水果品質(zhì)分選裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種水果品質(zhì)分選裝置，包括傳送裝置和采集裝置，所述傳送裝置包括傳輸鏈以及垂直固定在所述傳輸鏈上、用于放置水果的支撐架，所述采集裝置包括光電傳感器、光源、圖像采集裝置、計(jì)算機(jī)、機(jī)械控制箱以及機(jī)械手。本發(fā)明提供的水果品質(zhì)分選裝置，利用機(jī)器視覺系統(tǒng)代替人工，通過采集水果圖像、根據(jù)水果圖像判斷水果大小而進(jìn)行水果分級(jí)，可以提高水果產(chǎn)后加工的效率，降低生產(chǎn)成本。
【專利說明】
水果品質(zhì)分選裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)器視覺技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種水果品質(zhì)分選裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)是水果生產(chǎn)大國(guó)，特別是九十年代以來發(fā)展更為迅速。據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局統(tǒng)計(jì)，2004年我國(guó)水果總產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到15243萬噸，比2003年增長(zhǎng)5%，占世界總產(chǎn)量的12.7%。水果產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為我國(guó)南方主產(chǎn)區(qū)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的一大支柱產(chǎn)業(yè)，為促進(jìn)農(nóng)民增收、擴(kuò)大城鄉(xiāng)居民就業(yè)和改善生態(tài)環(huán)境做出了積極貢獻(xiàn)。
[0003]雖然我國(guó)水果產(chǎn)量很大，但國(guó)內(nèi)水果價(jià)格低，賣果難問題經(jīng)常出現(xiàn)，水果生產(chǎn)快速發(fā)展的勢(shì)頭受到抑制。而且中國(guó)水果以本國(guó)消費(fèi)為主，參與國(guó)際貿(mào)易的比例一直很低，出口量不到國(guó)際水果貿(mào)易的3%。導(dǎo)致上述問題產(chǎn)生的一個(gè)重要原因就是采后商品化處理落后，外觀質(zhì)量較差，導(dǎo)致水果的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力比較弱。根據(jù)水果產(chǎn)銷趨勢(shì)可以發(fā)現(xiàn)，水果產(chǎn)值的大部分是由產(chǎn)后處理和產(chǎn)后加工創(chuàng)造來的。水果的產(chǎn)后商品化處理包括清洗、打蠟、分級(jí)、包裝，分級(jí)是果品商品化處理的重要環(huán)節(jié)，它在技術(shù)方面發(fā)展最快并在最近幾年發(fā)生了根本的變化。目前我國(guó)國(guó)內(nèi)水果商品化處理過程中的清潔、打蠟設(shè)備已經(jīng)比較成熟，關(guān)鍵在于分級(jí)技術(shù)還比較落后，很多企業(yè)仍采用人工操作的方式對(duì)水果進(jìn)行分級(jí)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的是人工目測(cè)對(duì)水果分級(jí)效率低、成本高、勞動(dòng)強(qiáng)度大的問題。
[0005]本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
一種水果品質(zhì)分選裝置，包括傳送裝置和采集裝置，所述傳送裝置包括傳輸鏈以及垂直固定在所述傳輸鏈上、用于放置水果的支撐架，所述采集裝置包括光電傳感器、光源、圖像采集裝置、計(jì)算機(jī)、機(jī)械控制箱以及機(jī)械手;所述光電傳感器安裝在傳輸鏈一側(cè)，用于觸發(fā)所述圖像采集裝置;所述光源包括安裝在圖像采集區(qū)域正上方的LED環(huán)形燈以及安裝在所述傳輸鏈兩側(cè)、四個(gè)呈正方形頂點(diǎn)分布的LED射燈;所述圖像采集裝置安裝在圖像采集區(qū)域的正上方，用于采集水果圖像;所述計(jì)算機(jī)與所述圖像采集裝置連接，用于接收并分析水果圖像，并根據(jù)水果等級(jí)向所述機(jī)械控制箱發(fā)送相應(yīng)的觸發(fā)信號(hào);所述機(jī)械控制箱的輸入端連接所述計(jì)算機(jī)，所述機(jī)械控制箱的輸出端連接所述機(jī)械手，所述機(jī)械控制箱在接收到相應(yīng)的觸發(fā)信號(hào)時(shí)控制所述機(jī)械手將支撐架上的水果放入相應(yīng)等級(jí)的收集箱。
[0006]可選的，所述支撐架包括支撐桿和支撐曲面;所述支撐桿的一端垂直固定在所述傳輸鏈上，所述支撐桿的另一端固定連接所述支撐曲面的中心點(diǎn)。
[0007]可選的，所述支撐架包括支撐桿和至少三個(gè)彎曲的支撐條;所述支撐桿的一端垂直固定在所述傳輸鏈上，所述支撐桿的另一端固定連接所述支撐條的一端。通過采用支撐條固定水果，可以減小支撐架阻擋水果接受光源照射的面積，使水果接受光源照射的面積增大，從而使所述采集裝置采集的水果圖像更為準(zhǔn)確。
[0008]可選的，所述圖像采集裝置包括攝像機(jī)和圖像采集卡;所述攝像機(jī)連接所述圖像采集卡，用于將水果圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬電信號(hào);所述圖像采集卡與所述計(jì)算機(jī)連接，用于將所述模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字電信號(hào)。
[0009]可選的，所述攝像機(jī)為CMOS攝像機(jī)。
[0010]可選的，所述攝像機(jī)為C⑶攝像機(jī)。
[0011]可選的，所述水果品質(zhì)分選裝置還包括安裝在圖像采集區(qū)域中的兩面呈V型分布的平面鏡。通過設(shè)置兩面呈V型分布的平面鏡，可以同時(shí)采集水果表面三面的圖像，從而在計(jì)算機(jī)中綜合水果大小、表面質(zhì)量以及顏色對(duì)水果進(jìn)行分級(jí)，可以使水果分級(jí)更為精細(xì)。
[0012]可選的，所述水果品質(zhì)分選裝置還包括與所述計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信的移動(dòng)終端。通過設(shè)置與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信的移動(dòng)終端，方便計(jì)算機(jī)將統(tǒng)計(jì)的各種等級(jí)水果數(shù)量等數(shù)據(jù)傳輸至遠(yuǎn)程移動(dòng)終端，方便管理人員隨時(shí)隨地對(duì)水果產(chǎn)后加工過程進(jìn)行監(jiān)控。
[0013]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果:
本發(fā)明提供的水果品質(zhì)分選裝置，利用機(jī)器視覺系統(tǒng)代替人工，通過采集水果圖像、根據(jù)水果圖像判斷水果大小而進(jìn)行水果分級(jí)，可以提高水果產(chǎn)后加工的效率，降低生產(chǎn)成本。進(jìn)一步，基于機(jī)器視覺技術(shù)對(duì)水果進(jìn)行分級(jí)，具有計(jì)算機(jī)精度高、速度快的特點(diǎn)，能迅速而準(zhǔn)確地對(duì)水果進(jìn)行分級(jí)。
【附圖說明】
[0014]此處所說明的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的限定。在附圖中:
圖1是本發(fā)明實(shí)施例的水果品質(zhì)分選裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明實(shí)施例的LED射燈分布的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明實(shí)施例的平面鏡分布的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合實(shí)施例和附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，本發(fā)明的示意性實(shí)施方式及其說明僅用于解釋本發(fā)明，并不作為對(duì)本發(fā)明的限定。
實(shí)施例
[0016]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的水果品質(zhì)分選裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，所述水果品質(zhì)分選裝置包括傳送裝置和采集裝置。
[0017]具體地，所述傳送裝置包括傳輸鏈11以及垂直固定在所述傳輸鏈11上、用于放置水果的多個(gè)支撐架12。本實(shí)施例提供所述支撐架12的兩種具體結(jié)構(gòu):所述支撐架12可以包括支撐桿和支撐曲面，所述支撐桿的一端垂直固定在所述傳輸鏈11上，所述支撐桿的另一端固定連接所述支撐曲面的中心點(diǎn)；所述支撐架12也包括支撐桿和至少三個(gè)彎曲的支撐條，所述支撐桿的一端垂直固定在所述傳輸鏈11上，所述支撐桿的另一端固定連接所述支撐條的一端。
[0018]所述采集裝置包括光電傳感器13、光源、圖像采集裝置15、計(jì)算機(jī)16、機(jī)械控制箱17以及機(jī)械手18。
[0019]具體地，所述光電傳感器13安裝在所述傳輸鏈11一側(cè)，用于觸發(fā)所述圖像采集裝置15采集圖像。所述光源安裝在圖像采集區(qū)域中，用于為所述圖像采集裝置15進(jìn)行補(bǔ)光。在本實(shí)施例中，所述光源包括安裝在圖像采集區(qū)域正上方的LED環(huán)形燈19以及安裝在所述傳輸鏈11兩側(cè)、四個(gè)呈正方形頂點(diǎn)分布的LED射燈14，圖2是所述LED射燈14分布的結(jié)構(gòu)示意圖。通過采用LED環(huán)形燈19和LED射燈14實(shí)現(xiàn)上下同時(shí)照明，可以獲得更好的圖像效果。
[0020]所述圖像采集裝置15安裝在圖像采集區(qū)域的正上方，用于采集水果圖像。所述圖像采集裝置15包括攝像機(jī)151和圖像采集卡152;所述攝像機(jī)151連接所述圖像采集卡152，用于將水果圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬電信號(hào);所述圖像采集卡152與所述計(jì)算機(jī)16連接，用于將所述模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字電信號(hào)。所述攝像機(jī)151可以為CMOS攝像機(jī)，也可以為CCD攝像機(jī)。由于CCD攝像機(jī)具有動(dòng)態(tài)范圍大、光譜響應(yīng)范圍寬、體積小、功耗低和可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，本實(shí)施例優(yōu)選采用CCD攝像機(jī)。
[0021]所述圖像采集卡152與所述計(jì)算機(jī)16連接，用于將所述模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換為所述計(jì)算機(jī)12方便識(shí)別的數(shù)字電信號(hào)。所述圖像采集卡112是控制攝像機(jī)拍照完成圖像采集與數(shù)字化協(xié)調(diào)整個(gè)系統(tǒng)的重要設(shè)備，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和性能對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的效率密切相關(guān)。一般的圖像采集卡具有以下功能模塊:圖像信號(hào)的接收與模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、攝像機(jī)控制輸入輸出接口、總線接口以及通訊接口。本系統(tǒng)使用NI公司的PC1-1408圖像采集卡，PC1-1408圖像采集卡支持多路圖像采集，并且采用雙CCD輸入以提高系統(tǒng)的分辨率和可靠性。
[0022]所述計(jì)算機(jī)16與所述圖像采集裝置15連接，用于接收并分析水果圖像，并根據(jù)水果等級(jí)向所述機(jī)械控制箱17發(fā)送相應(yīng)的觸發(fā)信號(hào)。所述計(jì)算機(jī)16接收水果圖像后，提取水果大小特征，根據(jù)水果大小判定水果的等級(jí)，并基于不同的水果等級(jí)發(fā)送不同的觸發(fā)信號(hào)至所述機(jī)械控制箱17。本領(lǐng)域技術(shù)人員知曉如何采用計(jì)算機(jī)提取水果大小特征，在此不再贅述。所述機(jī)械控制箱17的輸入端連接所述計(jì)算機(jī)16，所述機(jī)械控制箱17的輸出端連接所述機(jī)械手18，所述機(jī)械控制箱17在接收到相應(yīng)的觸發(fā)信號(hào)時(shí)控制所述機(jī)械手18將所述支撐架12上的水果放入相應(yīng)等級(jí)的收集箱。
[0023]進(jìn)一步，本實(shí)施例還可以包括安裝在圖像采集區(qū)域中的兩面平面鏡。圖3是平面鏡分布的結(jié)構(gòu)示意圖，兩面平面鏡31呈V型分布。通過設(shè)置兩面呈V型分布的平面鏡31，所述圖像采集裝置15可以同時(shí)采集水果表面三面的圖像，從而在所述計(jì)算機(jī)15中，不僅可以分析水果大小，還可以綜合水果表面質(zhì)量以及顏色對(duì)水果進(jìn)行分級(jí)，可以使水果分級(jí)更為精細(xì)。
[0024]進(jìn)一步，本實(shí)施例還可以包括與所述計(jì)算機(jī)16進(jìn)行通信的移動(dòng)終端。通過設(shè)置所述移動(dòng)終端，所述計(jì)算機(jī)16可以將自身統(tǒng)計(jì)的各種等級(jí)水果數(shù)量等加工信息發(fā)送至所述移動(dòng)終端，方便加工管理人員隨時(shí)隨地掌握加工過程中的數(shù)據(jù)。
[0025]以上所述的【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】而已，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種水果品質(zhì)分選裝置，其特征在于，包括傳送裝置和采集裝置，所述傳送裝置包括傳輸鏈以及垂直固定在所述傳輸鏈上、用于放置水果的支撐架，所述采集裝置包括光電傳感器、光源、圖像采集裝置、計(jì)算機(jī)、機(jī)械控制箱以及機(jī)械手； 所述光電傳感器安裝在傳輸鏈一側(cè)，用于觸發(fā)所述圖像采集裝置； 所述光源包括安裝在圖像采集區(qū)域正上方的LED環(huán)形燈以及安裝在所述傳輸鏈兩側(cè)、四個(gè)呈正方形頂點(diǎn)分布的LED射燈； 所述圖像采集裝置安裝在圖像采集區(qū)域的正上方，用于采集水果圖像； 所述計(jì)算機(jī)與所述圖像采集裝置連接，用于接收并分析水果圖像，并根據(jù)水果等級(jí)向所述機(jī)械控制箱發(fā)送相應(yīng)的觸發(fā)信號(hào)； 所述機(jī)械控制箱的輸入端連接所述計(jì)算機(jī)，所述機(jī)械控制箱的輸出端連接所述機(jī)械手，所述機(jī)械控制箱在接收到相應(yīng)的觸發(fā)信號(hào)時(shí)控制所述機(jī)械手將支撐架上的水果放入相應(yīng)等級(jí)的收集箱。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水果品質(zhì)分選裝置，其特征在于，所述支撐架包括支撐桿和支撐曲面； 所述支撐桿的一端垂直固定在所述傳輸鏈上，所述支撐桿的另一端固定連接所述支撐曲面的中心點(diǎn)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水果品質(zhì)分選裝置，其特征在于，所述支撐架包括支撐桿和至少三個(gè)彎曲的支撐條； 所述支撐桿的一端垂直固定在所述傳輸鏈上，所述支撐桿的另一端固定連接所述支撐條的一端。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水果品質(zhì)分選裝置，其特征在于，所述圖像采集裝置包括攝像機(jī)和圖像米集卡； 所述攝像機(jī)連接所述圖像采集卡，用于將水果圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬電信號(hào)； 所述圖像采集卡與所述計(jì)算機(jī)連接，用于將所述模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字電信號(hào)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的水果品質(zhì)分選裝置，其特征在于，所述攝像機(jī)為CMOS攝像機(jī)。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的水果品質(zhì)分選裝置，其特征在于，所述攝像機(jī)為CCD攝像機(jī)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水果品質(zhì)分選裝置，其特征在于，還包括安裝在圖像采集區(qū)域中的兩面呈V型分布的平面鏡。8.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的水果品質(zhì)分選裝置，其特征在于，還包括與所述計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信的移動(dòng)終端。
【文檔編號(hào)】B07C5/34GK105964564SQ201610287677
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年5月4日
【發(fā)明人】張楠, 魏艾
【申請(qǐng)人】成都貝森偉任科技有限責(zé)任公司