[发明专利]一种基于摄像头的新型水分仪

权利要求书

1.一种基于摄像头的新型水分仪，其特征在于，包括摄像头模块、水分传感器、内部三级数据采集电路、存储器、控制模块、电机驱动模块、机械模块，触摸屏；其中：

摄像头模块，负责采集和扫描谷物照片；

存储器，用来存储摄像头采集到谷物类型的数据；

水分传感器，负责采集进料谷物水分的模拟量；

内部三级数据采集电路，用来提取出当前谷物精度最高的模拟量；

电机驱动模块，负责控制机械结构的工作速率；

机械模块，负责碾压谷物；

触摸屏，负责实时显示当前谷物水分信息；

控制模块控制，接收摄像头模块、水分传感器、内部三级数据采集电路的数据并分析，并控制电机驱动模块、触摸屏的工作。

2.根据权利要求1所述的基于摄像头的新型水分仪，其特征在于，还包括LED闪烁灯，负责实时显示摄像头采集状态。

3.根据权利要求2所述的基于摄像头的新型水分仪，其特征在于，所述摄像头和LED闪烁灯放置在水分仪入料处的水平正上方，所述水分传感器、机械模块、控制模块、存储器、电机驱动模块、内部三级数据采集电路放置在水分仪的内部，所述触摸屏设置在水分仪的表面，方便用户实时查看具体信息。

4.根据权利要求3所述的基于摄像头的新型水分仪，其特征在于，所述内部三级数据采集电路由前两级当前谷物模拟量数据采集电路和第三级避免温漂电路组成。

5.根据权利要求4所述的基于摄像头的新型水分仪，其特征在于，所述控制模块由FPGA及GPU处理器组成：

其中GPU处理器作为图形处理器，负责光学/光源器件的驱动控制，光源器件的参数设置；FPGA负责对摄像头采集的数据进行图形处理，使GPU处理器得出的图像更加清晰。

6.根据权利要求5所述的基于摄像头的新型水分仪，其特征在于，所述水分传感器采用电阻式传感器。

7.根据权利要求6所述的基于摄像头的新型水分仪，其特征在于，水分仪的操作步骤包括：

S1、在水分仪出厂前，预先用安置在水分仪入料处的摄像头采集多张不同类型谷物的照片，并存储在存储器中；

S2、在实际测量时，用户将当前需要进行测量的谷物照片放在摄像头前方，完成谷物照片扫描和读取照片信息的工作；

S3、当摄像头完成照片信息扫描，用户开始在入料出倒入谷物，水分仪中的机械模块将谷物捏碎；同时，通过水分传感器读取每粒谷物样本水分的模拟量，然后，将模拟量输入水分仪内部三级数据采集电路，进一步将谷物模拟量高精度化，使进入控制器的模拟量精度更高、稳定性更好；

S4、水分仪在完成模拟量采集后，控制器开始使用当前该谷物相对应的测量算法，实时处理输入的模拟量，并将最终得到的谷物水分值放入存储器和触摸屏中；

S5、用户随时通过触摸屏查看以往谷物采集水分的检测时间、谷物类型、谷物水分值信息。

8.根据权利要求7所述的基于摄像头的新型水分仪，其特征在于，步骤S2中，用户将当前需要进行测量的谷物照片放在摄像头前方时，与摄像头相连的LED闪烁灯处于连续闪烁状态时，表明摄像头正在扫描和读取照片信息，当LED闪烁灯处于常亮闪烁状态时，表明摄像头已经完成扫描和读取照片信息的工作。

9.根据权利要求8所述的基于摄像头的新型水分仪，其特征在于，步骤S2中，所述摄像头模块的工作步骤包括：

①图像信息获取：摄像头将信号送入视频采集卡中经过采样和量化处理转化成数字视频信号；

②图像处理：包括图像增强、图像分割、边缘提取、图像复原，使采集到的信号更适合微控制器进行特征提取；

③图像特征提取：将拍照的图像进行特征处理，从滤波电路中衍生出有用的信息，从许多特征中找到最有用的特征，以降低后续处理的难度；

④图像识别：采用模板匹配法来识别不同的对象，并执行相应的功能。