农业谷物粒度仪、收集、移动和测量谷物粒度的系统和方法与流程

本发明涉及一种颗粒粒度测量系统、一种收集、移动和测量系统、以及一种颗粒粒度测量方法，这些系统和该方法用于经历破碎工艺的谷物以便限定其颗粒粒度并分析其运作。

背景技术：

1、在现有技术下广泛已知和使用的用于测量谷物颗粒粒度(例如，已破碎大豆)的方法涉及对谷物的非自动化测量。这种非自动化测量方法需要对熟练掌握从被测量物质(在这种情况下为已破碎谷物)获得信息的合格工人进行实际培训和培养。这种需求导致对受过培训并有资格处理这项工作的熟练工人有依赖。此外，与测量相关联的人为错误、工艺减慢以及可能的非测量增加了非自动化方法的低效性，从而给行业造成损失。

2、为了提高效率和减少可能的人为错误，在现有技术下已开发了几种类型的设备。文献br 112012011440-9中描述了现有技术下的装置(更具体地说，用于限定颗粒粒度的装置)的示例。该文献描述了一种用于确定颗粒粒度分布的工艺和装置以及一种用于对从流线转移的产品流进行采样的单元。描述了用于通过检测颗粒的至少一个部分测得的数据的形成步骤，其中，测量数据是至少通过光学检测部分颗粒(通过至少两种不同的光学测量方法)来产生的。

3、美国专利us 6.061.130中描述了现有技术下的装置的另一个示例。该文献描述了一种用于限定颗粒粒度分布和表征颗粒混合物的颗粒形式的装置。该装置具有用于对到达装置的颗粒流中的颗粒混合物进行分类的测量设备。描述了光电测量区段，其具有彼此对齐的光源和用于收集图像的装置，其中，颗粒流在光源与图像收集装置之间转向。图像收集装置具有被引导朝向颗粒流的多个电光图像记录单元，并且这些单元自身当中组合了不同的图像记录尺度以便覆盖整个装置测量范围。

4、然而，现有技术下的工艺和装置并没有描述一种谷物颗粒粒度测量系统、一种谷物颗粒粒度测量方法或一种谷物收集、移动和测量系统，这些系统和该方法收集多粒谷物的图像并对由图像收集装置收集的图像执行色彩分割工艺连同二值图像边缘段拓扑结构分析。因此，可能无法以高效和准确的方式测量所述多粒谷物的颗粒粒度的测量值。

技术实现思路

1、本发明的目的

2、鉴于现有技术下所描述的问题，本发明的目的是提供一种谷物颗粒粒度测量系统、一种谷物收集、移动和测量系统、以及一种谷物颗粒粒度测量方法，这些系统和该方法能够基于对由图像收集装置收集的图像的色彩分割连同二值图像边缘段拓扑结构分析来执行谷物颗粒粒度测量。

3、由本发明解决的系统和方法所提出的谷物颗粒粒度测量除了以自动化和连续的方式执行之外还导致谷物测量(诸如例如，已破碎大豆)更精确和更高效。

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技术实现要素：

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6、本发明涉及一种谷物颗粒粒度测量系统，包括图像收集装置和命令单元。图像收集装置被配置成收集多粒谷物的图像。命令单元被配置成：接收通过图像收集装置收集的所述多粒谷物的图像，以及基于对所收集的图像的色彩分割和二值图像边缘段拓扑结构分析来对所述多粒谷物执行颗粒粒度测量。对所收集的所述多粒谷物的图像的色彩分割可以是hsv空间中的色彩分割。

7、命令单元可被配置成以自动化和连续的方式在谷物颗粒粒度测量系统中处理所述多粒谷物的接收和返回。此外，命令单元可被配置成：基于所收集的图像而产生所述多粒谷物中的每粒谷物的谷物轮廓，从而计算所述多粒谷物中的每粒谷物所占据的像素的数量。命令单元还可被配置成：基于所收集的图像来限定所述多粒谷物中的每粒谷物的每毫升像素比率。命令单元还可被配置成基于所收集的图像来限定包围所述多粒谷物中的每粒谷物的最小矩形。

8、本发明还涉及一种谷物收集、移动和测量系统，包括谷物收集装置、分离器装置、测量装置和命令单元。谷物收集装置包括被配置成从外部谷物流中取出多粒谷物的至少一个阀。分离器装置被配置成通过吹送空气从所述多粒谷物中去除不需要的颗粒。测量装置包括被配置成收集所分析的多粒谷物的图像的图像收集装置。命令单元以一种借此其控制谷物收集、移动和测量系统的方式连接到谷物收集装置、分离器装置和测量装置。命令单元被配置成：接收通过测量装置收集的所述多粒谷物的图像；以及对所述多粒谷物执行颗粒粒度测量。

9、在谷物收集、移动和测量系统中，可基于对所收集的所述多粒谷物的图像的hsv空间中的色彩分割和二值图像边缘段拓扑结构分析来对所述多粒谷物执行颗粒粒度测量。此外，谷物收集装置可包括具有非对称阀的一组管道，这些非对称阀被配置成将外部谷物流引导到谷物收集、移动和测量系统。分离器装置可包括鼓风机，其中，该鼓风机提供空气置换。

10、谷物收集、移动和测量系统还可包括连接到命令单元的定量给料(dosing)装置，其中，该定量给料装置包括至少一个螺旋状螺纹和连接到螺旋状螺纹的马达，其中，螺旋状螺纹是通过马达的作用提供动力的，借此它调节所分析的所述多粒谷物中的谷物的数量。

11、命令单元可被配置成在谷物收集、移动和测量系统中以自动化和连续的方式控制所述多粒谷物的接收和返回。

12、本发明涉及一种用于测量谷物颗粒粒度的方法，该方法包括以下步骤：通过图像收集装置收集多粒谷物的图像；以及通过所收集的图像来测量所述多粒谷物中的每粒谷物的颗粒粒度。测量每粒谷物的颗粒粒度的步骤是通过对所收集的所述多粒谷物的图像的色彩分割工艺和二值图像边缘段拓扑结构分析来执行的。对所收集的所述多粒谷物的图像的色彩分割是hsv空间中的色彩分割。

13、谷物颗粒粒度测量方法还可包括提取所述多粒谷物中的每粒谷物的谷物轮廓的步骤、以及通过所收集的所述多粒谷物的图像来限定由所述多粒谷物中的每粒谷物占据的像素的数量的步骤。谷物颗粒粒度测量方法还可包括如下步骤：通过所收集的所述多粒谷物的图像来限定所述多粒谷物中的每粒谷物的每毫升像素比率；以及识别由每粒谷物占据的实际面积。此外，谷物颗粒粒度测量方法可包括如下步骤：通过所收集的所述多粒谷物的图像来限定包围所述多粒谷物中的每粒谷物的最小矩形。

技术特征：

1.一种谷物颗粒粒度测量系统(100)，其特征在于，所述谷物颗粒粒度测量系统包括：

2.根据权利要求1所述的谷物颗粒粒度测量系统(100)，其特征在于，对所收集的所述多粒谷物的所述图像的所述色彩分割是hsv空间中的色彩分割。

3.根据权利要求1或2所述的谷物颗粒粒度测量系统(100)，其特征在于，所述命令单元(120)被配置成以自动化和连续的方式处理在所述谷物颗粒粒度测量系统(100)中所述多粒谷物的接收和返回。

4.根据前述权利要求中任一项所述的谷物颗粒粒度测量系统(100)，其特征在于，所述命令单元(120)被配置成基于所述所收集的图像产生所述多粒谷物中的每粒谷物的谷物轮廓，从而计算由所述多粒谷物中的每粒谷物占据的像素的数量。

5.根据前述权利要求中任一项所述的谷物颗粒粒度测量系统(100)，其特征在于，所述命令单元(120)被配置成基于所述所收集的图像来限定所述多粒谷物中的每粒谷物的每毫升像素比率。

6.根据前述权利要求中任一项所述的谷物颗粒粒度测量系统(100)，其特征在于，所述命令单元(120)被配置成基于所述所收集的图像来限定包围所述多粒谷物中的每粒谷物的最小矩形。

7.一种谷物收集、移动和测量系统(200)，其特征在于，所述谷物收集、移动和测量系统包括：谷物收集装置(210)，包括被配置成从外部谷物流中取出多粒谷物的至少一个阀；

8.根据权利要求7所述的谷物收集、移动和测量系统(200)，其特征在于，所述多粒谷物的所述颗粒粒度测量是在对所收集的所述多粒谷物的所述图像的hsv空间中的色彩分割和二值图像边缘段拓扑结构分析的基础上执行的。

9.根据权利要求7或8所述的谷物收集、移动和测量系统(200)，其特征在于，所述谷物收集装置(210)包括具有非对称阀(214)的一组管道，所述非对称阀被配置成将所述外部谷物流引导到所述谷物收集、移动和测量系统(200)。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的谷物收集、移动和测量系统(200)，其特征在于，所述分离器装置(230)包括鼓风机(232)，其中，所述鼓风机(232)提供所述空气置换。

11.根据权利要求7至10中任一项所述的谷物收集、移动和测量系统(200)，其特征在于，所述谷物收集、移动和测量系统附加地包括连接到所述命令单元(120)的定量给料装置(220)，其中，所述定量给料装置(220)包括至少一个螺旋状螺纹(222)和连接到所述螺旋状螺纹(222)的一个马达(224)，其中，所述螺旋状螺纹(222)通过激活所述马达(224)来移动，借此它调节所分析的所述多粒谷物中的谷物的数量。

12.根据权利要求6至9中任一项所述的谷物收集、移动和测量系统(200)，其特征在于，所述命令单元(120)被配置成在所述谷物收集、移动和测量系统(200)中以自动化和连续的方式控制所述多粒谷物的接收和返回。

13.一种用于测量谷物颗粒粒度的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

14.根据权利要求13所述的用于测量谷物颗粒粒度的方法，其特征在于，对所收集的所述多粒谷物的所述图像的所述色彩分割是所述hsv空间中的色彩分割。

15.根据权利要求13或14所述的用于测量谷物颗粒粒度的方法，其特征在于，所述用于测量谷物颗粒粒度的方法附加地包括提取(542)所述多粒谷物中的每粒谷物的谷物轮廓的步骤、以及通过所收集的所述多粒谷物的所述图像来限定(543)由所述多粒谷物中的每粒谷物占据的像素的数量的步骤。

16.根据权利要求13至15中任一项所述的用于测量谷物颗粒粒度的方法，其特征在于，所述用于测量谷物颗粒粒度的方法附加地包括如下步骤：通过所收集的所述多粒谷物的所述图像来限定(544)所述多粒谷物中的每粒谷物的每毫升像素比率；识别(545)由每粒谷物占据的实际面积。

17.根据权利要求13至16中任一项所述的用于测量谷物颗粒粒度的方法，其特征在于，所述用于测量谷物颗粒粒度的方法附加地包括如下步骤：通过所收集的所述多粒谷物的所述图像来限定(546)包围所述多粒谷物中的每粒谷物的最小矩形。

技术总结
本发明描述了一种颗粒粒度测量系统(100)、一种收集、移动和测量系统(200)和一种谷物颗粒粒度测量方法，这些系统和该方法经历破碎工艺以便限定其颗粒粒度并分析其运作。谷物颗粒粒度测量系统(100)包括：图像收集装置(110)，被配置成收集来自多粒谷物的图像；以及命令单元(120)，被配置成接收来自通过图像收集装置(110)收集的所述多粒谷物的图像以及对所述多粒谷物执行颗粒粒度测量。谷物收集、移动和测量系统(200)包括：谷物收集装置(210)；分离器装置(230)；测量装置(130)；以及命令单元(120)。谷物颗粒粒度测量方法包括以下步骤：通过图像收集装置收集(540)所述多粒谷物的图像；以及通过所收集的图像来测量(541)所述多粒谷物中的每粒谷物的颗粒粒度。

技术研发人员：R·蒙泰罗维拉斯,A·A·塞伯特,A·L·莫尔加罗,F·G·奥利维拉巴博萨,C·F·奥利维拉卡贝恰内维斯,R·博纳尔
受保护的技术使用者：邦格公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19