專利名稱:一種智能冬棗分揀機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種智能冬棗分揀機。
背景技術(shù):
冬棗的分揀包括體積的分揀和成色的分揀兩部分。冬棗的體積分揀相對容易做到,也已經(jīng)有市場化的產(chǎn)品。而冬棗表面成色分揀及探傷方面的技術(shù)手段還比較落后,仍然以人工揀選為主,作業(yè)效率低、勞動強度大,錯誤率高。隨著冬棗國際知名度和市場化的提高,對其質(zhì)量的要求也相應提高,現(xiàn)行的分揀技術(shù)在保證冬率質(zhì)量及勞動效率方面都難以滿足要求。目前國際上存在的水果分揀機,能夠完成國家標準所要求的重量/大小、形狀、顏 色、果面缺陷等外觀品質(zhì)指標的檢測,并根據(jù)檢測到的信息進行實時自動化分級,這種分揀機利用的是水果的單列化、快速翻轉(zhuǎn)和輸送技術(shù),并將水果以合適的位置和姿態(tài)呈現(xiàn)在攝像機的視場內(nèi)完成對水果表面的檢測,如果在運動過程中水果的位置和姿態(tài)以錯誤的方位呈現(xiàn)在攝像機視場內(nèi),就會出現(xiàn)漏檢與錯檢。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種智能冬棗分揀機,本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)冬棗體積、表面成色及探傷的一次性分揀,可提高分揀效率,提高分揀準確性。本發(fā)明所提供的一種智能冬棗分揀機,它包括機體和圖像處理系統(tǒng);所述機體上設(shè)有旋轉(zhuǎn)軸和螺旋槽體,所述旋轉(zhuǎn)軸與所述螺旋槽體相連接;所述螺旋槽體的一端為分揀出口;所述圖像處理系統(tǒng)包括相連接的彩色攝像機和圖像處理單元;所述彩色攝像機設(shè)置在所述螺旋槽體的上方;所述圖像處理單元的輸出信號輸入至步進電機控制器,所述步進電機控制器與步進電機相連接,所述步進電機控制所述分揀出口的開合。上述的冬棗分揀機,所述旋轉(zhuǎn)軸與電機相連接;所述旋轉(zhuǎn)軸設(shè)置在所述機體的底部,所述旋轉(zhuǎn)軸帶動所述螺旋槽體進行轉(zhuǎn)動。上述的冬棗分揀機,所述螺旋槽體的內(nèi)表面可為橡膠層等摩擦系數(shù)較大的材質(zhì)層。上述的冬棗分揀機,所述螺旋槽體以與水平面相傾斜的方式設(shè)置;所述傾斜的角度可為10°到30°,冬棗在重力作用下會沿傾斜面向下形成滾動,同時冬棗在所述螺旋槽體表面的摩擦力作用下形成橫向滾動。上述的冬棗分揀機,所述機體上還包括擋板,所述擋板設(shè)置在所述螺旋槽體的敞口處,所述擋板會阻止?jié)L動的冬棗產(chǎn)生橫向位移,進而冬棗會形成三維展開,最終實現(xiàn)冬棗表面的全方位檢測。上述的冬棗分揀機,所述分揀口可由閘門組成,由所述閘門的開合實現(xiàn)對合格冬棗的收集。
上述的冬棗分揀機,所述圖像處理單元可包括依次連接的視頻解碼器、圖像處理加速器、DSP圖像識別器和程序儲存器;所述圖像處理加速器與所述步進電機控制器相連接;所述圖像處理單元對所述彩色攝像機采集到的圖像的處理過程如下圖像經(jīng)過視頻解碼器解碼和圖像處理加速器后,由圖像識別器進行圖像處理和識別,識別后的結(jié)果經(jīng)過圖像處理加速器傳遞給步進電機控制器,由步進電機控制器控制步進電機動作,實現(xiàn)分揀口的開合;其中圖像識別器對圖像進行處理和識別的過程如下首先使用邊緣檢測算法對采集到的圖像進行分割,使得每一幅分割圖像只包含一個完整的冬棗圖像;然后對分割后的圖像面積進行計算,對于面積過大或者過小的圖像進行排除,并歸類為不合格冬棗;對分割后的圖像形狀進行計算,對于形狀嚴重偏離圓形的圖像進行排 除,并歸類為不合格冬棗;對上述面積和形狀計算后的合格冬棗圖像進行顏色識別,對于包含異常顏色區(qū)域的冬棗圖像進行排除,歸類為不合格冬棗;其它的都歸類為合格冬棗;對于合格的冬棗,根據(jù)上述計算的圖像面積進行體積分類,根據(jù)上述顏色識別進行成色分類,并將分類信號提交給步進電機控制器,進而控制相應分揀口的開合實現(xiàn)冬棗分揀。本發(fā)明提供的冬棗分揀機,通過設(shè)計螺旋槽體,可實現(xiàn)冬棗的三維運動展開,配合彩色攝像機和圖像處理系統(tǒng),通過對冬棗的體積、成色、斑點等信息的處理,實現(xiàn)冬棗的快速智能分揀;現(xiàn)有的冬棗的自動化分揀只能實現(xiàn)冬棗體積(大小)的分揀,不能用于冬棗成色的分揀及表面探傷;冬棗的成色分揀及表面探傷仍然靠人工進行,效率太低,勞動強度大,本發(fā)明可大大提高冬棗分揀的勞動生產(chǎn)效率;本發(fā)明還可用于其它球形物體的表面探傷及識別。
圖I為本發(fā)明提供的冬棗分揀機中機體的剖視圖。圖2為本發(fā)明提供的冬棗分揀機中圖像處理單元的示意圖。圖中各標記如下1機體、2旋轉(zhuǎn)軸、3螺旋槽體、4擋板、5分揀出口、6彩色CXD攝像機、7ADV7189B視頻解碼器、8XC3S1000圖像處理加速器、9TMS320DM642圖像識別DSP單元、10AM29LV033程序存儲器。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步說明,但本發(fā)明并不局限于以下實施例。本發(fā)明提供的冬棗分揀機包括機體I和圖像處理系統(tǒng);機體I的底部設(shè)有旋轉(zhuǎn)軸2,該旋轉(zhuǎn)軸2與電機(圖中未示出)相連接;機體I的上部設(shè)有螺旋槽體3,其中心軸與水平面成10°角,螺旋槽體3的內(nèi)表面為一層摩擦系數(shù)較大的橡膠層,這樣冬棗會在重力的作用下沿斜面向下形成滾動,同時冬棗在螺旋槽體3表面的摩擦力作用下形成橫向滾動;螺旋槽體3的一端設(shè)有一由閘門組成的分揀出口 5(圖中只示出了不合格冬棗分揀口),經(jīng)分揀不合格的冬棗會從該分揀口排出;螺旋槽體3的開口端的上部設(shè)有一擋板4,擋板4會阻止?jié)L動的冬棗產(chǎn)生橫向位移,從而冬棗會實現(xiàn)三維展開,以進一步實現(xiàn)冬棗表面的全方位檢測;圖像處理系統(tǒng)包括一彩色CXD攝像機6和圖像處理單元,該圖像處理單元包括依次連接的ADV7189B視頻解碼器7、XC3S1000圖像處理加速器8、TMS320DM642圖像識別DSP單元9和AM29LV033程序存儲器10 ;彩色CCD攝像機6安裝在螺旋槽體3的上方,其可采集運動中的冬棗視頻圖像信號,經(jīng)過ADV7189B視頻解碼器7解碼和XC3S1000圖像處理加速器8后,由TMS320DM642圖像識別DSP單元9進行圖像處理和識別,識別后的結(jié)果傳遞給XC3S1000圖像處理加速器8,由XC3S1000圖像處理加速器8控制步進電機(圖中未示出)動作,實現(xiàn)分揀出口 5的開合,實現(xiàn)冬棗的分揀;AM29LV033程序存儲器10用于存儲圖像處理和識別程序代碼以及圖像識別數(shù)據(jù)。使用上述的冬棗分揀機時,可按下述3個步驟進行(I)螺旋運動的形成螺旋運動主要在螺旋槽體中形成;在螺旋槽體內(nèi)待分揀的冬棗在重力作用下沿斜面向下形成滾動,同時冬棗在螺旋槽體表面在摩擦力作用下形成橫 向滾動,擋板阻止冬棗產(chǎn)生橫向位移,綜合上述運動實現(xiàn)冬棗的三維展開,可實現(xiàn)冬棗表面的全方位檢測;(2)冬棗的表面成色檢測及探傷安裝在螺旋槽體上方的彩色CXD攝像機采集運動中的冬棗視頻圖像信號,由圖像處理單元對冬棗的體積、成色、斑點等信息進行處理,進而對冬棗進行分類,并給分揀口發(fā)布指令,實現(xiàn)分揀出口的動作;(3)分揀口的動作由圖像處理單元提供的分類信號提供給步進電機控制器,實現(xiàn)步進電機動作,進而控制分揀出口的開合,最終實現(xiàn)冬棗的分揀。
權(quán)利要求
1.一種智能冬棗分揀機,其特征在于它包括機體和圖像處理系統(tǒng); 所述機體上設(shè)有旋轉(zhuǎn)軸和螺旋槽體,所述旋轉(zhuǎn)軸與所述螺旋槽體相連接;所述螺旋槽體的一端為分揀出口; 所述圖像處理系統(tǒng)包括相連接的彩色攝像機和DSP圖像處理單元;所述彩色攝像機設(shè)置在所述螺旋槽體的上方;所述圖像處理單元的輸出信號輸入至步進電機控制器,所述步進電機控制器與步進電機相連接,所述步進電機控制所述分揀出口的開合。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的冬棗分揀機,其特征在于所述旋轉(zhuǎn)軸與電機相連接;所述旋轉(zhuǎn)軸設(shè)置在所述機體的底部。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的冬棗分揀機,其特征在于所述螺旋槽體的內(nèi)表面為橡膠層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一所述的冬棗分揀機,其特征在于所述螺旋槽體以與水平面相傾斜的方式設(shè)置;所述傾斜的角度為10°到30°。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一所述的冬棗分揀機,其特征在于所述機體上還包括擋板,所述擋板設(shè)置在所述螺旋槽體的敞口處。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一所述的冬棗分揀機,其特征在于所述分揀口由閘門組成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一所述的冬棗分揀機,其特征在于所述DSP圖像處理單元包括依次連接的視頻解碼器、圖像處理加速器、圖像識別器和程序儲存器;所述圖像處理加速器與所述步進電機控制器相連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種智能冬棗分揀機。它包括機體和圖像處理系統(tǒng);所述機體上設(shè)有旋轉(zhuǎn)軸和螺旋槽體,所述旋轉(zhuǎn)軸與所述螺旋槽體相連接;所述螺旋槽體的一端為分揀出口;所述圖像處理系統(tǒng)包括相連接的彩色攝像機和DSP圖像處理單元;所述彩色攝像機設(shè)置在所述螺旋槽體的上方;所述圖像處理單元的輸出信號輸入至步進電機控制器,所述步進電機控制器與步進電機相連接,所述步進電機控制所述分揀出口的開合。本發(fā)明提供的冬棗分揀機,通過設(shè)計螺旋槽體,可實現(xiàn)冬棗的三維運動展開,配合彩色攝像機和圖像處理系統(tǒng),通過對冬棗的體積、成色、斑點等信息的處理,實現(xiàn)冬棗的快速智能分揀;現(xiàn)有的冬棗的自動化分揀只能實現(xiàn)冬棗體積/大小的分揀,不能用于冬棗成色的分揀及表面探傷。
文檔編號B07C5/342GK102728563SQ20121015006
公開日2012年10月17日 申請日期2012年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月15日
發(fā)明者袁方宇, 袁景和, 陳延鵬 申請人:袁方宇, 袁景和, 陳延鵬