自移動糧倉檢測裝置及其檢測方法
【專利摘要】自移動糧倉檢測裝置及其檢測方法，屬于糧倉糧食霉變檢測設備領域，具體涉及一種可在糧倉內自由移動的檢測裝置。其特征在于：包括檢測器和導向裝置，檢測器設有外殼（3），外殼（3）底部連接透明罩（1），頂部連接導向裝置，檢測器內中部固定裝有電路板（10），通過電路板（10）在朝向透明罩（1）一側安裝圖像采集裝置和內部環(huán)境檢測裝置，在電路板（10）中部安裝無線發(fā)射裝置；導向裝置外部一側連接回收裝置，通過回收裝置帶動檢測器實現(xiàn)自移動。本發(fā)明可實現(xiàn)在糧倉內任意位置的圖像采集，且可在糧食堆中實現(xiàn)自由移動，快速準確的檢測糧食霉變的情況。
【專利說明】自移動糧倉檢測裝置及其檢測方法
【技術領域】
[0001]自移動糧倉檢測裝置及其檢測方法，屬于糧倉糧食霉變檢測設備領域，具體涉及一種可在糧倉內自由移動的檢測裝置。
【背景技術】
[0002]我國是農業(yè)大國，2013年糧食總產量突破6億噸，是糧食生產和消費大國。糧食在收獲、貯藏和加工的過程中極易受到霉菌污染，發(fā)生霉變不僅影響糧食的風味和外觀，而且含有對人、畜有害的霉菌毒素，食用霉變糧食對人、畜生命造成嚴重威脅。
[0003]其中，黃曲霉毒素主要是由黃曲霉(aspergillus flavus)寄生曲霉(a.parasiticus )產生的次生代謝產物，尤其在濕熱地區(qū)的糧食、飼料和食品中出現(xiàn)黃曲霉毒素的機率很高，黃曲霉菌毒素對家畜和人體危害很大，因此檢出感染黃曲霉毒素的糧食顆粒尤為重要。
[0004]目前，絕大多數(shù)糧食加工企業(yè)，主要依靠肉眼觀測判斷糧食顆粒是否發(fā)生霉變，并人工揀出霉變顆粒。常規(guī)化學分析具有較高的準確度和可靠性。但是，無論是化學分析還是儀器分析，其試樣的預處理、試驗本身的耗時以及對物料的破壞又是許多場合所不允許的。雖然現(xiàn)在可采用種子光電分選機，但這類色選機普遍結構復雜、價格昂貴，難以普及，且僅有合格及不合格兩個分級級別，而且在使用時操作十分繁瑣，檢測器只能在固定的位置進行檢測，不能根據需要任意自由移動。因此尋找一種能夠快速、準確檢測糧食霉變程度、是否感染黃曲霉毒素，以及能夠在糧倉中自由移動的檢測裝置，尤為重要。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術問題是:克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種通過對糧堆內任意位置自由行走并采集圖像、且能夠快速、準確的檢測糧食霉變情況及是否感染黃曲霉毒素的自移動糧倉檢測裝置及其檢測方法。
[0006]本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是:該自移動糧倉檢測裝置，其特征在于:包括檢測器和導向裝置，檢測器設有外殼，外殼底部連接透明罩，頂部連接導向裝置，檢測器內中部固定裝有電路板，通過電路板在朝向透明罩一側安裝圖像采集裝置和內部環(huán)境檢測裝置，在電路板中部安裝無線發(fā)射裝置；導向裝置與安裝在糧倉頂部的回收裝置連接，通過回收裝置帶動檢測器實現(xiàn)自移動；導向裝置包括導向裝置本體、轉向機構、導向尾翼和拉環(huán)，導向裝置本體底部螺紋連接檢測器外殼，上部設有導向尾翼，頂部連接拉環(huán)，通過拉環(huán)連接回收裝置，導向裝置本體中下部設有轉向凹槽，在轉向凹槽內固定安裝轉向機構。依靠自移動糧倉檢測裝置自身的重力作用進入糧食堆中，并在糧食堆中利用攝像頭進行拍照，并在導向裝置的導向作用下，進一步實現(xiàn)自移動糧倉檢測裝置在糧食堆中的自由移動，進而實現(xiàn)在糧食堆中多處位置的圖像采集，并通過回收裝置提供回收的動力，將自移動糧倉檢測裝置拉出糧堆。通過導向裝置可改變自移動糧倉檢測裝置在糧食堆中的移動方向，便于不同深度、多個位置的圖像采集。[0007]所述的轉向機構設有三組或三組以上，多組轉向機構均布在環(huán)形設置的多個轉向凹槽內，每組轉向機構包括旋轉輪和轉向電機，轉向電機通過安裝板固定安裝在轉向凹槽內，轉向電機的輸出端安裝旋轉輪。
[0008]所述的圖像采集裝置包括攝像頭和光源，攝像頭正對其上方的透明罩，光源包括熒光燈和白光燈，熒光燈和白光燈分別設置在攝像頭的兩側，白光燈為糧食霉變的檢測提供光源，熒光燈為黃曲霉毒素的檢測提供光源；熒光燈或白光燈的一側設有加熱絲，加熱絲底端固定連接在電路板上。加熱絲的作用主要是用來改變攝像頭拍照空間內的濕度和溫度，避免因濕度或溫度與外部的較大差別在透明罩上形成水霧，進而影響拍攝效果。熒光光源由六個365nm紫外光燈珠產生，白光光源由六個白光燈珠產生。由恒流源電源為熒光光源和白光光源供電，保持光強的穩(wěn)定；同時提供突光光源和白光光源，避免因光源單一影響判斷，如玉米粒等顆粒本身胚部所在面與另一面的特征存在顏色差異，而不能有效分辨玉米顆粒上顏色的差異，造成霉變判斷誤差的問題；且黃曲霉菌代謝產物在365nm紫外燈下會產生熒光的效應，通過提取圖像的黃綠色熒光部分進一步判斷糧食顆粒是否被黃曲霉毒素污染。
[0009]所述的內部環(huán)境檢測裝置包括內部濕度傳感器和內部溫度傳感器，通過電路板安裝在透明罩下方的空間內。實時、準確的檢測攝像頭工作區(qū)域的工作環(huán)境，包括檢測器內的濕度和溫度。
[0010]所述的外殼下部外圈上對應設有用于檢測器外部環(huán)境檢測的外側溫度傳感器和外側濕度傳感器。便于判別檢測器內外環(huán)境的溫差或濕度差，判斷是否采用加熱絲加熱除濕。
[0011]所述的回收裝置通過支架安裝在糧倉的頂部，包括拉繩、傳動機構及橫向移動電機，橫向移動電機輸出端通過傳動機構連接拉繩一端，拉繩另一端連接導向裝置的拉環(huán)。通過回收裝置帶動自移動糧倉檢測裝置在糧倉上方實現(xiàn)大范圍的移動，進而滿足糧倉任意位置的檢測需要。
[0012]所述的傳動機構為帶輪傳動機構或鏈輪鏈條傳動機構。
[0013]根據上述的自移動糧倉檢測裝置的檢測方法，其特征在于:包括以下步驟:
a、首先在糧倉內上部安裝回收裝置，通過回收裝置一端通過連接繩索連接檢測器頂部的導向裝置的拉環(huán)，通過回收裝置將自移動糧倉檢測裝置整體懸掛起來；
b、啟動回收裝置的動力源，回收裝置帶動自移動糧倉檢測裝置到達需要檢測的位置，自移動糧倉檢測裝置依靠自身的重力一端逐漸進入糧倉糧食顆粒中；
c、啟動轉向機構，通過轉向機構旋轉，依靠轉向機構的旋轉和導向尾翼結合作用，自移動糧倉檢測裝置在糧倉糧食顆粒中自由轉動，且通過控制回收裝置和轉向機構的動力源啟閉，實現(xiàn)自移動糧倉檢測裝置在糧食堆中的停留，并在停留的時間內在糧堆內通過圖像采集裝置實時采集圖片，并將圖片通過無線發(fā)射裝置發(fā)回外部接受裝置，通過計算機軟件進行圖像處理；
啟動轉向電機，通過轉向電機帶動旋轉輪旋轉，依靠旋轉輪的旋轉和導向尾翼結合作用，自移動糧倉檢測裝置在糧倉糧食顆粒中自由轉動，且通過控制橫向移動電機和轉向電機的啟閉實現(xiàn)自移動糧倉檢測裝置在糧食堆中的停留，并在停留的時間內在糧堆內通過攝像頭實時拍攝圖片，并將圖片通過無線發(fā)射裝置發(fā)回外部接受裝置，通過計算機軟件進行圖像處理，處理后數(shù)據進行累加；
d、隨著回收裝置與自移動糧倉檢測裝置之間的連接繩索的逐漸伸長，當該連接繩索長度達到最大長度時，控制回收裝置的動力源實現(xiàn)反轉，由此將該連接繩索逐漸收回，進而將自移動糧倉檢測裝置從糧食堆拉回；
e、利用圖像分析處理軟件對所采集到的圖像信息進行處理，并對得出的數(shù)據進行統(tǒng)計，然后與糧倉填裝新糧之初的數(shù)據進行對比，以判斷糧倉內的糧食是否發(fā)生了霉變以及霉變的程度。通過糧食霉變顆粒數(shù)累加值和糧倉填裝新糧之初的糧食霉變顆粒數(shù)累加值進行減運算，如果結果為0，說明糧倉內的糧食沒有發(fā)生霉變，如果結果不為0，則糧倉內的糧食發(fā)生了霉變，差值越大，則霉變越大。
[0014]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明所具有的有益效果是:
1、可實現(xiàn)在糧倉內的任意自由移動:由回收裝置提供下放動力，通過回收裝置帶動自移動糧倉檢測裝置在糧倉上方實現(xiàn)大范圍的移動，并依靠自移動糧倉檢測裝置自身的重力作用進入糧食堆中，并在糧食堆中利用攝像頭進行拍照，并在導向裝置的導向作用下，進一步實現(xiàn)自移動糧倉檢測裝置在糧食堆中的自由移動，進而實現(xiàn)在糧倉任意位置、多處位置的圖像采集。
[0015]2、圖像采集準確、及時:采用兩種光源,可避免因糧食自身的色彩不同而影響圖像采集的效果；采用加熱絲配合使用，可適時改變攝像頭拍照空間內的濕度和溫度，避免因濕度或溫度與外部的較大差別在透明 罩上形成水霧，進而影響拍攝效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為自移動糧倉檢測裝置結構剖視示意圖。
[0017]圖2為自移動糧倉檢測裝置在糧倉內的安裝關系示意圖。
[0018]圖3為自移動糧倉檢測裝置外觀結構示意圖。
[0019]其中，1、透明罩2、外側溫度傳感器3、外殼4、導向裝置本體5、旋轉輪6、轉向電機7、導向尾翼8、拉環(huán)9、電池10、電路板11、無線發(fā)射天線12、外側濕度傳感器13、內部濕度傳感器14、內部溫度傳感器15、熒光燈16、攝像頭17、白光燈18、加熱絲19、皮帶20、拉繩21、皮帶輪22、繩輪23、支架24、轉向凹槽25、安裝板。
【具體實施方式】
[0020]圖1-3是本發(fā)明的最佳實施例，下面結合附圖1-3對本發(fā)明做進一步說明。
[0021]參照附圖f 3:自移動糧倉檢測裝置，包括檢測器和導向裝置，檢測器設有外殼3，外殼3底部連接透明罩1，頂部連接導向裝置，檢測器內中部固定裝有電路板10，通過電路板10在朝向透明罩1 一側安裝圖像采集裝置和內部環(huán)境檢測裝置，在電路板10中部安裝無線發(fā)射裝置；導向裝置與安裝在糧倉頂部的回收裝置連接，通過回收裝置帶動檢測器實現(xiàn)自移動。
[0022]導向裝置包括導向裝置本體4、轉向機構、導向尾翼7和拉環(huán)8，導向裝置本體4底部螺紋連接檢測器外殼3，上部設有導向尾翼7，頂部連接拉環(huán)8，通過拉環(huán)8連接回收裝置，導向裝置本體4中下部設有轉向凹槽24，在轉向凹槽24內固定安裝轉向機構。轉向機構設有三組或三組以上，多組轉向機構均布在環(huán)形設置的多個轉向凹槽24內，每組轉向機構包括旋轉輪5和轉向電機6，轉向電機6通過安裝板25固定安裝在轉向凹槽24內，安裝板25與導向裝置本體4軸線垂直安裝，一端固定連接轉向凹槽24內側，另一端豎直伸出并安裝轉向電機6,轉向電機6的輸出端安裝旋轉輪5。
[0023]圖像采集裝置包括攝像頭16和光源，攝像頭16正對其上方的透明罩1，光源包括熒光燈15和白光燈17，熒光燈15和白光燈17分別設置在攝像頭16的兩側，白光燈17為糧食霉變的檢測提供光源，熒光燈15為黃曲霉毒素的檢測提供光源；熒光燈15或白光燈17的一側設有加熱絲18，加熱絲18底端固定連接在電路板10上。
[0024]內部環(huán)境檢測裝置包括內部濕度傳感器13和內部溫度傳感器14，通過電路板10安裝在透明罩1下方的空間內。外殼3下部外圈上對應設有用于檢測器外部環(huán)境檢測的外側溫度傳感器2和外側濕度傳感器12。
[0025]回收裝置通過支架23安裝在糧倉的頂部，包括拉繩20、傳動機構及橫向移動電機，橫向移動電機輸出端連接傳動機構，傳動機構中部設有繩輪22,拉繩20 —端纏繞在繩輪22上，拉繩20另一端連接導向裝置的拉環(huán)8。傳動機構可為帶輪傳動機構或鏈輪鏈條傳動機構。
[0026]上述的自移動糧倉檢測裝置的檢測方法，包括以下步驟:
a、首先在糧倉內安裝支架23，支架23上部橫貫糧倉上方，在支架23上部安裝回收裝置，回收裝置的傳動機構中部連接一條拉繩20 ；
b、拉繩20垂下的一端連接于檢測器連接為一體的導向裝置頂部設置的拉環(huán)8，通過拉環(huán)8將自移動糧倉檢測裝置懸掛起來；
c、啟動導向裝置的橫向移動電機，橫向移動電機通過傳動機構和拉繩20將自移動糧倉檢測裝置帶到需要檢測的位置，隨著動力機構上的繩輪22的轉動，逐漸釋放拉繩20的長度，自移動糧倉檢測裝置依靠自身的重力帶著拉繩20 —端進入糧倉糧食顆粒中；
d、啟動轉向電機6，通過轉向電機6帶動旋轉輪5旋轉，依靠旋轉輪5的旋轉和導向尾翼7結合作用，自移動糧倉檢測裝置在糧倉糧食顆粒中自由轉動，且通過控制橫向移動電機和轉向電機6的啟閉實現(xiàn)自移動糧倉檢測裝置在糧食堆中的停留，并在停留的時間內在糧堆內通過攝像頭16實時拍攝圖片，并將圖片通過無線發(fā)射裝置發(fā)回外部接受裝置，通過計算機軟件進行圖像處理，并對處理后的數(shù)據進行存儲；
e、隨著拉繩20的逐漸釋放，當拉繩20放到最大長度時，控制橫向移動電機實現(xiàn)反轉，繩輪22同樣發(fā)生反轉，由此將拉繩20逐漸收回，進而將自移動糧倉檢測裝置從糧食堆拉回；
f、利用圖像分析處理軟件對所采集到的圖像信息進行處理，并對得出的數(shù)據進行統(tǒng)計，然后與糧倉填裝新糧之初的數(shù)據進行對比，以判斷糧倉內的糧食是否發(fā)生了霉變以及霉變的程度。對糧食霉變顆粒數(shù)累加值和糧倉填裝新糧之初的糧食霉變顆粒數(shù)累加值進行減運算，如果結果為0，說明糧倉內的糧食沒有發(fā)生霉變，如果結果不為0，則糧倉內的糧食發(fā)生了霉變，差值越大，則霉變越大。
[0027]新糧裝填之初，放置攝像頭16在糧食堆中自由行走，進行固定次數(shù)的拍攝，統(tǒng)計并累加新糧霉變顆粒數(shù)；間隔一定周期，再放置攝像頭16在糧食堆中自由行走，拍攝相同次數(shù)的圖片，統(tǒng)計并累加舊糧霉變顆粒數(shù)，然后與新糧霉變顆粒數(shù)的累加值進行對比，差值越大，則霉變程度越嚴重。
[0028]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非是對本發(fā)明作其它形式的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術人員可能利用上述揭示的技術內容加以變更或改型為等同變化的等效實施例。但是凡是未脫離本發(fā)明技術方案內容，依據本發(fā)明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術方案的保護范圍。
【權利要求】
1.自移動糧倉檢測裝置，其特征在于:包括檢測器和導向裝置，檢測器設有外殼(3)，外殼(3)底部連接透明罩(1)，頂部連接導向裝置，檢測器內中部固定裝有電路板(10)，通過電路板(10)在朝向透明罩(1) 一側安裝圖像采集裝置和內部環(huán)境檢測裝置，在電路板(10)中部安裝無線發(fā)射裝置；導向裝置與安裝在糧倉頂部的回收裝置連接，通過回收裝置帶動檢測器實現(xiàn)自移動；導向裝置包括導向裝置本體(4)、轉向機構、導向尾翼(7)和拉環(huán)(8)，導向裝置本體(4)底部螺紋連接檢測器外殼(3)，上部設有導向尾翼(7)，頂部連接拉環(huán)(8)，通過拉環(huán)(8)連接回收裝置，導向裝置本體(4)中下部設有轉向凹槽(24)，在轉向凹槽(24)內固定安裝轉向機構。
2.根據權利要求1所述的自移動糧倉檢測裝置，其特征在于:所述的轉向機構設有三組或三組以上，多組轉向機構均布在環(huán)形設置的多個轉向凹槽(24)內，每組轉向機構包括旋轉輪(5 )和轉向電機(6 ),轉向電機(6 )通過安裝板(25 )固定安裝在轉向凹槽(24)內，轉向電機(6)的輸出端安裝旋轉輪(5)。
3.根據權利要求1所述的自移動糧倉檢測裝置，其特征在于:所述的圖像采集裝置包括攝像頭(16)和光源，攝像頭(16)正對其上方的透明罩(1 )，光源包括熒光燈(15)和白光燈(17)，熒光燈(15)和白光燈(17)分別設置在攝像頭(16)的兩側，白光燈(17)為糧食霉變的檢測提供光源，熒光燈(15)為黃曲霉毒素的檢測提供光源；熒光燈(15)或白光燈(17)的一側設有加熱絲(18)，加熱絲(18)底端固定連接在電路板(10)上。
4.根據權利要求1所述的自移動糧倉檢測裝置，其特征在于:所述的內部環(huán)境檢測裝置包括內部濕度傳感器(13)和內部溫度傳感器(14)，通過電路板(10)安裝在透明罩(1)下方的空間內。
5.根據權利要求1所述的自移動糧倉檢測裝置，其特征在于:所述的外殼(3)下部外圈上對應設有用于檢測器外部環(huán)境檢測的外側溫度傳感器(2 )和外側濕度傳感器(12)。
6.根據權利要求1所述的自移動糧倉檢測裝置，其特征在于:所述的回收裝置通過支架(23 )安裝在糧倉的頂部，包括拉繩(20 )、傳動機構及橫向移動電機，橫向移動電機輸出端通過傳動機構連接拉繩(20) —端，拉繩(20)另一端連接導向裝置的拉環(huán)(8)。
7.根據權利要求6所述的自移動糧倉檢測裝置，其特征在于:所述的傳動機構為帶輪傳動機構或鏈輪鏈條傳動機構。
8.根據權利要求f7任一所述的自移動糧倉檢測裝置的檢測方法，其特征在于:包括以下步驟: a、首先在糧倉內上部安裝回收裝置，通過回收裝置一端通過連接繩索連接檢測器頂部的導向裝置的拉環(huán)(8)，通過回收裝置將自移動糧倉檢測裝置整體懸掛起來； b、啟動回收裝置的動力源，回收裝置帶動自移動糧倉檢測裝置到達需要檢測的位置，自移動糧倉檢測裝置依靠自身的重力一端逐漸進入糧倉糧食顆粒中； c、啟動轉向機構，通過轉向機構旋轉，依靠轉向機構的旋轉和導向尾翼(7)結合作用，自移動糧倉檢測裝置在糧倉糧食顆粒中自由轉動，且通過控制回收裝置和轉向機構的動力源啟閉，實現(xiàn)自移動糧倉檢測裝置在糧食堆中的停留，并在停留的時間內在糧堆內通過圖像采集裝置實時采集圖片，并將圖片通過無線發(fā)射裝置發(fā)回外部接受裝置，通過計算機軟件進行圖像處理； d、隨著回收裝置 與自移動糧倉檢測裝置之間的連接繩索的逐漸伸長，當該連接繩索長度達到最大長度時，控制回收裝置的動力源實現(xiàn)反轉，由此將該連接繩索逐漸收回，進而將自移動糧倉檢測裝置從糧食堆拉回； e、利用圖像 分析處理軟件對所采集到的圖像信息進行處理，并對得出的數(shù)據進行統(tǒng)計，然后與糧倉填裝新糧之初的數(shù)據進行對比，以判斷糧倉內的糧食是否發(fā)生了霉變以及霉變的程度。
【文檔編號】G06T7/00GK103792378SQ201410079996
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年3月6日 優(yōu)先權日:2014年3月6日
【發(fā)明者】劉偉, 王偉, 馬立修, 張楠楠, 肖瑜 申請人:山東理工大學