CN114740000B - 车载籽棉含杂检测装置及籽棉收获机械 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车载籽棉含杂检测装置，其包括视觉组件，所述视觉组件包括相机、玻璃以及灯带，所述相机及所述灯带均置于所述玻璃的上方，所述相机及所述灯带均连接控制器；所述灯带安装在所述相机的预设临界面之外，所述预设临界面被定义为由特定反射线形成的面，所述特定反射线为所述相机的理论视野轮廓线经所述玻璃反射得到的反射线。本发明的车载籽棉含杂检测装置及籽棉收获机械中，通过将灯带安装在预设临界面之外，可有效避免补光光源发出的光直接反射至相机的镜头，也就避免了相机获取的图像中包含光斑，可保证检测结果的准确性。

Description

车载籽棉含杂检测装置及籽棉收获机械

技术领域

本发明涉及农业检测技术领域，特别是涉及一种车载籽棉含杂检测装置及籽棉收获机械。

背景技术

籽棉采收时会有较多的杂质混入其中，尤其是在机采棉收获过程中会有大量的植物性杂质，因此有必要在籽棉收获过程中对其进行含杂率检测，得到实时的含杂率数据以供参考，操纵收获机械的人可以根据含杂率数据及时调整一些运行参数以降低含杂率。

专利CN111937571A中包含视觉检测装置，其包括传输机构、透明压板以及采集模块，采集模块包括相机以及照明模块，传输机构用于输送采样的谷物，传输机构上方安装有透明压板，透明压板将所述传输机构输送的谷物推压展开，在所述输送机构表面形成单层的谷物输送层，该专利中，由于透明压板的存在，照明模块产生的光会经过透明压板反射至相机的镜头中，使得相机采集的图像中产生大量光斑，影响检测结果，此为第一方面问题，以下发明内容及实施例以该第一方面的技术问题为主要技术问题进行展开。第二方面，该专利中，包括进样口、传输机构等在内的结构实质上起到的是采样以及样品处理的作用，也即现有技术中，都需要从收获机械收获的物料中先进行采样再对样品进行处理后再进行检测，流程与结构均较为复杂。第三方面，该专利中，透明压板相对于壳体是固定的，谷物在平行方向上经过透明压板的下方，透明压板起到将谷物上方刮平的作用，虽然透明压板能够被调节机构调节高度，但检测装置运转时，透明压板仍然是处于固定状态，这种结构对于棉花这种蓬松物料难以起到好的处理作用。

专利CN209784196U提供了一种籽棉杂质含量快速采集装置，其包括玻璃面板、CCD相机以及主动光源，其中，主动光源用于对玻璃面板上的物料进行补光，实际使用中，与专利CN111937571A存在一样的问题，即上述主动光源容易通过玻璃面板形成大片反光，使得CCD相机获取的图像中形成光斑，对含杂率检测结果造成影响。此外，该专利中，虽然CCD相机安装在可升降的底板上，但是此处对CCD相机进行高度调节仅是使CCD相机的检测距离较为合理。

专利CN108107049A中公开了将压力传感器设置在料斗中的技术方案，该方案中，压力传感器通过检测压力值判断检测料斗内的物料质量是否达到要求，达到要求后，CCD摄像机开始检测图像。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种可避免光源产生反光影响检测结果的车载籽棉含杂检测装置及籽棉收获机械。

技术方案：为实现上述目的，本发明的车载籽棉含杂检测装置，其包括视觉组件，所述视觉组件包括相机、玻璃以及灯带，所述相机及所述灯带均置于所述玻璃的上方，所述相机及所述灯带均连接控制器；

所述灯带安装在所述相机的预设临界面之外，所述预设临界面被定义为由特定反射线形成的面，所述特定反射线为所述相机的理论视野轮廓线经所述玻璃反射得到的反射线。

进一步地，所述灯带呈四方环形布局。

进一步地，还包括升降模组，所述视觉组件被所述升降模组驱动作升降运动；所述升降模组连接所述控制器；

所述视觉组件还包括由上罩壳与下罩壳形成的封闭罩壳；所述相机安装在所述上罩壳内；所述玻璃固定在所述下罩壳的下端，所述灯带固定在所述下罩壳的侧壁上；

所述上罩壳的下端与所述下罩壳的上端连接，且两者之间设置有压力传感器。

进一步地，所述下罩壳具有上窄下宽的锥形部。

进一步地，所述控制器、所述升降模组的电机对应的驱动器、以及所述灯带对应的亮度调节器均安装在所述罩壳内。

进一步地，还包括显示器，所述显示器连接所述控制器。

一种籽棉收获机械，其包括移动车体，所述移动车体上安装有采摘台、清理输送装置以及棉箱；所述棉箱内安装有如上述的车载籽棉含杂检测装置。

进一步地，所述清理输送装置包括连接所述采摘台的物料通道以及连接所述棉箱的输送风道；

所述物料通道的末端连接清理装置；

所述输送风道经过所述清理装置，且所述输送风道的侧壁具有物料入口；所述输送风道的首端安装有输送风机。

有益效果：本发明的车载籽棉含杂检测装置及籽棉收获机械中，通过将灯带安装在预设临界面之外，可有效避免补光光源发出的光直接反射至相机的镜头，也就避免了相机获取的图像中包含光斑，可保证检测结果的准确性。

附图说明

图1为车载籽棉含杂检测装置的立体结构图；

图2为车载籽棉含杂检测装置的剖视结构图；

图3为车载籽棉含杂检测装置与棉箱的组合结构图；

图4为灯带安装位置示意图；

图5为籽棉收获机械的结构图。

图中：a-理论视野轮廓线；b-特定反射线；1-视觉组件；11-相机；111-相机支架；12-玻璃；13-灯带；131-亮度调节器；14-上罩壳；15-下罩壳；A-罩壳；16-压力传感器；17-螺栓；2-控制器；3-升降模组；31-电机；32-驱动器；33-升降导轨；4-显示器；5-移动车体；6-采摘台；7-清理输送装置；71-物料通道；72-输送风道；721-物料入口；73-清理装置；74-输送风机；8-棉箱；81-入料口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如图1-2所示的车载籽棉含杂检测装置，其使用时安装在籽棉收获机械的棉箱8内（如图3所示），其包括视觉组件1、升降模组3以及控制器2，升降模组3驱动视觉组件1做升降运动，升降模组3包括使用时相对于棉箱固定安装的升降导轨33，视觉组件1沿着升降导轨33运动，其运动由电机31驱动。

如图2所示，视觉组件1包括由上罩壳14与下罩壳15形成的封闭罩壳A，相机11安装在上罩壳14内安装有相机11，相机11通过相机支架111安装在上罩壳14内的居中位置；下罩壳15为上下贯通结构，下罩壳15的下端固定安装有玻璃12，下罩壳15内还安装有灯带13；上罩壳14的下端与下罩壳15的上端连接。相机11、灯带13以及升降模组3均连接控制器2，其中，升降模组3的电机31通过驱动器32连接控制器2，灯带13通过亮度调节器131连接控制器2。

通过上述布局，可知相机11及灯带13均置于玻璃12的上方，灯带13安装在相机11的预设临界面之外，预设临界面被定义为由特定反射线b形成的面，特定反射线b为相机11的理论视野轮廓线a经玻璃12反射得到的反射线。如图3所示，若相机11的视场角为θ，理论视野轮廓线a是指由相机镜头的边缘出发、与相机的镜头中轴线夹角为θ/2的虚拟线，可见，所有理论视野轮廓线a组成的面为正置的圆锥形面，如此，上述预设临界面为倒置的圆锥形面，上述灯带13即安装在预设临界面的远离镜头中轴线的一侧，并且位于玻璃12的上方以及下罩壳15内侧形成的三角区内，本实施例中，灯带13固定在下罩壳15的内壁上。

将灯带13安装在上述位置，可有效避免灯带13发出的光直接经玻璃12反射至相机11的镜头，也就避免了相机11获取的图像中包含光斑，可保证获得的图像的质量。此外，由于灯带13本身灯珠分散的特点，可使打光区域广且打光均匀。

优选地，灯带13呈环形布局，由于本实施例中下罩壳15整体俯视轮廓为方形，因此，灯带13呈四方环形布局。

优选地，上罩壳14与下罩壳15两者之间设置有压力传感器16，压力传感器16连接控制器2。上罩壳14与下罩壳15两者中，其中一者上设置有圆孔，一者上设置有条形孔，连接上罩壳14与下罩壳15的螺栓17穿过上述圆孔以及条形孔，如此，升降模组3驱动视觉组件1下降时，当玻璃12与籽棉接触，上罩壳14与下罩壳15之间具有相对靠近趋势，压力传感器16即会产生压力数据，控制器2判断压力传感器16采集的压力数据是否达到设定阈值，是则使升降模组3停止运转，而后通过相机11采集图像。

在籽棉收获机械进行收获作业过程中，棉箱内的籽棉存量一直在增长，上述检测过程中，通过设置压力传感器16检测压力值，可使视觉组件1每次获取图像时适应于棉箱内的籽棉存量的变化自动在合适的位置停止，且每次检测对棉箱内上棉面施加的预压力一致，保证了每次检测籽棉被压缩的状态较为一致，预压力可使籽棉这种蓬松物料中的杂质能更加凸显出来，且使检测区域的籽棉上表面平整，消除了籽棉凹凸不平的特征，相机11在每次采集图像过程中都只需进行定焦拍照即可。

此外，上述直接通过升降模组3驱动视觉组件1下降对棉箱内的物料进行检测，相比于传统车载检测装置先采样再检测的检测方式流程上更为精简，结构上也更为简单。

上述下罩壳15具有上窄下宽的锥形部，如此可适应相机11的视野，罩壳A的其他部位可尽量做的紧凑。

优选地，控制器2、驱动器32、亮度调节器131均安装在罩壳A内。

此外，车载籽棉含杂检测装置还包括显示器4，显示器4连接控制器2，显示器4可显示直观的籽棉含杂数据。

一种籽棉收获机械，如图5所示（显示器4未示出），其包括移动车体5，移动车体5上安装有采摘台6、清理输送装置7以及棉箱8；棉箱8内安装有如上述的车载籽棉含杂检测装置，且棉箱具有入料口81。

具体地，清理输送装置7包括连接采摘台6的物料通道71以及连接棉箱8的输送风道72；物料通道71的末端连接清理装置73；输送风道72经过清理装置73，且输送风道72的侧壁具有物料入口721；输送风道72的首端安装有输送风机74。

工作时，采摘台6采收的棉花经过物料通道71进入清理装置73，清理装置73对棉花进行清理后，棉花从物料入口721进入输送风道72，并被输送风机74产生的气流吹到棉箱8内，车载籽棉含杂检测装置可每隔设定时间间隔或在操纵人员的控制下对棉箱8内籽棉的含杂率进行检测。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.车载籽棉含杂检测装置，其包括视觉组件（1），所述视觉组件（1）包括相机（11）、玻璃（12）以及灯带（13），所述相机（11）及所述灯带（13）均置于所述玻璃（12）的上方，所述相机（11）及所述灯带（13）均连接控制器（2）；其特征在于，

所述灯带（13）安装在所述相机（11）的预设临界面之外，所述预设临界面被定义为由特定反射线形成的面，所述特定反射线为所述相机（11）的理论视野轮廓线经所述玻璃（12）反射得到的反射线；

还包括升降模组（3），所述视觉组件（1）被所述升降模组（3）驱动作升降运动；所述升降模组（3）连接所述控制器（2）；

所述视觉组件（1）还包括由上罩壳（14）与下罩壳（15）形成的封闭罩壳（A）；所述相机（11）安装在所述上罩壳（14）内；所述玻璃（12）固定在所述下罩壳（15）的下端，所述灯带（13）固定在所述下罩壳（15）的侧壁上；

所述上罩壳（14）的下端与所述下罩壳（15）的上端连接，且两者之间设置有压力传感器（16）；

车载籽棉含杂检测装置应用在棉箱（8）内，棉箱（8）内的籽棉存量一直在增长，每次检测是针对棉箱（8）内的上棉面进行检测。

2.根据权利要求1所述的车载籽棉含杂检测装置，其特征在于，所述灯带（13）呈四方环形布局。

3.根据权利要求1所述的车载籽棉含杂检测装置，其特征在于，所述下罩壳（15）具有上窄下宽的锥形部。

4.根据权利要求1所述的车载籽棉含杂检测装置，其特征在于，所述控制器（2）、所述升降模组（3）的电机（31）对应的驱动器（32）、以及所述灯带（13）对应的亮度调节器（131）均安装在所述罩壳（A）内。

5.根据权利要求1所述的车载籽棉含杂检测装置，其特征在于，还包括显示器（4），所述显示器（4）连接所述控制器（2）。

6.一种籽棉收获机械，其包括移动车体（5），所述移动车体（5）上安装有采摘台（6）、清理输送装置（7）以及棉箱（8）；其特征在于，所述棉箱（8）内安装有如权利要求1-5任一项所述的车载籽棉含杂检测装置。

7.根据权利要求6所述的籽棉收获机械，其特征在于，所述清理输送装置（7）包括连接所述采摘台（6）的物料通道（71）以及连接所述棉箱（8）的输送风道（72）；

所述物料通道（71）的末端连接清理装置（73）；

所述输送风道（72）经过所述清理装置（73），且所述输送风道（72）的侧壁具有物料入口（721）；所述输送风道（72）的首端安装有输送风机（74）。