一种蚕茧性别自动判别装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术一种蚕茧性别自动判别装置及方法，传送带左上方是进料装置和重量检测装置，传送带的上方和下方设置X射线检测装置，传送带的右侧是分选装置，进料装置包括一个进料板和多个平行间隔布置在进料板上的进料挡板；计算机控制X射线探测器获得蚕蛹X射线原始图像，将蚕蛹图像的面积、周长、长轴、短轴、平均亮度5个蚕蛹图像特征和蚕茧重量这6个特征参数作为蚕茧性别特征参数，根据预先建立的人工判别模型用K-均值聚类方法建立蚕茧性别特征参数与蚕茧性别的判别模型，将模型导入到蚕茧性别判别软件对蚕茧的性别进行判别；装置结构简单，在不破坏蚕茧情况下，在线自动判别蚕茧雌雄，判别速度快，判别结果准确。?

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及 一种蚕茧性别自动判别方法，特指一种融合重量检测技术、X射线成 像技术和数字图像处理技术的蚕茧性别自动判别方法及其装置，用于蚕茧性别的计算机自 动判别和分选。
技术介绍
蚕茧有雌雄之分，同一蚕品种，雄蚕丝与雌蚕丝相比，前者具有茧丝纤度细，净度 优，抱合力好，生丝等级高，织物弹性好，织物绸面平挺、滑糯、手感厚实等优点，是缫制5A、 6A级高品位生丝的理想原料。现行缫丝技术大多采用雌雄蚕茧混合的方式，只能缫制雌雄 复合丝，很难批量生产5A、6A级高品位生丝。对雌、雄蚕茧分别利用，能实现在基本不增加 生产投入的情况下提高产品附加值，提高我国蚕丝质量。目前，获得雄蚕茧的方法主要有两类雄蚕培育法，无损检测法。雄蚕培育法通过 改变蚕的生存条件或控制蚕的生理机能来得到雄蚕茧，该方法虽可提供雄蚕茧，但均存在 一定缺点，如性别限性技术须将雌、雄蚕分开上簇，蚕农劳动强度大。无损检测法主要有近 红外光谱技术、计算机视觉技术等。近红外光谱法识别雌、雄蚕茧需对蚕茧预处理，且近红 外光谱检测精度与环境温度、湿度、检测器与样本的距离有密切关系，这些环境条件在实际 应用时难以得到保障。基于核磁共振成像(MRI)技术可成功无损区分出蚕茧雌雄，但实验 设备昂贵，难以实现在线检测。
技术实现思路
本专利技术的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种融合重量检测技术、X射线 成像技术和数字图像处理技术的蚕茧性别自动判别装置及方法，可在不破坏蚕茧的情况下 自动、快速判别蚕茧性别，并进行蚕茧雌、雄分选。本专利技术蚕茧性别自动判别装置采用的技术方案是支架上表面平铺传送带，传送 带和皮带同轴且皮带连接步进电机，传送带的左上方是进料装置和重量检测装置，进料装 置出口和传送带之间是进料托板；传送带的上方和下方设置X射线检测装置，X射线检测装 置由X射线发生器、X射线探测器和X射线控制器组成，传送带的上方是X射线发生器、下 方是X射线探测器和X射线控制器且X射线探测器位于X射线发生器的正下方，X射线控 制器电连接X射线发生器，X射线探测器通过控制线连接计算机；传送带的右侧是分选装 置，分选装置具有一个挡板控制器，挡板控制器通过控制线连接计算机；分选装置的正下方 是收集器；计算机通过控制线分别连接进料装置、重量检测装置的控制部件；进料装置包 括一个进料板和多个平行间隔布置在进料板上的进料挡板；重量检测装置的前侧设置吹起 装置，吹气装置通过控制线连接计算机。本专利技术蚕茧性别自动判别方法具有如下步骤A、计算机控制进料挡板旋转，使自动进料装置将蚕茧自动分为多路，每一路蚕茧均逐 个传输给重量检测装置；B、计算机控制重量检 测装置实现蚕茧的重量检测，检测到的重量数据传送至计算机， 同时，计算机控制吹气装置将蚕茧吹至传送带，多路蚕茧并为一路后逐个传送至X射线检 测装置；C、计算机控制X射线探测器获得蚕蛹X射线原始图像，对图像进行预处理，提取蚕蛹图 像的面积、周长、长轴、短轴、平均亮度5个特征作为蚕蛹图像特征；D、将5个蚕蛹图像特征和蚕茧重量这6个特征参数作为蚕茧性别特征参数，根据预先 建立的人工判别模型，用K-均值聚类方法建立蚕茧性别特征参数与蚕茧性别的判别模型， 将模型导入到蚕茧性别判别软件对蚕茧的性别进行判别；E、计算机根据蚕茧的性别信息，操控挡板控制器进行蚕茧的分选，使蚕茧落在收集器 的两种不同容器中。本专利技术的有益效果是1、本专利技术装置结构简单、价格低廉，在不破坏蚕茧情况下，在线自动判别蚕茧雌雄。2、对蚕茧、试验环境均没有特殊要求，对蚕茧性别判别的速度快，操作简单。3、采用融合蚕茧重量、蚕茧图像等特征信息，可使蚕茧性别判别结果更加准确、检 验结果客观。附图说明图1为本专利技术蚕茧性别自动判别装置结构示意图； 图2为图1中进料装置1的布置图3为图1中蚕茧3进料后的传送布置图； 图4为图1的控制原理图； 图5为本专利技术蚕茧性别自动判别方法的流程图6为蚕茧X射线图像，图6a是雌蚕蛹X射线图像，图6b是雄蚕蛹X射线图像； 图7是蚕茧图像预处理流程图8为蚕茧图像预处理各步骤的显示图像，图8a是对比度增强图像，图8b是去除噪声 图像，图8c是图像分割图像，图8d是形态学处理图像； 图9为蚕蛹重量、面积、长轴三特征分类示意图中，1-进料装置；2-进料板；3-蚕茧；4-吹起装置；5-托盘；6-重量检测装置；7-X 射线发生器；8-X射线检测装置；9-计算机；10-显示器；11-挡板控制器；12-分选装置； 13-收集器；14-皮带；15-步进电机；16-X射线探测器；17-X射线控制器；18-支架；19-传 送带；20-进料挡板；21-进料托板。具体实施例方式参见图1，本专利技术在支架18上表面平铺传送带18，传送带18和皮带14同轴安装， 皮带14连接位于传送带18下方的步进电机15输出轴上，由步进电机15带动皮带14旋转 的同时带动传送带18从左至右传送。在传送带18的左上方是进料装置1和重量检测装置 6，在进料装置1的出口和传送带18之间是进料托板21，进料托板21上放置托盘5。在传 送带18的上方和下方设置X射线检测装置8，在传送带18的右侧是分选装置12，分选装置 12具有一个挡板控制器11，挡板控制器11通过控制线连接计算机9。分选装置12的正下方是收集器13。X射线检测装置8由X射线发生器7、X射线探测器16和X射线控制器17组成，其中，在传送带18的上方是X射线发生器7，在传送带18的下方是X射线探测器16 和X射线控制器17，X射线探测器16位于X射线发生器7的正下方，X射线控制器17电连 接X射线发生器7，X射线探测器16通过控制线连接计算机9，计算机9外接显示器10。为 了防止X射线检测装置8的辐射，应在X射线检测装置8外部安装射线防护装置。参见图1和2，进料装置1包括一个进料板2和多个平行间隔布置在进料板2上的 进料挡板20，蚕茧3在进料板2上，由多个平行间隔布置的进料挡板20控制其多路、逐个传 输。参见图1和3，在重量检测装置6的前侧设置吹起装置4，吹气装置4通过控制线 连接计算机9。蚕茧3从进料装置1的出口下落在进料托板21上的托盘5中，经重量检测 装置6的重量检测后，由吹起装置4将蚕茧3吹至传送带18上。吹起装置4和托盘5的位 置和数量与进料挡板20相对应。参见图1和4，计算机9通过控制线分别连接进料装置1、重量检测装置6、X射线 检测装置8和分选装置12的控制部件。进料装置1、重量检测装置6、X射线检测装置8、分 选装置12和收集器13的控制器依次电连接。进料装置1完成蚕茧3的多路、逐个传输，并 通过控制调速电机实现其与其它部件的速度匹配。重量检测装置6用于获得蚕茧3的重量， 并将数据信息传送至计算机9，同时将多路蚕茧3合并为单路后，送入X射线检测装置8。X 射线检测装置8用于获得蚕茧3的X射线透射图像，所用的X射线发生器7是指射线管电 压、管电流均无级可调的X射线发生器，其产生的X射线作为X射线检测装置8的光源，管 电压在30 - SOkV之间，管电流在0. 3 — 1. OmA之间，便于采集最佳图像。X射线探测器16 分辨率达0.4mm。分选装置12用于实现雌、雄蚕茧3的分选。计算机9用于数据采集、图像 处理、数据分析和控制分选装置12。参本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蚕茧性别自动判别装置，支架１８上表面平铺传送带（１８），传送带（１８）和皮带（１４）同轴且皮带（１４）连接步进电机（１５），其特征是：传送带（１８）的左上方是进料装置（１）和重量检测装置（６），进料装置（１）出口和传送带（１８）之间是进料托板（２１）；传送带（１８）的上方和下方设置Ｘ射线检测装置（８），Ｘ射线检测装置（８）由Ｘ射线发生器（７）、Ｘ射线探测器（１６）和Ｘ射线控制器（１７）组成，传送带（１８）的上方是Ｘ射线发生器（７）、下方是Ｘ射线探测器（１６）和Ｘ射线控制器（１７）且Ｘ射线探测器（１６）位于Ｘ射线发生器（７）的正下方，Ｘ射线控制器（１７）电连接Ｘ射线发生器（７），Ｘ射线探测器（１６）通过控制线连接计算机（９）；传送带（１８）的右侧是分选装置（１２），分选装置（１２）具有一个挡板控制器（１１），挡板控制器（１１）通过控制线连接计算机（９）；分选装置（１２）的正下方是收集器（１３）；计算机（９）通过控制线分别连接进料装置（１）、重量检测装置（６）的控制部件；进料装置（１）包括一个进料板（２）和多个平行间隔布置在进料板（２）上的进料挡板（２０）；重量检测装置（６）的前侧设置吹起装置（４），吹气装置（４）通过控制线连接计算机（９）。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡健荣，刘兵，张文莉，赵杰文，陈全胜，林颢，孙力，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：32