[发明专利]一种基于线阵CCD的谷物体积测量装置及其测量方法

说明书

本发明涉及一种基于线阵CCD的谷物体积测量装置及其测量方法；包括线阵CCD相机、相机底座、相机固定架、小圆珠、弹簧、滑轨、工控机、量筒、背景板、底部固定板和谷物盛放装置；量筒固定在底部固定板上；量筒用于测量不同的谷物；每个量筒中盛放有带有颜色的液体；液体颜色与背景板颜色不同；谷物盛放装置包括载重和谷物盛放袋；谷物盛放袋用于密封放置谷物；线阵CCD相机通过相机固定架垂直固定在相机底座上；底部固定板上设有滑轨；工控机与线阵CCD相机通过数据线连接；本发明弥补了国内对于测量单粒谷物体积测量方法和测量装置的缺失，采用基于线阵CCD相机的谷物体积测量方法，有效提高了测量精度，避免了测量误差。

技术领域

本发明涉及一种基于线阵CCD的谷物体积测量装置及其测量方法，属于谷物体积的测量技术领域，尤其涉及一种基于线阵CCD的谷物体积精确测量方法。

背景技术

高产、稳产、优质是当今谷物育种的主要目标，而籽粒是产量和品质的最终体现方式。谷物种子的物理性状是种子加工与贮藏的基础，是产量的最终体现，研究谷物种子的物理性状对品种的选育和种子加工贮藏具有重要的指导意义。因此，谷物籽粒物理性状越来越受到遗传育种工作者的重视，研究与产量相关的籽粒体积等性状，对指导谷物产量的提升具有重要意义。

现阶段谷物体积的测定多采用标准容器结合百粒重或千粒重进行换算，即将谷物在给定容积的容器内装满并称重，根据百粒重或千粒重所测总体积，进而计算出每粒玉米种子的体积，但批量测量所得体积值精准度低。针对谷物形状不规则的特点，若使用传统排水法测量单粒谷物体积，在测量过程中，谷物浸入水中后会快速吸水，导致谷物体积胀大，增大测量误差。因此，缺少精确测量单粒谷物体积的测量方法和测量装置。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种基于线阵CCD的谷物体积测量装置及其测量方法；是在排液法测体积的基础上，依靠图像处理技术读取测量容器的测量值，避免测量误差，使体积测量更快捷、更简便、更准确。

本发明所采用的技术方案为：

一种基于线阵CCD的谷物体积测量装置，包括线阵CCD相机、相机底座、相机固定架、小圆珠、弹簧、滑轨、工控机、量筒、背景板、底部固定板和谷物盛放装置；

所述量筒与背景板平行垂直可活动固定在底部固定板上，底部固定板保持水平；量筒位于背景板前方，且量筒底部圆心位于一条与背景板平行的水平线上；所述量筒内径大小不同，用于测量不同的谷物；每个量筒中盛放有带有颜色的液体；使用时，设置所述液体颜色与背景板颜色不同，呈现显著对比；所述底部固定板保持水平且与背景板垂直；

所述谷物盛放装置包括载重和谷物盛放袋。载重位于谷物盛放袋下方，能将谷物盛放装置完全浸入量筒内的液体中；所述谷物盛放袋用于密封放置谷物，放入谷物后谷物盛放袋内保证真空环境，测量过程中将谷物与液体隔离，为谷物提供干燥环境，避免谷物与液体直接接触吸水胀大；

线阵CCD相机通过相机固定架垂直固定在相机底座上，相机固定架中部的内部是中空圆柱，相机镜头的中轴线与所述中部圆柱的中轴线位于同一个与底部固定板垂直的平面内；

所述中空的圆柱内设有定位卡口装置；定位卡口装置由小圆珠和弹簧组成；相机固定架底部设有锥形孔，锥形孔的圆心位于中空圆柱的中轴线上；所述小圆珠放在锥形孔内，小圆珠上方设有一弹簧，弹簧一直处于被压缩状态，小圆珠在弹簧压力下能缩回或露出锥形孔外；

底部固定板上设有滑轨，滑轨与背景板平行并位于量筒正前方；相机固定架可活动放置在滑轨上，相机固定架能沿滑轨前后滑动；相机固定架用于放置线阵CCD相机；线阵CCD相机通过在滑轨上前后移动拍摄不同位置的量筒刻度图像，并将量筒刻度图像传回工控机；