CN106622988A - 一种高性能胡萝卜计算机视觉履带去残与长粗分级装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高性能胡萝卜计算机视觉履带去残与长粗分级装置，该装置包括计算机视觉履带式去残装置、瓦楞式长度分级装置和条棍式粗度分级装置组成，其中计算机视觉履带式去残装置其核心是平面输送履带、计算机视觉分级系统组成，胡萝卜经平面履带输送到计算机视觉系统内，计算机视觉系统对胡萝卜进行拍照判断是否是残次品，并控制气枪阵列将残次品吹出，良品经输送带送入瓦楞式长度分级装置，该装置是由一组间隙不同的瓦楞和振动机组成，不同长度的胡萝卜在不同间隙落下，完成长度的分选，相同长度不同粗度的胡萝卜输送进入条棍式粗度分级装置，该装置核心是程一定角度的两条较长的托辊，不同粗度的胡萝卜在条棍的不同位置落下进入分级箱，实现粗度的分级。该装置分级效率高，同时实现了胡萝卜残次品、长度和粗度的自动化分级。

Description

一种高性能胡萝卜计算机视觉履带去残与长粗分级装置
技术领域
[0001] 本发明公开了一种高性能胡萝卜计算机视觉履带去残与长粗度分级装置，具体地说，涉及一种胡萝卜精选分级领域使用的通过计算机视觉实现胡萝卜残次品去除和通过机械装置进行长粗度分选的装置。
背景技术
[0002] 农产品分级销售，有助于提高农产品的市场竞争力及增加经济效益，而目前我国的一些农产品生产加工企业及进出口贸易公司，对农产品分级主要依靠人工进行。然而，随着经济的发展，劳动力成本的提高，除此之外，人工分级效率低等因素，都直接或间接提高了企业的生产成本，利润得不到大幅提高，不适合大规模生产和推广。
[0003] 农产品分级是农产品采后商品化处理的核心环节，目前国内外也出现了一些对于球型果，如苹果、柑橘等采用计算机视觉方法进行检测分级的报道，如浙江大学应义斌等开发了适用于苹果的自动化分级生产线，获得国家科技发明二等奖，然而这些设备并不适合胡萝卜等长条形果蔬的自动化分级，目前对胡萝卜的分级主要靠人工，相应的行业和贸易标准(NYT 1983-2011胡萝卜等级规格或SBT 10450-2007胡萝卜购销等级要求规定的胡萝卜等级划分标准，人工分级很难做到客观性，中国专利201110425583.9公开课一种全自动胡萝卜清洗分级包装装置，该装置通过计算机视觉实现了胡萝卜等级的分选，但该装置执行速度慢，效率低，每秒最多分选3个胡萝卜。
[0004] 鉴于现阶段对胡萝卜分级现状，需要提供一种高效的胡萝卜分级装置，本发明将履带式残次分选和机械长粗度分选有机结合，提高了胡萝卜的分选效率。
发明内容
[0005] 本发明的目的主要是针对上述问题的不足，提供一种将履带式残次分选和机械长粗度分选高效的胡萝卜分级装置。
[0006] 上述目的通过如下技术方案实现，包括如下步骤:
一种高性能胡萝卜计算机视觉履带去残与长粗分级装置，该装置包括计算机视觉履带式去残装置、瓦楞式长度分级装置和条棍式粗度分级装置三部分组成。
[0007]其中:
计算机视觉履带式去残装置其核心是平面输送履带、计算机视觉分级系统组成，所述的平面输送带为带有栅隔的输送带，以保证胡萝卜下落时能够沿着抛物线水平方向下落进入计算机视觉系统的灯箱，在灯箱内在胡萝卜正前方和正后方安装有2台线阵相机，并装有4条灯带，相机拍摄胡萝卜的图像传输给计算机通过图像处理算法判断其是否为残次品，如果是残次品，计算机控制电磁阀驱动气动装置将残次的胡萝卜吹到次品收集箱，正品胡萝卜进入传输带送入瓦楞式长度分级装置。线阵相机成对出现，根据需要，可设置多对，配合多组气枪使用，形成多个通道，进一步提高分拣效率，正常设置为4个通道，分拣效率提高了 4倍。
[0008]瓦楞式长度分级装置是由一组间隙不同的瓦楞溜槽组成，瓦楞倾斜排放，瓦楞间头尾相接并预留一定的间隙，间隙从小到大排列，瓦楞之间间隙根据分选胡萝卜国标标准规定的长度设置，胡萝卜从瓦楞溜槽滑下，不同长度的胡萝卜在不同间隙落下，完成长度的分选，为加快胡萝卜的运动速度，可在瓦楞上加振动器，相同长度的胡萝卜通过传输带送入条棍式粗度分级装置。
[0009] 条棍式粗度分级装置的核心是一组呈一定角度的两条较长的托辊组成，托辊倾斜分布，两条托辊夹角为较小的锐角，胡萝卜在托辊间下滑，不同粗度的胡萝卜在条棍的不同位置落下进入分级箱，实现粗度的分级，为加快胡萝卜下滑速度可让托辊旋转运动。
[0010] 特别的，可采用帧触发或者是板翅触发的方式控制相机拍照，所述的帧触发方式是指，线阵相机采集每一帧图像。通常是2048*2像素，求和计算灰度值，当灰度值大于设定阈值时，证明胡萝卜进入相机视场，开始计时，并开始保存图像，直到胡萝卜飞出视场为止，并通过计时和物体运动延时计算控制气枪打果;所述的板翅触发是指，通过输送带上的板翅阻挡光电传感器获得计时信号，并拍照，进而控制气枪打果。
[0011] 特别的，由于多个通道并行时，所需图像的计算量非常大，可以通过FPGA加速的方式实现算法的运算，进一步提高计算效率。另外气枪安装位置以低于输送带平面30-50cm为宜，太大会缩短打果时间，需要配备更高性能的电磁阀。
[0012] 特别的，本发明通过简单改造也可以进行圆形、椭圆形物料的分选，比如马铃薯、苹果等，只是在使用时不需要按照长度分选，可以去掉图2所示的瓦楞式长度分选装置。
[0013] 本发明的效果是:以四组线阵相机去残装置计算，在按照一天10小时工作量，每秒钟处理36个果计算，日处理处理约400吨胡萝卜，同时有效避免了人工分级的主观性。这种装置便于调节校准，操作方便且无任何环境污染。通过本发明的上述技术方案，所述的胡萝卜分级装备结构合理简单，生产制造容易且成本低，操作简单，且能够高效的实现胡萝卜的智能分级，克服了人工筛检的主观判断的缺陷，能够节约劳动力成本，在提高了设备市场竞争力的同时还具有很好的推广应用价值。
[0014]
附图说明
[0015]图1为本发明的计算机视觉履带式去残装置结构示意图。
[0016]图2为本发明的瓦楞式长度分级装置结构示意图。
[0017]图3为本发明的条棍式粗度分级装置结构示意图。
[0018] 其中:1、履带式输送机，2、线阵相机对，3气枪阵列，4正品胡萝卜，5、次品胡萝卜，6、瓦楞式溜槽，7、不同宽度的间隙，8、不同长度的胡萝卜，9、托辊组，10、不同粗度的胡萝卜，11、LED灯，12、伞状滑槽。
具体实施方式
[0019]以下结合附图描述本装置对胡萝卜进行智能分级的具体实施方式。
[0020] 实施例1。
[0021] 请参照图1，计算机视觉履带式去残装置其核心是平面输送履带1、计算机视觉分级系统组成2，所述的平面输送带I为带有栅隔的输送带，以保证胡萝卜下落时能够沿着抛物线水平方向下落进入计算机视觉系统的灯箱2，在灯箱内在胡萝卜正前方和正后方安装有2台线阵相机2，并装有4条灯带，相机拍摄胡萝卜的图像传输给计算机通过图像处理算法判断其是否为残次品，如果是残次品5，计算机控制电磁阀驱动气动装置3将残次的胡萝卜吹到次品收集箱，正品胡萝卜4进入传输带送入瓦楞式长度分级装置。线阵相机成对出现，根据需要，可设置多对，配合多组气枪使用，形成多个通道，进一步提高分拣效率，正常设置为4个通道，分拣效率提高了 4倍。
[0022] 根据图2所示的瓦楞式长度分级装置是由一组间隙不同7的瓦楞溜槽组6成，瓦楞6倾斜排放，瓦楞6间头尾相接并预留一定的间隙7，间隙按照从小到大排列，瓦楞之间间隙根据分选胡萝卜国标标准规定的长度设置，胡萝卜8从瓦楞溜槽滑下，不同长度的胡萝卜8在不同间隙7落下，完成长度的分选，为加快胡萝卜的运动速度，可在瓦楞上加振动器，相同长度的胡萝卜通过传输带送入条棍式粗度分级装置。
[0023] 根据图3所示:条棍式粗度分级装置的核心是一组呈一定角度的多条较长的托辊9组成，托辊8倾斜分布，托辊之间9夹角为固定角度的较小的锐角，胡萝卜10在托辊9间下滑，不同粗度的胡萝卜10在条棍的不同位置落下进入分级箱，实现粗度的分级，为加快胡萝卜下滑速度可让托辊旋转运动。
[0024] 在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，可以通过任何方式进行任意组合，其同样落入本发明所公开的范围之内，同时，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应视为本发明所公开的内容。此外，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。本发明的保护范围由权利要求限定。

Claims (5)

1.一种高性能胡萝卜计算机视觉履带去残与长粗分级装置，该装置包括计算机视觉履带式去残装置、瓦楞式长度分级装置和条棍式粗度分级装置三部分组成，计算机视觉履带式去残装置的末端安装瓦楞式长度分级装置，瓦楞式长度分级装置的末端安装条棍式粗度分级装置。
2.根据权利要求1所述的一种高性能胡萝卜计算机视觉履带去残与长粗分级装置，其特征在于:所述的计算机视觉履带式去残装置其核心是平面输送履带、计算机视觉分级系统组成，所述的平面输送带为带有栅隔的输送带，以保证胡萝卜下落时能够沿着抛物线水平方向下落进入计算机视觉系统的灯箱，在灯箱内在胡萝卜正前方和正后方安装有2台线阵相机，并装有四条灯带，相机拍摄胡萝卜的图像传输给计算机通过图像处理算法判断其是否为残次品，如果是残次品，计算机控制电磁阀驱动气动装置将残次的胡萝卜吹到次品收集箱，正品胡萝卜进入传输带送入瓦楞式长度分级装置。
3.根据权利要求1所述的一种高性能胡萝卜计算机视觉履带去残与长粗分级装置，其特征在于:所述的瓦楞式长度分级装置是由一组间隙不同的瓦楞溜槽组成，瓦楞倾斜排放，瓦楞间头尾相接并预留一定的间隙，间隙从小到大排列，瓦楞之间间隙根据分选胡萝卜国标标准规定的长度设置，胡萝卜从瓦楞溜槽滑下，不同长度的胡萝卜在不同间隙落下，完成长度的分选，为加快胡萝卜的运动速度，可在瓦楞上加振动器，相同长度的胡萝卜通过传输带送入条棍式粗度分级装置。
4.根据权利要求1所述的一种高性能胡萝卜计算机视觉履带去残与长粗分级装置，其特征在于:条棍式粗度分级装置的核心是一组呈一定角度的两条较长的托辊组成，托辊倾斜分布，两条托辊夹角为较小的锐角，胡萝卜在托辊间下滑，不同粗度的胡萝卜在条棍的不同位置落下进入分级箱，实现粗度的分级，为加快胡萝卜下滑速度可让托辊旋转运动。
5.根据权利要求2所述的计算机视觉履带式去残装置，其特征在于:所述的线阵相机成对出现，根据需要，可设置多对，配合多组气枪使用，进一步提高分拣效率。
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