种子特征采集设备及种子特征采集方法

技术领域

本发明涉及种子质量检测技术领域，特别涉及一种种子特征采集设备及种子特征采集方法。

背景技术

种子的表型特征采集工作在农作物育种及种子加工领域都发挥着重要作用，通过获取大量的种子表型特征，不仅能够解析种子表型与作物产量、品质的关系，对于育种方案的设计研究提供重要决策，同时还可以通过表型特征数据构建种子质量及种子健康的评价模型，实现通过表型数据对种子的评价，对种子加工也有着重要意义。但目前的种子特征采集设备在进行种子表型特征采集时，可能会出现种子之间过于靠近，甚至种子靠在一起的情况，无法对种子图像进行有效分隔，进而影响种子表型特征采集精度。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种种子特征采集设备，种子表型特征采集精度较高。

本发明还提出一种采用上述种子特征采集设备的种子特征采集方法。

根据本发明的实施例的种子特征采集设备，包括图像采集组件、PC机、传输组件和供种组件，所述图像采集组件能够对种子进行图像采集以得到种子图像；所述PC机用于接收来自所述图像采集组件的所述种子图像，并能够通过所述种子图像进行种子的表型特征提取与保存；所述传输组件能够将位于所述传输组件上的种子传输至所述图像采集组件；所述供种组件设于所述传输组件的上方，所述供种组件包括箱体、种轮机构、挡板机构、护种机构和第一驱动件，所述种轮机构横置于所述箱体内，并与所述箱体转动连接，所述种轮机构的外周壁设有多个间隔设置的置种槽，每个所述置种槽能够容纳一个种子，所述挡板机构安装于所述箱体内，并抵接于所述种轮机构的周侧，所述种轮机构的上部、所述挡板机构的上表面和所述箱体限定出用于承载种子的载种空间，所述护种机构安装于所述箱体内，并抵接于所述种轮机构，以限制所述置种槽内的种子脱离所述置种槽，所述护种机构具有第一端和第二端，所述第一端位于所述载种空间，所述第二端位于所述种轮机构的下方，所述第一驱动件能够驱动所述种轮机构转动，以使种子从所述载种空间经过所述护种机构并最终落于所述传输组件上。

根据本发明实施例的种子特征采集设备，至少具有如下有益效果：由于种轮机构的外周壁设有多个间隔设置的置种槽，每个置种槽能够容纳一个种子，第一驱动件能够驱动种轮机构转动，以使种子从载种空间经过护种机构并最终落于传输组件上。故当种子落在传输组件上时是相互间隔的，不会出现种子之间过于靠近，或者种子靠在一起的情况，方便PC机后续进行种子的表型特征提取与保存，种子表型特征采集精度较高。

根据本发明的一种实施例，多个所述置种槽形成多个槽组，多个所述槽组沿所述种轮机构的轴向均匀间隔排布，每个所述槽组包括多个沿所述种轮机构的周向均匀间隔设置的置种槽。

根据本发明的一种实施例，相邻两个所述槽组的多个所述置种槽均匀交叉间隔设置。

根据本发明的一种实施例，所述供种组件还包括清种机构，所述清种机构安装于所述箱体内，并靠近所述第二端设置，所述清种机构用于将卡于所述置种槽内的种子从所述置种槽脱离并落于所述传输组件上。

根据本发明的一种实施例，所述种轮机构设有多个环形槽，多个所述环形槽与多个所述槽组一一对应设置，所述环形槽将对应的所述槽组的多个所述置种槽依次连通，所述清种机构包括安装杆和连接于所述安装杆的多个清种片，所述安装杆与所述箱体连接，多个所述清种片沿所述安装杆的轴向间隔设置，并一一对应地插设于多个所述环形槽内。

根据本发明的一种实施例，所述种子特征采集设备还包括毛刷辊，所述毛刷辊靠近所述第一端设置，并包括辊体和覆盖于所述辊体外周壁的第一毛刷部，所述辊体转动连接于所述箱体，且与所述种轮机构通过链条传动，所述第一毛刷部与所述种轮机构抵接。

根据本发明的一种实施例，所述传输组件包括机架、传送带和第二驱动件，所述传送带安装于所述机架，所述第二驱动件与所述传送带驱动连接。

根据本发明的一种实施例，所述传输组件还包括第一张紧辊和第二张紧辊，所述第一张紧辊和所述第二张紧辊沿所述机架的长度方向滑动连接于所述机架，部分所述传送带依次经过所述第一张紧辊、所述第二驱动件的驱动轴和所述第二张紧辊，以使所述第一张紧辊和/或所述第二张紧辊移动时能够调节所述传送带的张紧度。

根据本发明的一种实施例，所述图像采集组件包括摄像头、暗箱和光源，所述摄像头安装于所述暗箱，且所述摄像头的头部位于所述暗箱内，所述光源安装于所述暗箱内。

根据本发明的实施例的种子特征采集方法，采用本发明实施例的种子特征采集设备，所述种子特征采集方法包括：所述第一驱动件驱动所述种轮机构转动，以使种子从所述载种空间经过所述护种机构并最终落于所述传输组件上；所述传输组件将位于所述传输组件上的种子传输至所述图像采集组件，传输完成的同时，所述传输组件和所述第一驱动件暂停工作；所述图像采集组件对传输至所述图像采集组件的种子进行图像采集，以得到所述种子图像，所述图像采集组件将所述种子图像向所述PC机传输；所述PC机接收来自所述图像采集组件的所述种子图像，并通过所述种子图像进行种子的表型特征提取与保存；所述传输组件和所述第一驱动件继续工作。

根据本发明实施例的种子特征采集方法，至少具有如下有益效果：由于种轮机构的外周壁设有多个间隔设置的置种槽，每个置种槽能够容纳一个种子，第一驱动件能够驱动种轮机构转动，以使种子从载种空间经过护种机构并最终落于传输组件上。故当种子落在传输组件上时是相互间隔的，不会出现种子之间过于靠近，或者种子靠在一起的情况，方便PC机后续进行种子的表型特征提取与保存，种子表型特征采集精度较高。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：

图1为本发明一种实施例的种子特征采集设备的示意图；

图2为本发明一种实施例的种子特征采集设备的示意图；

图3为本发明一种实施例的种子特征采集设备的俯视图；

图4为图3中A处的放大图；

图5为本发明一种实施例的种子特征采集设备的清种机构的示意图。

附图标记：

图像采集组件100；摄像头110；暗箱120；

传输组件200；机架210；传送带220；第二驱动件230；驱动轴231；第一张紧辊240；第二张紧辊250；保护罩260；

供种组件300；箱体310；支撑架311；种轮机构320；置种槽321；环形槽322；挡板机构330；板体331；第二毛刷部332；护种机构340；第一端341；第二端342；第一驱动件350；清种机构360；安装杆361；清种片362；

毛刷辊400。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、内、外等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

种子的表型特征采集工作在农作物育种及种子加工领域都发挥着重要作用，通过获取大量的种子表型特征，不仅能够解析种子表型与作物产量、品质的关系，对于育种方案的设计研究提供重要决策，同时还可以通过表型特征数据构建种子质量及种子健康的评价模型，实现通过表型数据对种子的评价，对种子加工也有着重要意义。但目前的种子特征采集设备在进行种子表型特征采集时，可能会出现种子之间过于靠近，甚至种子靠在一起的情况，无法对种子图像进行有效分隔，进而影响种子表型特征采集精度。

为此，本发明的一种实施例提出一种种子特征采集设备，具体参照说明书附图的图1至图5所示。

参照图1和图2所示，本发明一种实施例的种子特征采集设备，种子特征采集设备包括图像采集组件100、PC机、传输组件200和供种组件300。其中，图像采集组件100能够对种子进行图像采集以得到种子图像。在一种实施例中，图像采集单元包括摄像头110、暗箱120和光源。需要说明的是，摄像头110安装于暗箱120，例如，摄像头110通过螺纹连接等方式安装于安装。摄像头110的头部位于暗箱120内，也就是说，摄像头110能够拍摄暗箱120内部的画面。光源安装于暗箱120内，从而能够对暗箱120内部进行照明。可以理解的是，外部的光线难以进入暗箱120内，且暗箱120内有单独的光源进行照明，使得图像采集单元在采集种子图像时光照稳定，使采集效果更好。在一种实施例中，光源为LED，在此对LED的形状不作具体限定，可以为条形、环形等。

PC机用于接收来自图像采集组件100的种子图像，并能够通过种子图像进行种子的表型特征提取与保存。需要说明的是，PC机指电脑。另外，对于涵盖了多个种子的种子图像，PC机会对该种子图像进行切割，再遍历每个种子，通过机器视觉算法获取种子的长、宽、投影面积和表面纹理特征等数值，并与对应的种子图像一并保存。

参照图1和图2所示，传输组件200能够将位于传输组件200上的种子传输至图像采集组件100。需要说明的是，传输组件200包括机架210、传送带220和第二驱动件230。其中，传送带220安装于机架210，第二驱动件230与传送带220驱动连接。可以理解的是，第二驱动件230的驱动轴231与传送带220连接，以带动传送带220在机架210上转动，从而完成传送工作。在一种实施例中，第二驱动件230为减速电机。

参照图2所示，在一种实施例中，传输组件200还包括第一张紧辊240和第二张紧辊250。需要说明的是，第一张紧辊240沿机架210的长度方向滑动连接于机架210，第二张紧辊250沿机架210的长度方向滑动连接于机架210。另外，部分传送带220依次经过第一张紧辊240、第二驱动件230的驱动轴231和第二张紧辊250，以使第一张紧辊240和/或第二张紧辊250移动时能够调节传送带220的张紧度。也就是说，第一张紧辊240移动时，第二张紧辊250不移动时能够调节传送带220的张紧度；第一张紧辊240不移动时，第二张紧辊250移动时能够调节传送带220的张紧度；第一张紧辊240移动时，第二张紧辊250移动时能够调节传送带220的张紧度。需要说明的是，第一张紧辊240抵接于传送带220的外壁面，第二张紧辊250抵接于传送带220的外壁面，第二驱动件230的驱动轴231抵接于传送带220的内壁面。需要说明的是，传输组件200还包括保护罩260，保护罩260安装于机架210，且保护罩260将第一张紧辊240、第二张紧辊250和第二驱动件230罩住，实现保护。

参照图1和图2所示，供种组件300设于传输组件200的上方。另外，供种组件300包括箱体310、种轮机构320、挡板机构330、护种机构340和第一驱动件350。其中，箱体310设有支撑架311，并通过支撑架311与机架210连接，使箱体310位于传送带220上方。种轮机构320横置于箱体310内，也就是说种轮机构320设置在水平面上。种轮机构320还与箱体310转动连接。需要说明的是，种轮机构320包括轮轴和种轮。轮轴转动连接于箱体310，种轮安装于轮轴。另外，种轮机构320的外周壁设有多个置种槽321，也就是说，种轮的外周壁设有多个置种槽321。需要说明的是，每个置种槽321能够容纳一个种子。参照图2和图3所示，挡板机构330安装于箱体310内，并抵接于种轮机构320的周侧。需要说明的是，种轮机构320的上部、挡板机构330的上表面和箱体310限定出用于承载种子的载种空间。显然，载种空间用于承载种子。在一种实施例中，挡板机构330包括板体331和第二毛刷部332。其中，板体331与箱体310连接，第二毛刷部332连接于板体331的一端，并抵接于种轮机构320的周侧。可以理解的是，通过上述设置，使挡板机构330不会刮伤种轮机构320。

参照图2所示，护种机构340安装于箱体310内，并抵接于种轮机构320，以限制置种槽321内的种子脱离置种槽321。例如护种机构340通过螺纹连接等方式与箱体310连接。需要说明的是，护种机构340具有第一端341和第二端342。其中，第一端341位于载种空间，第二端342位于种轮机构320的下方。还需要说明的是，第一驱动件350能够驱动种轮机构320转动，以使种子从载种空间经过护种机构340并最终落于传输组件200上。在一种实施例中，第一驱动件350为电机，第一驱动件350与种轮机构320通过链条传动。需要说明的是，第一驱动件350安装于机架210。显然，对于每一个置种槽321而言，随着种轮机构320的转动，当置种槽321的槽口朝下时，该置种槽321内的种子可能会掉落。通过设置护种机构340，能够在该置种槽321的槽口朝下时封闭该置种槽321的槽口，避免种子掉落。而随着种轮机构320的继续转动，该置种槽321不断移动，最终护种机构340无法封闭该护种槽的槽口，种子落于传输组件200上。可以理解的是，当种子落在传输组件200上时是相互间隔的，不会出现种子之间过于靠近，或者种子靠在一起的情况，方便PC机后续进行种子的表型特征提取与保存，种子表型特征采集精度较高。可以理解的是，通过调节传送带220的传送速度与种轮机构320的转动速度的比值，可以改变先后落在传输组件200上的种子间的距离。

参照图3和图4所示，在一种实施例中，多个置种槽321形成多个槽组，多个槽组沿种轮机构320的轴线均匀间隔排布，且每个槽组包括多个置种槽321，多个置种槽321沿种轮机构320的周向均匀间隔设置。也可以理解为，每个槽组的多个置种槽321呈环形布置。可以理解的是，通过上述设置，能够使后续落于传送带220上的多个种子均匀间隔排列，更方便进行种子的表型特征提取。在一种实施例中，相邻两个槽组的多个置种槽321均匀交叉间隔设置，从而充分利用种轮机构320，在同等大小的种轮机构320上设置更多的置种槽321。

参照图2和图5所示，本发明一种实施例的种子特征采集设备，供种组件300还包括清种机构360。需要说明的是，清种机构360安装于箱体310内，并靠近第二端342设置，清种机构360用于将卡于置种槽321内的种子从置种槽321脱离并落于传输组件200上。可以理解的是，采用上述方案，避免了种子卡在置种槽321内无法掉落的问题。在一种实施例中，种轮机构320设有多个环形槽322，多个环形槽322与多个槽组一一对应设置，环形槽322将对应的槽组的多个置种槽321依次连通。另外，清种机构360包括安装杆361和连接于安装杆361的多个清种片362。例如，多个清种片362焊接于安装杆361上，或者多个清种片362与安装杆361为一体结构。需要说明的是，安装杆361与箱体310连接，多个清种片362沿安装杆361的轴向间隔设置，并一一对应地插设于多个环形槽322内。可以理解的是，随着种轮机构320的转动，清种片362沿着对应的环形槽322依次穿过多个置种槽321，使置种槽321内的种子从置种槽321脱离。

参照图2和图3所示，本发明一种实施例的种子特征采集设备，种子特征采集设备还包括毛刷辊400。毛刷辊400靠近第一端341设置，并包括辊体和第一毛刷部，第一毛刷部覆盖于辊体的外周壁。需要说明的是，第一毛刷部可以通过粘接等方式覆盖于辊体的外周壁。需要说明的是，辊体转动连接于箱体310，且与种轮机构320通过链条传动，第一毛刷部与种轮机构320抵接。显然，由于辊体与种轮机构320通过链条传动，故辊体与种轮机构320的转向是一致的。参照图1所示，例如种轮机构320顺时针转动，辊体也顺时针转动。可以理解的是，两者之间的接触部位则是移动方向相反的，也就是说，在第一毛刷部与辊体的外周壁的接触位置，辊体的外周壁的切速度方向与第一毛刷部的切速度方向相反。可以理解的是，通过上述设置，当一个置种槽321内有不止一个种子时，第一毛刷部可以将多余的种子刷掉，保证每个置种槽321内都只有一个种子。

本发明的实施例还提出一种种子特征采集方法，采用本发明实施例的种子特征采集设备，其中，种子特征采集方法包括：第一驱动件350驱动种轮机构320转动，以使种子从载种空间经过护种机构340并最终落于传输组件200上；传输组件200将位于传输组件200上的种子传输至图像采集组件100，传输完成的同时，传输组件200和第一驱动件350暂停工作；图像采集组件100对传输至图像采集组件100的种子进行图像采集，以得到种子图像，图像采集组件100将种子图像向PC机传输；PC机接收来自图像采集组件100的种子图像，并通过种子图像进行种子的表型特征提取与保存；传输组件200和第一驱动件350继续工作。

显然，由于种轮机构320的外周壁设有多个间隔设置的置种槽321，每个置种槽321能够容纳一个种子，第一驱动件350能够驱动种轮机构320转动，以使种子从载种空间经过护种机构340并最终落于传输组件200上。故当种子落在传输组件200上时是相互间隔的，不会出现种子之间过于靠近，或者种子靠在一起的情况，方便PC机后续进行种子的表型特征提取与保存，种子表型特征采集精度较高。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明的各实施例技术方案的范围。