专利名称：上孵前无精蛋筛选器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于种蛋孵化前检测设备。
背景技术：
种蛋的孵化过程大约需要21天，对环境温湿度条件要求较高，是一个耗时、耗能 的过程。据80年代中后期统计资料，1988年美国约孵化59. 7亿只蛋，未受精蛋约占总孵化 蛋的8% 9%，而每只蛋孵化需花费3美分，因此造成的经济损失相当可观。我国江苏省 1988年入孵蛋约3亿只，未受精蛋按8% 9%计算，仅江苏一省损失达几百万元。这意味 着每年都有大量的未受精种蛋不能孵化，其造成的经济损失相当大。实现在种蛋入孵前检 测出无精蛋不仅能有效地节省时间、空间、劳动力和能源，提高孵化效率，还能保证孵化环 境的卫生和生产质量，而且无精蛋可以用于食品，有着巨大的经济和社会效益。在实际应用 中，剔除无精蛋，此技术依然采用手持简易照蛋器在孵化的第5天进行头照，该方法工作量 大、速度慢、人为因素影响较大，而新鲜蛋孵化7 后，品质降为乙级以下，不宜加工成蛋制 品，浪费大量食用蛋，消耗无用的能量。因此开发出一套能在种蛋上孵前自动检测无精蛋系 统，对降低人工照蛋的劳动强度，提高检测准确性和生产效率，保障生产者的利益，具有十 分重要的意义。目前国内外主要是采用了计算机视觉法检测种蛋。前人的研究表明无损检 测技术确实能有效地应用在种蛋上孵以后的检测上，但是也存在着一些问题，如研究主要 集中在孵化早期无精蛋的检测，而孵化前对无精蛋的检测国内外还未见相关报导，而且研 究都是在实验室水平下完成，离实际应用还有一段距离。本文研究一种适合国内外需要的 基于机器视觉检测无精蛋方法，并能够形成一套便携式、商品化无精蛋筛选仪器，以满足目 前孵化市场对种蛋上孵前剔除无精蛋的要求。发明内容本实用新型的目的就是针对上述已有技术存在的问题，研究一种上孵前无精蛋筛 选器，实现种蛋上孵前剔除无精蛋，降低人工照蛋的劳动强度，提高检测准确性和生产效 率，保障生产者的利益。本实用新型的目的是这样实现的一种上孵前无精蛋筛选器，该系统硬件部分由图像传感器、中央处理器、动态存储 器、海量存储器、LED指示灯和蜂鸣器五部分组成，软件部分包括4个功能模块图像卡控制 算法模块、图像预处理算法模块、图像特征参数提取模块和模式识别算法模块，处理器引导 程序和4个功能模块的应用程序都保存在海量存储器中，使用时再调到动态存储器中去， 各部分接口信号连接如下1、中央处理器的GPIO模拟SCCB总线协议，控制图像传感器的功能寄存器，使用中 央处理器3个中断引脚引入图像传感器的图像输出同步信号VSYNC，HSYNC，PCLK，以中断方 式同步图像数据输出，图像传感器的YUV通道输出的16位并行数据通过中央处理器的16 个I/O 口接入；[0007]2、动态存储器有2片，一片的数据引脚(DO DM)与中央处理器的低16位数据线 相连，另一片的数据引脚(DO DM)与中央处理器的高16位数据线相连，地址引脚(AO A12)及片选信号引脚(nCS)相互连在一起，并与中央处理器的引脚(nSCSO)连接，nWE、 nRAS、nCAS也分别与中央处理器的对应引脚LnWE、nSRAS、nSCAS相连；3、海量存储器的ALE和CLE端分别接中央处理器的ALE和CLE端，8位的I/O[7 0]与中央处理器低8位数据总线相连，/WE，/RE，/CE分别与中央处理器的nFWE，nFRE，nFCE 相连，R/B与R/nB相连；4、LED指示灯和蜂鸣器有两个指示灯和一个蜂鸣器组成，中央处理器的GPE2位、 GPE3位输出控制两个指示灯，中央处理器的GPE4位输出控制一个蜂鸣器。本实用新型的优点是结构简单，实时性强，体积小，运行稳定。
图1是上孵前无精蛋筛选器连接结构示意图。图中件号说明1、图像传感器、2、中央处理器、3、动态存储器、4、海量存储器、5、LED指示灯和蜂鸣ο具体实施方式
以下结合附图对本实用新型实施方案进行详细描述一种上孵前无精蛋筛选器，该系统硬件部分由图像传感器1、中央处理器2、动态 存储器3、海量存储器4、LED指示灯和蜂鸣器5五部分组成，软件部分包括4个功能模块 图像卡控制算法模块、图像预处理算法模块、图像特征参数提取模块和模式识别算法模块， 处理器引导程序和4个功能模块的应用程序都保存在海量存储器4中，使用时再调到动态 存储器3中去，各部分接口信号连接如下①、中央处理器2的GPIO模拟SCCB总线协议，控制图像传感器1的功能寄存器，使 用中央处理器23个中断引脚引入图像传感器1的图像输出同步信号VSYNC，HSYNC, PCLK， 以中断方式同步图像数据输出，图像传感器1的YUV通道输出的16位并行数据通过中央处 理器2的16个I/O 口接入；②、动态存储器3有2片，一片的数据引脚D0-D15与中央处理器2的低16位数据 线相连，另一片的数据引脚D0-D15与中央处理器2的高16位数据线相连，地址引脚A0-A12 及片选信号引脚nCS相互连在一起，并与中央处理器2的引脚nSCSO连接，nWE、nRAS、nCAS 也分别与中央处理器2的对应引脚LnWE、nSRAS、nSCAS相连；③、海量存储器4的ALE和CLE端分别接中央处理器2的ALE和CLE端，8位的 1/07-0与中央处理器2低8位数据总线相连，/WE, /RE, /CE分别与中央处理器2的nFWE， nFRE, nFCE 相连，R/B 与 R/nB 相连；④、LED指示灯和蜂鸣器5有两个指示灯和一个蜂鸣器组成，中央处理器2的GPE2 位、GPE3位输出控制两个指示灯，中央处理器2的GPE4位输出控制一个蜂鸣器。本设备中央处理器是整个系统的控制中心，它监控各个功能模块的启动和运行。 在中央处理器控制下，首先通过图像传感器采集种蛋图像，保存在海量存储器中，然后调到动态存储器中去，对图像进行灰度化处理；接着使用中值滤波方法除去噪声，使用边缘检测 算法提取种蛋边缘；接着从边缘提取种蛋图像区域6个不变性特征参数(圆度、复杂性、伸 长度、球状性、长短轴比和变动系数)，利用已建立的具有1个隐含层的3层BP神经网络把 6个不变性特征参数作为输入，输出为10 (无精蛋)和01 (受精蛋)，此输出作为驱动电平， 通过放大电路使LED做出显示，让蜂鸣器发出响声，即完成种蛋上孵前无精蛋的筛选工作。
权利要求1. 一种上孵前无精蛋筛选器，其特征在于该系统硬件部分由图像传感器(1)、中央处 理器O)、动态存储器(3)、海量存储器G)、LED指示灯和蜂鸣器( 五部分组成，软件部分 包括4个功能模块图像卡控制算法模块、图像预处理算法模块、图像特征参数提取模块和 模式识别算法模块，处理器引导程序和4个功能模块的应用程序都保存在海量存储器(4) 中，使用时再调到动态存储器(3)中去，各部分接口信号连接如下①、中央处理器O)的GPIO模拟SCCB总线协议，控制图像传感器(1)的功能寄存器， 使用中央处理器0)3个中断引脚引入图像传感器(1)的图像输出同步信号VSYNC，HSYNC， PCLK，以中断方式同步图像数据输出，图像传感器(1)的YUV通道输出的16位并行数据通 过中央处理器(2)的16个I/O 口接入；②、动态存储器C3)有2片，一片的数据引脚D0-D15与中央处理器O)的低16位数 据线相连，另一片的数据引脚D0-D15与中央处理器O)的高16位数据线相连，地址引脚 A0-A12及片选信号引脚nCS相互连在一起，并与中央处理器O)的引脚nSCSO连接，nWE、 nRAS、nCAS也分别与中央处理器O)的对应引脚LnWE、nSRAS、nSCAS相连；③、海量存储器⑷的ALE和CLE端分别接中央处理器(2)的ALE和CLE端，8位的I/ 07-0与中央处理器⑵低8位数据总线相连，/WE，/RE，/CE分别与中央处理器⑵的nFWE， nFRE, nFCE 相连，R/B 与 R/nB 相连；④、LED指示灯和蜂鸣器( 有两个指示灯和一个蜂鸣器组成，中央处理器( 的GPE2 位、GPE3位输出控制两个指示灯，中央处理器O)的GPE4位输出控制一个蜂鸣器。
专利摘要本实用新型公开一种孵化前未受精鸡蛋检测设备，属于鸡蛋检测类制造技术领域。本实用新型构建了无精蛋识别的嵌入式系统，系统的硬件为ARM S3C2410嵌入式系统开发板、CMOS图像传感器OV7620、LED和蜂鸣器。本实用新型在ARM S3C2410提供的linux环境下，使用C语言和汇编语言构建了无精蛋识别软件。软件主要组成部分有种蛋图像获取、图像边缘检测、特征参数提取、三层BP神经网络；实现的主要功能是根据采集图像的特征参数(圆度、复杂性、伸长度、球状性、长短轴比、变动系数)使用神经网络识别出无精蛋和受精蛋。神经网络的输出为10或01，此输出作为驱动电平，通过放大电路使LED做出显示，让蜂鸣器发出响声。使用本设备检测无精蛋方便快捷，完全能满足上孵前剔除无精蛋的要求，是一种高效实用的无精蛋识别系统。
文档编号G01N21/00GK201821742SQ20102051081
公开日2011年5月11日 申请日期2010年8月31日 优先权日2010年8月31日
发明者关海鸥, 刘胜军, 张楠, 杨冬风, 衣淑娟, 马秀莲 申请人:黑龙江八一农垦大学