板；所述的旋转式反光板具有反光面与第二正面反光板相对的第 一位置和反光面与第二反面反光板相对的第二位置。
在本实用新型的上述实施方式中，所述的第一正面反光板、第二正面反
光板、第一反面反光板以及第二反面反光板分别为倾斜45'度设置的反光板。
在本实用新型的上述实施方式中，所述的第一正面反光板与第一反面反 光板相对于摄像口的水平轴线对称设置。
在本实用新型的上述实施方式中，所述的第二正面反光板与第二反面反 光板相对于摄像口的水平轴线对称设置。
在本实用新型中，所述正面反射光路与反面反射光路的光程相等。
作为本实用新型的另一种可选具体实施方式
，所述的摄像装置设置在物 料板的上方，摄像口朝向物料板的正面，所述的切换装置为移动式反光板， 该移动式反光板具有位于摄像口与物料板正面之间的正面反射光路之外第一 位置和位于正面光路上的第二位置，在所述反面反射光路上，在该物料板的 下方设置有第一反面反光板，在该第一反面反光板的一侧设置有第二反面反 光板，在该第二反面反射板的上方设有第三反面发光板，该第三反光板的反 光面与处于第二位置的移动式反光板的反光面相对。
在本实用新型的上述实施方式中，所述的第一反面反光板、第二反面反
光板、第三反面反光板以及位于第二位置的移动式反光板分别为倾斜45度设 置的反光板。
在本实用新型中，在所述的物料板上可连接有振动器，从而通过振动来 使群体物料布料均匀。
在本实用新型中，在所述物料板上还连接有减震装置，例如减震垫或减 震弹簧等，以减少物料板振动时与其他装置相碰而对仪器产生破坏作用。
采用本实用新型的单镜头颗粒判定仪的取像装置效果是显著的，由于物 料板上的被测颗粒的正面图像信息和反面图像信息可通过切换装置的切换， 分别通过正面反射光路和反面发射光路反射到摄像装置的摄像口，从而采用 一个摄像装置即可对被测颗粒的正面和反面进行取像，以获得被测颗粒较多的图像信息，不但保证了颗粒判定的准确性，而且与多镜头颗粒判定仪相比， 也极大地降低了仪器的成本。
图l现有单镜头颗粒判定仪的取像装置结构示意图2现有多镜头颗粒判定仪的取像装置结构示意图3本实用新型的取像装置的第一实施方式的第一种具体结构示意图，
其中切换装置设置成摄像装置通过正面发射光路采集被测颗粒正面图像信息
的第一位置；
图4本实用新型的取像装置的第一实施方式第一种具体结构示意图，其 中切换装置设置成摄像装置通过反面发射光路采集被测颗粒反面图像信息的 第二位置；
图5本实用新型的第一实施方式中具有振动装置的结构示意图6本实用新型的取像装置的第一实施方式的第二种具体结构示意图，
其中切换装置设置成摄像装置通过正面发射光路采集被测颗粒正面图像信息
的第一位置；
图7本实用新型的取像装置的第一实施方式第二种具体结构示意图，其 中切换装置设置成摄像装置通过反面发射光路采集被测颗粒反面图像信息的 第二位置；
图8本实用新型的取像装置的第二实施方式结构示意图，其中切换装置 设置成摄像装置通过正面发射光路采集被测颗粒正面图像信息的第一位置；
图9本实用新型的取像装置的第二实施方式结构示意图，其中切换装置 设置成摄像装置通过反面发射光路采集被测颗粒反面图像信息的第二位置；
图10本实用新型置的第二实施方式中具有振动装置的结构示意图。
具体实施方式
如图3 —图8所示，本实用新型的单镜头颗粒判定仪的反光取像装置，包括水平放置的透明物料板2和一个固定设置的摄像装置1，其中，在所述摄像 装置1的摄像口 11与物料板2正面21之间设置有将被测颗粒10正面的反射 光传递给摄像口 11的正面反射光路31，在摄像口 11与物料板2反面22之间 设置有将被测颗粒10反面的反射光传递给摄像口 11的反面反射光路32，在 该两反射光路31、 32上之间具有对两反射光路31、 32进行切换的切换装置 30。在采集被测颗粒10的图像信息时，当切换装置30切换到正面反射光路 通畅的位置时，被测颗粒10正面的图像信息通过正面反射光路反射到摄像口 11，从而通过摄像装置1采集被测颗粒10的正面图像信息；切换装置30切 换到反面反射光路通畅的位置时，被测颗粒IO反面的图像信息通过透明物料 板2经反面反射光路反射到摄像口 11,从而可通过摄像装置1采集被测颗粒 10反面的图像信息。这样，采用一个摄像装置1即可对被测颗粒10的正面和 反面进行取像，以获得被测颗粒10较多的图像信息，不但保证了颗粒判定仪 进行颗粒判定的准确性，而且与图2所示的多镜头颗粒判定仪相比，也极大 地降低了仪器的成本。
在本实用新型中，摄像装置1采集到的图像信息可通过计算机处理并记 录图像数据，其方式可与现有的图像处理方式相同，在此不再详细描述。
在本实用新型中，正面反射光路和反面反射光路可通过多种光学元件和 布置方式，只要能够分别将被测颗粒10正面和反面的图像信息反射到摄像装 置1的摄像口 11即可，其具体结构形式可不作限制。
如图3 —图7所示为本实用新型的第一实施方式示意图，作为一个具体的 可选实施方式，在该实施例中，所述的摄像装置1固定设置在物料板2的一 侧，摄像装置1的摄像口11与物料板2之间设置有旋转式反光板301，该旋 转式反光板301构成为所述的切换装置30。在正面反射光路31上，在所述的 物料板2的正面与旋转式反光板301之间，设有第一正面反光板311和第二 正面反光板312。在反面反射光路上，在所述的物料板2的反面与旋转式反光 板301之间，设有第一反面反光板321和第二反面反光板322。该旋转式反光
板301具有反光面与第二正面反光板相对的第一位置(如图3、图6所示)和反光面与第二反面反光板相对的第二位置(如图4、图7所示)。
如图3、图6所示，当构成切换装置30的旋转式反光板301的反光面对 准第二正面反光板312时，物料板2上的被测颗粒10的正面反射光经第一正 面反光板311反射给第二正面反光板312，该第二正面反光板312再将光反射 给旋转式反光板301，由旋转式反光板301将光反射到摄像装置1的摄像口 11，形成正面反光光路31，从而采集物料板2上的被测颗粒10的正面图像信 息。如图4、图7所示，当旋转所述的旋转式反光板301，使旋转式反光板301 的反光面对准第二反面反光板322时，物料板2上的被测颗粒10反面的反射 光经透明物料板2照射在物料板2下方的第一反面反光板321上，该第一反 面反光板将光再反射到第二反面反光板322，经该第二反面反光板322将光再 反射到旋转式反光板301上，由该旋转式反光板301将被测颗粒10反面的反 射光反射给摄像装置1的摄像口 11，从而形成反面反光光路32，通过摄像口 11采集被测颗粒10反面的图像信息。这样，在该第一实施方式中，采用一个 摄像装置1即实现了对被测颗粒10的正面图像信息和反面图像信息的采集， 不但提供了颗粒判定仪的准确度，而且降低了使用摄像装置1的数量，节省 了制造成本。
在该第一实施方式中，该些反光板的设置角度和设置位置可以采用多种 形式，只要能够形成正面反射光路31和反面反射光路32即可。
在如图3 —图4示出了其中一个具体的例子。在该例子中，第一正面反光 板311和第一反面反光板321分别设置在物料板2的上方和下方，第二正面 反光板312和第二反面反光板322分别设置在旋转式反光板301的上方和下 方。并且，第一正面反光板311、第二正面反光板312、第一反面反光板321 以及第二反面反光板322设置成倾斜45度。
如图6、图7示出了另一个具体的例子，在该例子中，第一正面反光板 311和第一反面反光板321分别设置在物料板2的上方和下方，第二正面反光 板312和第二反面反光板322分别设置在旋转式反光板301的斜上方和斜下
方，其中第一正面反光板311和第一反面反光板321分别与物料板2成62度 角。
当然，在该第一实施方式中，并不限于图3 —图4以及图6 —图7示出的 两种例子，该些反光板还可能为其他角度和其他设置位置，在此不再一一详 述。
如图3—图7，在本实用新型的第一实施方式中，所述的第一正面反光板 311与第一反面反光板321可具体相对于摄像口 11的水平轴线对称设置；所 述的第二正面反光板312与第二反面反光板322也可相对于摄像口的水平轴 线对称设置。
在该第一实施方式中，如图3—图7所示，正面反射光路31以及反面反 射光路32上的反光板位置可设置成，使所述正面反射光路31与反面反射光 路32的光程相等，以便于计算机对通过正面反射光路31和反面反射光路32 采集到图像信息进行处理。
如图8、图9所示为本实用新型的第二实施方式结构示意图，作为本实用
新型的另一种可选具体实施方式
，所述的摄像装置1设置在物料板2的上方， 摄像口 11朝向物料板2的正面，所述的切换装置30可由移动式反光板302 构成，该移动式反光板302具有位于摄像装置1的摄像口 11与物料板2之间 的正面反射光路31之外的第一位置(如图8所示)，和位于正面反射光路31 上的第二位置(如图9所示)。在反面反射光路32上，在该物料板2的下方 设置有第一反面反光板321，在该第一反面反光板321的一侧设置有第二反面 反光板322，在该第二反面反射板322的上方设有第三反面发光板323，该第 三反光板323的反光面与处于第二位置的移动式反光板302的反光面相对。
如图8所示，当构成切换装置30的移动式反光板302移至第一位置时， 物料板2上的被测颗粒10的正面反射光直接反射到物料板2上方的摄像口 11 内，形成正面反射光路31，从而通过摄像装置1从正面采集被测颗粒10的图 像信息。如图9所示，当移动式反光板302被移至第二位置时，正面反射光 路31被移动式反光板302切断，而反面反射光路32通畅。此时，在物料板2 上的被测颗粒10的反面的图像信息透过透明的物料板2被反射到物料板2下 方的第一反面反光板321上，该第一反面反光板321将反面图像信息再反射 到其一侧的第二反面反光板322上，该第二反面反光板322再将反面图像信 息反射到其上方的第三反面反光板323上，该第三反面反光板323将接收到 的被测颗粒10的反射光反射给位于第二位置的移动式反光板302，由该移动 式反光板302将被测颗粒10的反射光反射到摄像装置1的摄像口 11内，从 而形成反面反光光路32，通过摄像装置1从反面采集被测颗粒10图像信息。 在本实施方式中，同样也采用一个摄像装置1实现了从正面和反面对被测颗 粒10的图像信息采集，从而不但提供了颗粒判定仪的准确度，而且降低了使 用摄像装置l的数量，节省了制造成本。
如图8、图9所示，在本实用新型的第二实施方式中，所述的第一反面反 光板321、第二反面反光板322、第三反面反光板323以及位于第二位置的移 动式反光板302也可分别为倾斜45度设置的反光板，以便于形成所述的反面 反射光路32。该些反射板也可具有其他的倾斜角度，只要能够形成正面反射 光路31和反面反射光路32即可，在此不再一一详述。
在该第二实施方式中，为便于计算机对所取的的图像信息的处理，在正 反面取像时可对摄像装置的焦距进行调节或采用光学放大元件。
在本实用新型中，如图5、图10所示，为防改善群体颗粒之间相互接触 而影响图像信息的准确型，在所述的物料板2上可连接有振动器4，从而通过 该振动器4的振动来使群体物料布料均匀，进一步提高颗粒判定仪的判定准 确性。该振动器4可采用电磁气、液等振动方式，或者手动操作方式，只要 能够产生振动即可，其具体结构可不作限制。该振动器4使物料板4的振动 方向可以是垂直振动也可以是水平振动，可以往复式振动也可以是回转式振 动。
如图5、图10所示，在所述物料板2上还可连接有减震装置5，例如减 震垫或减震弹簧等，以减少物料板2振动时与其他装置(如支撑物料板2的 支撑座)相碰而对仪器产生破坏作用。
采用本实用新型的单镜头颗粒判定仪的反光取像装置，能够在降低成本 的同时，获得被测颗粒的正面、反面和内部结构等图像和数据，提高颗粒判 定的准确性。本实用新型既可以用于单颗粒判定，也可以用于多颗粒判定， 且不受颗粒形状限制，适用于多品种、多形状颗粒。
本实用新型的上述具体实施例为几种可选实施方式，仅用于说明本实用 新型，而非用于限制本实用新型。在本实用新型中，正面反射光路31和反面
反射光路32上的反射板的数量和角度还可以设置成不同于上述具体例子的其 他多种形成，只要能够将物料板2上的被测颗粒10的正面图像信息反射到摄 像口 11和将被测颗粒10的反面图像信息反射到摄像口 11即可，其光路的具 体设置方式可不作限制。
权利要求1、一种单镜头颗粒判定仪的反光取像装置，该装置包括水平放置的透明物料板和一个固定设置的摄像装置，其特征在于，在所述摄像装置的摄像口与物料板正面之间设置有将被测颗粒正面的反射光传递给摄像口的正面反射光路，在摄像口与物料板反面之间设置有将被测颗粒反面的反射光传递给摄像口的反面反射光路，在该两反射光路上之间具有对两反射光路进行切换的切换装置。
2、 如权利要求1所述的单镜头颗粒判定仪的反光取像装置，其特征在于， 所述的摄像装置固定设置在物料板的一侧，所述的切换装置为旋转式反光板， 该旋转式反光板位于摄像装置的摄像口与物料板之间；在所述正面反射光路 上，在物料板的正面与旋转式反光板之间设有第一正面反光板和第二正面反 光板；在所述反面反射光路上，在物料板的反面与旋转式反光板之间设有第 一反面反光板和第二反面反光板；所述的旋转式反光板具有反光面与第二正 面反光板相对的第一位置和反光面与第二反面反光板相对的第二位置。
3、 如权利要求2所述的单镜头颗粒判定仪的反光取像装置，其特征在于， 所述的第一正面反光板、第二正面反光板、第一反面反光板以及第二反面反 光板分别倾斜45度设置。
4、 如权利要求2所述的单镜头颗粒判定仪的反光取像装置，其特征在于， 所述的第一正面反光板与第一反面反光板相对于摄像口的水平轴线对称设 置。
5、 如权利要求2所述的单镜头颗粒判定仪的反光取像装置，其特征在于， 所述的第二正面反光板与第二反面反光板相对于摄像口的水平轴线对称设 置。
6、 如权利要求2所述的单镜头颗粒判定仪的反光取像装置，其特征在于， 所述正面反射光路与反面反射光路的光程相等。
7、 如权利要求1所述的单镜头颗粒判定仪的反光取像装置，其特征在于，所述的摄像装置设置在物料板的上方，摄像口朝向物料板的正面，所述的切 换装置为移动式反光板，该移动式反光板具有位于摄像口与物料板正面之间 的正面反射光路之外第一位置和位于正面光路上的第二位置，在所述反面反 射光路上，在该物料板的下方设置有第一反面反光板，在该第一反面反光板 的一侧设置有第二反面反光板，在该第二反面反射板的上方设有第三反面发 光板，该第三反光板的反光面与处于第二位置的移动式反光板的反光面相对。
8、 如权利要求7所述的单镜头颗粒判定仪的反光取像装置，其特征在于， 所述的第一反面反光板、第二反面反光板、第三反面反光板以及位于第二位 置的移动式反光板分别倾斜45度设置。
9、 如权利要求1所述的单镜头颗粒判定仪的反光取像装置，其特征在于， 在所述的物料板上连接有振动器。
10、 如权利要求9所述的单镜头颗粒判定仪的反光取像装置，其特征在 于，在所述物料板上还连接有减震装置。
专利摘要本实用新型提供了一种单镜头颗粒判定仪的反光取像装置，该装置包括水平放置的透明物料板和一个固定设置的摄像装置，其特征在于，在所述摄像装置的摄像口与物料板正面之间设置有将被测颗粒正面的反射光传递给摄像口的正面反射光路，在摄像口与物料板反面之间设置有将被测颗粒反面的反射光传递给摄像口的反面反射光路，在该两反射光路上之间具有对两反射光路进行切换的切换装置。本实用新型能够利用反光光路而采用一个镜头来从正面和反面采集被测颗粒的图像信息，从而提高颗粒判定仪的判定准确度，降低设备的制造成本。
文档编号G01B11/00GK201075000SQ20072017005
公开日2008年6月18日 申请日期2007年8月6日 优先权日2007年8月6日
发明者伟 郝 申请人:北京东孚久恒仪器技术有限公司