[发明专利]一种杂交秋葵种子分类鉴别装置和方法

权利要求书

1.一种杂交秋葵种子分类鉴别装置，其特征在于，包括装置主体和设置在所述装置主体上的装夹机构；

所述装置主体包括固定在工作台上的固定爪和通过铰链机构与所述固定爪铰接的可动爪；

所述装夹机构包括连接在所述固定爪上的底座和连接在所述可动爪上的安装压台，所述安装压台上设有用于照射杂交秋葵种子的光源以及用于采集图像信息的相机和用于获取杂交秋葵种子的光谱信息的光谱仪；

所述装置主体上还设有存储器和用于处理图像信息的处理器，所述存储器内存储有图像信息和杂交秋葵种子鉴别模型。

2.根据权利要求1所述的杂交秋葵种子分类鉴别装置，其特征在于，所述的装置主体上设有用于控制所述可动爪打开的驱动按钮，所述驱动按钮的底部设有第一复位弹簧。

3.根据权利要求2所述的杂交秋葵种子分类鉴别装置，其特征在于，所述的铰链机构包括一旋转轴和固定在所述旋转轴上的圆盘，还包括铰接在所述圆盘与所述按钮之间的连杆，所述圆盘还与所述可动爪的端部相铰接。

4.根据权利要求3所述的杂交秋葵种子分类鉴别装置，其特征在于，所述的可动爪与所述固定爪之间设有第二复位弹簧。

5.根据权利要求1所述的杂交秋葵种子分类鉴别装置，其特征在于，所述的底座的顶部设有用于放置杂交秋葵种子的凹槽，底部设有缓冲弹簧。

6.根据权利要求1所述的杂交秋葵种子分类鉴别装置，其特征在于，所述的装夹机构上设有触发所述光源、相机和光谱仪工作的开关，在位于所述开关的上方固定有用于按压所述开关的突触。

7.根据权利要求1所述的杂交秋葵种子分类鉴别装置，其特征在于，所述的光谱仪采集的是874～1734nm范围内200个波段的光谱信息。

8.根据权利要求1所述的杂交秋葵种子分类鉴别装置，其特征在于，所述的杂交秋葵种子鉴别模型通过以下方法得到：

a.获取秋葵种子的光谱信息，并计算平均光谱，以杂交秋葵种子的类型作为标签，形成训练数据；

b.将平均光谱输入卷积进神经网络，输出种子预测类型，利用杂交秋葵种子的平均光谱和对应的标签对卷积神经网络进行训练，得到杂交秋葵种子鉴别模型。

9.根据权利要求8所述的杂交秋葵种子分类鉴别装置，其特征在于，所述的卷积神经网络包括两层卷积层、两层池化层和四层全连接层；两层卷积层的过滤器分别设置为32和64；用来处理杂交秋葵种子的平均光谱数据的卷积核为1x3的一维卷积核，卷积核的补偿和填充设置为1；最大池化层的内核尺寸为1x3，步幅为1；四层全连接层的神经元数量分别为512、256、128和64。

10.一种杂交秋葵种子分类鉴别方法，其特征在于，基于权利要求1～9任意权利要求所述的杂交秋葵种子分类鉴别装置实现，该方法包括以下步骤：

1)收集未放置杂交秋葵种子的底座的黑白背景，白背景的光谱数据为W，黑背景的光谱数据为D；

2)将未知品种的杂交秋葵种子放入底座的检测位，当相机检测到种子的存在后，控制装夹机构对杂交秋葵种子进行夹紧，并获取杂交秋葵种子的光谱数据；

3)提取待测区域内像素点的光谱数据信息，将待测区域内的图像像素点进行平均处理，获得种子的平均光谱为P，实际平均光谱数据为S为：

4)实际平均光谱数据S输入训练好的杂交秋葵种子鉴别模型，输出杂交秋葵种子类型并进行显示。