本发明涉及粮食设备技术领域，具体涉及一种稻谷等级评定设备。
背景技术：
为确保国家粮食安全战略，增强粮食的检测和监管能力，保障粮农、企业和国家各方利益，在稻谷收购、储存、运输和政策性用粮等活动中，需要对批次稻谷试样的质量进行检测和评定。根据国家标准gb1350-2009《稻谷》的等级评定(简称“定等”)要求，以出糙率作为稻谷定等的主要依据，需要在各环节进行稻谷等级的评定活动，评定结果是稻谷的质量等级确认、定价购销、收储、以及转运处置等工作的决策依据。
目前稻谷出糙率的测定是通过人工识别、分拣、测量计算等方法进行定等。需要检验人员的感官识别稻谷糙米的不完善粒，把不完善粒分离出来，测量不完善粒的质量和批次试样品的总质量，进而计算不完善粒的质量占试样总质量的质量分数即为稻谷的出糙率，以达到检测评定稻谷的质量等级。然而，不同检验员的感官灵敏度不同、对标准理解的主观偏差、识别能力和经验的客观差异，导致稻谷定等结果出现较大误差；人工识别和分拣的工作不仅费时费工、且容易疲劳而出错，效率很低；另外，稻谷的种类还细分为早籼稻、晚籼稻、粳稻、籼糯稻、粳糯稻等多种类稻谷，出糙率的等级评定要求也有区别。总之稻谷定等的现状因人工操作导致定等效率低、评定结果的误差较大，亟需开展全面、准确、快速的稻谷定等技术的研究与设备研制，解决目前该领域存在的问题。
需要一种稻谷等级评定设备。
技术实现要素：
本发明的目的是解决稻谷定等工作中，因人工分拣、称重、计算带来的感官误差、效率低下的问题。
本发明的实施例提供一种稻谷等级评定设备，其中，包括图像采集单元、图像及综合数据处理计算机；图像采集单元被配置为对于糙米进行图像采集，并将图像传输至图像及综合数据处理计算机；图像及综合数据处理计算机被配置为根据糙米的图像，获得可食用部分的质量，根据可食用部分的质量，确定出糙率。
在本发明的实施例中，还包括：实验砻谷机、糙米排列布放装置、试样采集板、定位及移动控制机构、定位与移动轨道；实验砻谷机被配置为输入稻谷，并输出糙米；糙米排列布放装置被配置为将糙米的米粒依次排列在试样采集板的板面；试样采集板被配置为在定位及移动控制机构的驱动下移动；定位与移动轨道被配置为限定和支撑图像采集单元的移动；图像采集单元被配置为对于试样采集板上的糙米进行图像采集。
在本发明的实施例中，图像采集单元被配置为对于试样采集板上的糙米的正反面进行图像采集。
在本发明的实施例中，还包括：控制与通信接口、温度及水分测量单元、质量测量单元温度及水分测量单元被配置为测量糙米的温度及水分；质量测量单元被配置为测量糙米的质量；图像采集单元、定位及移动控制机构、温度及水分测量单元、质量测量单元通过控制与通信接口与图像及综合数据处理计算机连接。
本发明的实施例提供的一种稻谷等级评定设备可以用于稻谷等级的快速评定。
附图说明
图1中是本发明的实施例提供的一种稻谷等级评定设备的结构示意图。
图中，(1)实验砻谷机、(2)糙米排列布放装置、(3)试样采集板、(4)图像采集单元、(5)定位及移动控制机构、(6)定位与移动轨道、(7)图像及综合数据处理计算机、(8)控制与通信接口、(9)温度及水分测量单元、(10)质量(重力)测量单元。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的实施例提供的一种稻谷等级评定设备的结构示意图。如图1所示，稻谷等级评定设备包括：实验砻谷机(1)、糙米排列布放装置(2)、试样采集板(3)、图像采集单元(4)、定位及移动控制机构(5)、定位与移动轨道(6)；这些单元部件装配于设备机箱中部，便于输入被测稻谷试样原料，并有利于观察试样采集板(3)的排列情况；在合适位置安装温度及水分测量单元(9)、质量(重力)测量单元(10)以便准确测量环境温度、水分和试样的质量；用专用电缆连接定位及移动控制机构(5)与图像及综合数据处理计算机(7)，以控制和调节定位移动控制参数；用专用电缆连接图像采集单元(4)与图像及综合数据处理计算机(7)，作为图像信号的采集与控制通道；用专用电缆连接温度及水分测量单元(9)、质量(重力)测量单元(10)与图像及综合数据处理计算机(7)，进行温度、水分和的质量信息交换。
其中，图像及综合数据处理计算机(7)为一体化工控机，安装在设备正面便于人机交互和软件调试，安装专用的稻谷定等开发软件，按照流程操作设备，能够进行稻谷等级评定测试工作。评定等级结果由图像及综合数据处理计算机(7)的数据接口，可以输出打印文件或数据电子文件。
稻谷快速定等设备组成原理如图1，稻谷快速定等设备由实验砻谷机(1)、糙米排列布放装置(2)、试样采集板(3)、图像采集单元(4)、定位及移动控制机构(5)、定位与移动轨道(6)、图像及综合数据处理计算机(7)、控制与通信接口(8)、温度及水分测量单元(9)、质量(重力)测量单元(10)等组部件组成。实验砻谷机(1)完成对净稻谷作脱壳成为糙米的第一步工序；经过脱壳的糙米进入糙米排列布放装置(2)、在糙米排列布放装置(2)内的被检测糙米依次排列在试样采集板(3)的板面上；在定位及移动控制机构(5)的控制下，使试样采集板(3)在二维平面内移动，确保脱壳后的糙米颗粒排列在试样采集板(3)且不粘连；在排列好被检测糙米经试样采集板(3)定位固定后，由图像采集单元(4)对糙米的正反面进行图像采集，在被检测糙米的正反面实时采集图像信息，图像采集单元(4)在定位及移动控制机构(5)的控制下，在定位与移动轨道(6)中进行移动并精确定位，达到扫描图像的效果，确保采集到全部被检测糙米正反面的图像信息；图像采集单元(4)将图像信息传输到图像及综合数据处理计算机(7)供处理和计算；温度及水分测量单元(9)、质量(重力)测量单元(10)是按照标准要求采集温度、水分、质量(即稻谷试样的温度、水分、总质量)，将温度、水分、总质量数据通过接口(8)传输到图像处理及综合数据处理计算机(7)供处理和计算；图像及综合数据处理计算机(7)对图像信息经过位置定位编号、图像边缘提取、图像灰度特征处理、图像边缘锐化等方法，识别和标记出被检测糙米图像的位置、以及完善粒图像特性、五种不完善粒(即未成熟粒、虫蚀粒、病斑粒、生牙粒、生霉粒)的图像特征，同时通过像素计算出他它们的面积，进而根据专家知识计算出完善粒、五种不完善粒糙米所对应的质量；按照标准要求，计算可食用部分糙米的总质量，糙米的总质量与净稻谷质量的比值为稻谷定等的主要指标出糙率；另外温度及水分测量单元(9)通过控制与通信接口(8)的将温度水分信息传输到图像处理及综合数据处理计算机(7)，作为评判稻谷出糙率的参考依据。
糙米排列布放装置(2)可以是精确布放，例如，以预定的空间间隔进行多次输出，每次输出少量糙米，使得糙米粒能够平铺在试样采集板(3)上。也可以是粗略布放，即一次输出足够的糙米粒。试样采集板(3)自身通过水平方向上的移动，使得糙米粒平铺。试样采集板(3)可以采用透明材料，例如玻璃，或者树脂等，以便于对于糙米的正反面进行图像采集。
应当理解，判定过程中可以采用现有的图像处理方式，本发明不做限定，例如，还可以将试样的图像与预先保存的标准样品的图像直接进行对比，根据相似程度判定试样的等级。同样，对于专家经验等也不做限定，这些可以采用现有的规则或者通过实验确定。
设备能够对不同种类的稻谷进行快速评定等级，按照国家标准对五种不完善粒即：未成熟粒、虫蚀粒、病斑粒、生牙粒、生霉粒进行图像采集、分析、处理和计算，实现稻谷出糙率的自动检测和等级的快速评定。
不完善粒的图像处理依据面积质量关系的专家知识和统计规律，可以形成不同种类的定等软件模块，该结构和方法经改进参数适用于所有种类稻谷的等级评定。通过软件参数和实验模型的改进可应用于其它种类被测物的检测评定，不限于稻谷的快速评定。
图像采集单元(4)不限于适用摄像机、扫描仪或其他光学设备，能提供满足要求的图像信息均可实现稻谷出糙率的检测及定等功能。
本发明应用于粮食安全战略的稻谷等级评定领域，稻谷等级评定涉及稻谷的外观图像信号采集与定位控制、图像识别与信号处理、精密质量测量、水分与温度测量、图像表面积与质量关系的建立与自学习机的控制技术。
本发明经过仿真、实际样品试验，稻谷评定等级工作做到准确客观、快速高效，评定等级的出糙率误差可以控制在1％以内，一批次试样的定等时间可以控制在15min以内。