[发明专利]一种便携鲜蚕茧定级辅助装置及构建方法

说明书

本发明公开了一种便携鲜蚕茧定级辅助装置及构建方法，该装置主要包括图像采集模组(1)、茧层含水率采集模组(2)、样本容器(3)及定级处理模组(4)；样本容器(3)上方设置图像采集模组(1)，两侧设置茧层含水率采集模组(2)，图像采集模组(1)通过Usb接口与定级处理模组(4)相连，茧层含水率采集模组(2)通过I/O接口与定级处理模组(4)相连。定级处理模组(4)集成三种分级模型，分别用于对样本蚕茧的匀净度及上车茧率分级、色泽分级和茧层含水率分级。本发明提供的鲜蚕茧定级辅助装置可对鲜蚕茧匀净度及上车茧率、色泽和茧层含水率进行分级，具有耗时短、准确率高的特点，大大提高了蚕茧行业生产效益。

技术领域

本发明涉及鲜蚕茧定级领域，特别是涉及一种便携鲜蚕茧定级辅助装置及构建方法。

背景技术

近年来，随着生活质量的提升，我国对蚕茧需求量也极具增大，对鲜蚕茧在收购过程中进行快速分级显得尤为重要。在我国蚕茧等级已经有了明确的划分标准，但在鲜茧收购中，色泽、上车茧率、匀净度等关键指标仍然以主观判断为主，茧层含水率也以烘干法为主，上述传统方法对人为经验要求高、耗时长等缺陷。

同时，现有技术如专利CN 210010190 U公开了一种气悬式蚕茧品质分选装置，但该装置仅能对上车茧率及匀净度进行分级，并且该装置公开的分选方法仅依靠蚕茧图片标准数据库对比，准确率无法保证；专利CN 2599564 Y公开了一种智能型评茧仪，该仪器仅能对干壳量、茧层含水率进行分级，功能较为单一，适用性较低。

发明内容

有鉴于此，本发明针对上述现有技术存在的集成度低、上车茧率及匀净度判断准确率低的问题，提供了一种便携鲜蚕茧定级辅助装置及构建方法。

本发明的技术解决方案是：提供一种以下结构的便携鲜蚕茧定级辅助装置及构建方法，包括样本容器、图像采集模组、茧层含水率采集模组与定级处理模组；

所述样本容器用于固定待测鲜蚕茧，并隔离外界光源干扰，样本容器上方设置图像采集模组，两侧设置茧层含水率采集模组；

所述图像采集模组用于采集样本鲜蚕茧照片；

所述茧层含水率采集模组用于采集样本鲜蚕茧电阻；

所述定级处理模组用于对色泽、上车茧率、匀净度及茧层含水率进行分级，定级处理模组通过Usb接口与图像采集模组相连，通过I/O接口与茧层含水率采集模组相连，同时接收图像采集模组与茧层含水率采集模组的数据。

所述图像采集模块包括工业相机与工业光源，工业相机采集样本鲜蚕茧照片，工业光源为采集照片时提供光源。

所述茧层含水率采集模组包括箱体导电箔片和固定底座导电箔片，优选的，上述两种导电箔片均使用铜箔片，通过铜箔片连接定级处理模组确定对应茧层含水率级别。

所述样本容器包括固定底座、装茧盒及黑箱，固定底座分为不同大小茧格规格，用于固定不同大小蚕茧，并保持同一固定底座中的鲜蚕茧紧密相连；装茧盒用于稳固固定底座，同时保证取样方便；黑箱用于隔离外界光源干扰。

所述定级处理模组包括电阻比较电路和Jetson Nano单片机，所述电阻比较电路利用导线与箱体导电箔片和Jetson Nano单片机分别相连，所述Jetson Nano单片机集成第一分级模型、第二分级模型及第三分级模型，所述三种分级模型分别用于对样本鲜蚕茧的匀净度及上车茧率分级、色泽分级和茧层含水率分级。

所述第一分级模型为基于深度学习的蚕茧匀净度及上车茧率分级模型，优选的，采用EfficientNet网络为深度学习网络，通过对预训练的EfficientNet网络模型进行再训练，得到蚕茧匀净度及上车茧率分级模型。

所述第二分级模型为基于灰度阈值的蚕茧色泽分级模型，先通过利用otsu阈值分割提取蚕茧有效面积，再利用膨胀、腐蚀进行平滑处理，同时对处理后的图片有效面积求取灰度平均值，最后根据灰度阈值来进行色泽分级。