本发明属于谷物籽粒破碎检测，尤其涉及一种玉米籽粒破碎率的在线检测装置及其检测方法。
背景技术：
1、玉米作为重要的粮食作物之一，由于玉米种子在收获、储藏的过程中会因机械啃伤等各种因素产生损伤，直接影响玉米种子的发芽率以及玉米产量，所以玉米种子的播前破损检测必不可少。这一过程可以保证玉米种子发芽率，对玉米的增产具有重要意义。
2、与人工检测技术相比，机器视觉检测技术具有速度快、精度高、重复性好等优点，在农产品品质无损检测领域有广阔的应用。利用机器视觉检测技术代替人工检测，是自动化分级发展的必然趋势。基于机器视觉的谷物外观品质检测技术研究具有较高的理论价值和实际意义。
3、目前国内对基于机器视觉的玉米种子的研究主要集中在玉米种粒的品质鉴定、分级等，且主要集中在静态检测上，并没有出现商业化程度高的用于玉米种子破损检测的仪器设备。
4、目前基于机器学习方法处理玉米籽粒图像特征，将籽粒分为完整与破碎二个等级，现有技术的方法或模型主要用于识别破碎籽粒以定性判定收获品质，很少可以估计籽粒质量来定量计算谷物籽粒破碎率(籽粒破碎率为破碎籽粒与治理总质量的占比)。
技术实现思路
1、本发明提出了一种玉米籽粒破碎率的在线检测装置及其检测方法，以解决上述现有技术中存在的技术问题。
2、为实现上述目的，本发明提供了一种玉米籽粒破碎率的在线检测装置，包括：
3、用于传输玉米籽粒的机械装置，与所述机械装置连接且用于获取玉米籽粒图像的检测装置、用于处理所述玉米籽粒图像的图像处理装置；
4、所述检测装置包括：工业相机和相机丝杆，通过所述相机丝杆将所述工业相机与所述机械装置的传送带进行连接，基于所述相机丝杆自适应调节所述工业相机与所述传送带的垂直高度，以实现工业相机对焦于待测玉米籽粒；基于图像处理装置，得到玉米籽粒破碎率。
5、优选地，所述机械装置包括：支架底座、与所述支架底座连接的支架、固定于所述支架上的直流电机、与所述直流电机连接的传送带轮、安装在所述传送带轮上传送链条、通过直流电机驱动且与传送链条连接的传送带，通过所述传送带将待测玉米籽粒均匀传输至所述检测装置。
6、优选地，检测装置还包括钢丝绳减震器，安装于所述检测装置与检测支架的连接处。
7、优选地，所述传送带上安装有单层化装置，基于所述单层化装置，将待测玉米籽粒单层排列在所述传送带上。
8、优选地，所述检测装置设置于密闭空间内，所述密闭空间设置有led圆形光源，基于所述led圆形光源为工业相机拍照提供稳定光照强度，其中所述检测装置的外壳采用黑色哑光亚克力板。
9、优选地，所述图像处理装置包括图像识别单元和籽粒质量预测单元。
10、为了实现上述技术目的，本发明还提供了一种玉米籽粒破碎率的在线检测装置的检测方法，包括以下步骤：
11、基于所述检测装置，得到玉米籽粒图像；
12、提取所述玉米籽粒图像的形态特征；
13、构建籽粒质量预测模型；
14、将所述形态特征输入至所述籽粒质量预测模型，得到玉米籽粒破碎率。
15、优选地，所述籽粒质量预测模型包括：用于识别破碎籽粒和完整籽粒的二分类模型、用于破碎籽粒质量预测的第一预测模型、用于完整籽粒质量预测的第二预测模型；其中所述二分类模型采用svc算法，所述第一预测模型采用lgbm算法，所述第二预测模型采用rf算法。
16、本发明还提供了一种农业作物质量的预测方法，包括权利要求8所述的玉米籽粒破碎率的在线检测装置的检测方法。
17、与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：
18、本发明提供了一种玉米籽粒破碎率的在线检测装置，包括：用于传输玉米籽粒的机械装置、与所述机械装置连接且用于获取玉米籽粒图像的检测装置、用于处理所述玉米籽粒图像的图像处理装置；所述检测装置包括：工业相机和相机丝杆，通过所述相机丝杆将所述工业相机与所述机械装置的传送带进行连接，基于所述相机丝杆自适应调节所述工业相机与所述传送带的垂直高度，以实现工业相机对焦于待测玉米籽粒；基于图像处理装置，得到玉米籽粒破碎率。本发明能够将玉米籽粒均匀带到环形光源中央处，通过丝杆上下移动带动相机到达合适位置进行合焦，工业相机开始迅速对焦，通过编程达到相机自适应高度的功能，本发明能够以低成本让检测装置适应更多情况，满足更多用途、更多条件下的生产生活。
19、本发明还提供了一种玉米籽粒破碎率的在线检测装置的检测方法，包括以下步骤：首先基于所述检测装置，得到玉米籽粒图像；其次提取所述玉米籽粒图像的形态特征；接着构建籽粒质量预测模型；最后将所述所述形态特征输入至所述籽粒质量预测模型，得到玉米籽粒破碎率。本发明提供了基于机器视觉和深度学习算法优化的籽粒破碎率检测系统，可以实现籽粒破碎率的定性和定量精准预测，同时可以为玉米破碎率在线精准检测提供理论依据和技术支撑。
1.一种玉米籽粒破碎率的在线检测装置，其特征在于，包括：用于传输玉米籽粒的机械装置、与所述机械装置连接且用于获取玉米籽粒图像的检测装置、用于处理所述玉米籽粒图像的图像处理装置；
2.根据权利要求1所述的玉米籽粒破碎率的在线检测装置，其特征在于，所述机械装置包括：支架底座、与所述支架底座连接的支架、固定于所述支架上的直流电机、与所述直流电机连接的传送带轮、安装在所述传送带轮上传送链条、通过直流电机驱动且与传送链条连接的传送带，通过所述传送带将待测玉米籽粒均匀传输至所述检测装置。
3.根据权利要求2所述的玉米籽粒破碎率的在线检测装置，其特征在于，还包括钢丝绳减震器，安装于所述检测装置与检测支架的连接处。
4.根据权利要求1所述的玉米籽粒破碎率的在线检测装置，其特征在于，所述传送带上安装有单层化装置，基于所述单层化装置，将待测玉米籽粒单层排列在所述传送带上。
5.根据权利要求1所述的玉米籽粒破碎率的在线检测装置，其特征在于，所述检测装置设置于密闭空间内，所述密闭空间设置有led圆形光源，基于所述led圆形光源为工业相机拍照提供稳定光照强度，其中所述检测装置的外壳采用黑色哑光亚克力板。
6.根据权利要求1所述的玉米籽粒破碎率的在线检测装置，其特征在于，所述图像处理装置包括图像识别单元和籽粒质量预测单元。
7.根据权利要求1-6任一项所述的玉米籽粒破碎率的在线检测装置的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的玉米籽粒破碎率的在线检测装置的检测方法，其特征在于，所述籽粒质量预测模型包括：用于识别破碎籽粒和完整籽粒的二分类模型、用于破碎籽粒质量预测的第一预测模型、用于完整籽粒质量预测的第二预测模型；其中所述二分类模型采用svc算法，所述第一预测模型采用lgbm算法，所述第二预测模型采用rf算法。
9.一种农业作物质量的预测方法，其特征在于，基于权利要求7所述的玉米籽粒破碎率的在线检测装置的检测方法。
