【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及农产品在线分级检测及农产品种子分拣，特别是涉及一种基于高光谱成像的棉籽生命活力检测装置及其方法。
技术介绍
1、中国是棉花种植和加工大国，2022年我国棉花种植面积达3000.3千公顷，棉花产量1992.2公斤/公顷，全国棉花总产量597.7万吨。棉籽是棉花种植和生产成功的重要保证。优质棉籽能显著提高棉籽发芽率，从而提高棉花产量。棉籽质量包括内在品质和外观品质两个方面，活力是衡量内在品质的关键指标。活力水平越高表明棉籽发芽率越高(bai etal，2020)。
2、目前，棉籽筛选主要依靠人工筛选，仅能筛选外观有缺陷的棉籽无法将生命活力低的棉籽剔除。因此，亟需一种能够准确预测棉籽活力的技术。高光谱技术虽然被广泛应用于棉花和种子检测领域(feng et al，2019)。如，zhang等人(2016)利用高光谱技术检测棉花中的异性纤维。li et al.(2023)采用高光谱技术识别棉花冠层叶片的氮营养水平。yan等(2021)利用高光谱结合卷积神经网络检测棉花叶片中的蚜虫感染。lee等人(2017)利用高光谱技术检测西瓜种子的细菌感染情况。zhou等人(2020)采用高光谱预测技术，对甜菜种子活力进行分类的准确率达到89％。xu等人(2022)利用高光谱技术检测玉米种子的活力，预测准确率达到89.76％。cheng等(2023)利用高光谱对蔬菜种子进行了检测，检测准确率达到91％，但是目前针对棉种无损检测属于空白区。
3、目前亟需一种能够对棉籽活力快速检测的装置及方法。而高光谱成像技术在棉花和
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种基于高光谱成像的棉籽生命活力检测装置及其方法，以解决现有技术存在的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种基于高光谱成像的棉籽生命活力检测装置，包括：
3、传送装置，
4、暗箱，所述传送装置上设置有暗箱，所述暗箱上设置有高光谱相机，所述高光谱相机用于采集待检测棉籽的高光谱数据；
5、测试盘，所述测试盘设置为若干个，且设置在所述传送装置上，当对所述测试盘上的棉籽进行检测时，所述测试盘位于所述暗箱内，当检测完成后，所述测试盘随着所述传送装置离开所述暗箱；
6、整盘取棉籽器，所述传动装置下方设置有整盘取棉籽器，当需要将所述测试盘上的棉籽去除，启动所述整盘取棉籽器向所述传送装置的方向移动，直至所述整盘取棉籽器将所述测试盘上检测不合格的棉籽去除为止；
7、控制单元，所述控制单元控制传送装置、所述整盘取棉籽器运动，所述控制单元通过信号线连接有计算机，所述计算机与所述高光谱相机信号连接。
8、优选的，所述测试盘包括：
9、承载体，所述承载体为无上下面的框体；
10、上层盖，所述上层盖设置在所述承载体的顶部，且所述上层盖上活动连接有若干第一翻转盖；
11、下层盖，所述下层盖设置在所述承载体的底部，且所述下层盖上活动连接有若干第二翻转盖，若干所述第一翻转盖与所述第二翻转盖位置对应设置。
12、优选的，所述第二翻转盖的直径小于所述第一翻转盖的直径。
13、优选的，所述整盘取棉籽器包括：
14、整盘取棉籽器本体，
15、若干去籽组件，所述去籽组件设置在所述整盘取棉籽器本体上，所述去籽组件包括下部管，所述下部管嵌设在所述整盘取棉籽器本体上，所述下部管内设置有顶针，所述下部管下方连接有气泵；
16、当需要进行去籽处理时，启动所述气泵，气体会将所述顶针顶出，所述顶针分别依次顶开所述第一翻转盖和第二翻转盖，使得需要去除的棉籽掉入至所述承载体与所述下层盖形成的腔室内。
17、优选的，还包括设置在所述传送装置下方的导轨，所述导轨上滑接整盘取棉籽器本体。
18、优选的，所述暗箱两侧设置有自动控制门帘，所述控制单元与所述自动控制门帘信号连接，所述控制单元控制所述自动控制门帘升降。
19、为实现上述目的，本专利技术还提供了如下方案：一种基于高光谱成像的棉籽生命活力检测方法，包括如下步骤：
20、样品制备，
21、数据采集与处理，
22、搭建棉籽活力高光谱数据采集平台，通过采集平台采集棉籽的高光谱数据并进行保存；
23、对采集到的棉籽高光谱数据进行校正和分离，并对棉籽的高光谱数据进行预处理；
24、提取棉籽光谱和图像特征，采用1d-cnn网络将提取到的棉籽光谱和图像特征进行1d-cnn棉籽活力检测模型训练，且将训练好的1d-cnn棉籽活力检测模型集成至基于qt开发的软件系统，并将软件系统部署至计算机；
25、棉籽生命活力的检测，
26、采用上述的1d-cnn棉籽活力检测模型对棉籽进行生命力检测，识别棉籽生命活力的高低，完成棉籽生命活力的检测，并对活力低的棉籽进行剔除。
27、优选的，对采集到的棉籽高光谱数据进行校正和分离，并对棉籽的高光谱数据进行预处理，具体包括如下步骤：
28、黑白校正，利用高光谱采集平台采集棉籽托盘全黑和全白高光谱数据，利用全黑和全白数据对棉籽高光谱数据进行校正；
29、高光谱数据的提取，基于envi提取棉籽高光谱数据，将棉籽高光谱数据和每个波长点对应的图像分离出来；
30、高光谱数据的预处理，运用sg卷积平滑处理棉籽的高光谱数据。
31、优选的，提取棉籽光谱和图像特征和建立1d-cnn棉籽活力检测模型的方法，具体步骤如下：
32、高光谱数据的特征选择，采用spa算法识别棉籽光谱数据中的特征波长；
33、高光谱特征波长点对应的图像，通过预训练好的u-net网络对托盘中的群体棉籽进行分割，利用灰度共生矩阵提取每粒棉籽的纹理特征；
34、搭建1d-cnn网络，1d-cnn网络包含7层，其中包括1个输入层、2个一维卷积层、2个平均池化层以及2个全连接层；将上述提取处理完成的高光谱数据采用搭建完成的1d-cnn网络进行模型训练与保存。
35、优选的，棉籽生命活力的检测，具体包括如下步骤：
36、控制单元控制权利要求1中的基于高光谱成像的棉籽生命活力检测装置进行工作；
37、利用开发好的软件系统实现群体棉籽的分割并检测每粒棉籽的生命活力，将检测结果发送给plc控制器，plc控制器控制整盘取棉籽器实现低活力棉籽的快速剔除。
38、本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术公开的检测装置和方法利用高光谱相机对棉籽进行光谱和图像数据的采集，高光谱相机能够有效获取棉籽的光谱和图像数据；实现了棉籽智能化自动化检测，并且精准剔除低活力棉籽；本专利技术棉籽置于测试盘中，并且剔除方法不会损害正常棉籽本身固有的生命活力，同时，本专利技术基于1d-cnn网络构建棉籽活力检测模型，填补棉籽生命活力无损检测领域的空白本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于高光谱成像的棉籽生命活力检测装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于高光谱成像的棉籽生命活力检测装置，其特征在于：所述测试盘包括：
3.根据权利要求2所述的基于高光谱成像的棉籽生命活力检测装置，其特征在于：所述第二翻转盖(72)的直径小于所述第一翻转盖(71)的直径。
4.根据权利要求1所述的基于高光谱成像的棉籽生命活力检测装置，其特征在于：所述整盘取棉籽器(10)包括：
5.根据权利要求4所述的基于高光谱成像的棉籽生命活力检测装置，其特征在于：还包括设置在所述传送装置下方的导轨(9)，所述导轨(9)上滑接整盘取棉籽器本体(101)。
6.根据权利要求1所述的基于高光谱成像的棉籽生命活力检测装置，其特征在于：所述暗箱(3)两侧设置有自动控制门帘(5)，所述控制单元与所述自动控制门帘(5)信号连接，所述控制单元控制所述自动控制门帘(5)升降。
7.一种基于高光谱成像的棉籽生命活力检测方法，其特征在于：包括如下步骤：
8.根据权利要求7所述的基于高光谱成像的棉籽生命活力检测方
9.根据权利要求7所述的基于高光谱成像的棉籽生命活力检测方法，其特征在于：提取棉籽光谱和图像特征和建立1D-CNN棉籽活力检测模型的方法，具体步骤如下：
10.根据权利要求7所述的基于高光谱成像的棉籽生命活力检测方法，其特征在于：棉籽生命活力的检测，具体包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种基于高光谱成像的棉籽生命活力检测装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于高光谱成像的棉籽生命活力检测装置，其特征在于：所述测试盘包括：
3.根据权利要求2所述的基于高光谱成像的棉籽生命活力检测装置，其特征在于：所述第二翻转盖(72)的直径小于所述第一翻转盖(71)的直径。
4.根据权利要求1所述的基于高光谱成像的棉籽生命活力检测装置，其特征在于：所述整盘取棉籽器(10)包括：
5.根据权利要求4所述的基于高光谱成像的棉籽生命活力检测装置，其特征在于：还包括设置在所述传送装置下方的导轨(9)，所述导轨(9)上滑接整盘取棉籽器本体(101)。
6.根据权利要求1所述的基于高光谱成像的棉籽生命活力检测装置，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：李庆旭，董晓峰，周万怀，李浩，张洪洲，
申请(专利权)人：安徽财经大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。