CN111096341A - 一种基于机器视觉的月饼全自动烘烤设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于机器视觉的月饼全自动烘烤设备，包括烘烤腔、图像采集装置、防干扰光源、隔热挡板，所述隔热挡板安装在烘烤腔内并将所述烘烤腔从上往下依次分为检测工位和成型工位，所述烘烤腔的成型工位上设置有传送装置，所述烘烤腔沿传送方向上分别连接有可上下移动的前活动门和后活动门，所述检测工位顶部装有所述图像采集装置，所述防干扰光源安装在所述检测工位内，同时还提供该装置的烘烤月饼的方法。本发明总体上能够实现自动采集月饼除底部外的图像信息和颜色参数并分析月饼成熟与否，无需人工实时监控，适合大规模生产月饼。

Description

一种基于机器视觉的月饼全自动烘烤设备及方法

技术领域

本发明涉及食品加工检测领域，具体而言，涉及一种基于机器视觉的月饼全自动烘烤设备及方法。

背景技术

普通月饼一般呈金黄色且由于烘烤程度的不同，具有不同层次的黑色部分，月饼的烘烤程度对于烘烤食品质量有较大的影响，另外月饼烘烤程度不同也使得风味各异。在以往的烘烤过程中，需要工人不定时的打开烤箱查看供烤程度，在烘烤完毕后，需要人工根据烘烤程度对月饼进行分级，其过程费时费力。

经过申请人海量检索，发现现有技术中的月饼烘烤检测方案如公开号为CN108784409A公开的一种新型月饼烘烤箱及月饼烘烤温度的控制方法，可通过测温组件对月饼中心位置的温度进行测量，防止月饼内不能完全熟透无法彻底杀死饼内的细菌的情况出现。从而避免月饼杀菌不彻底的情况，大大方便了月饼的烘烤降低了月饼的烘烤难度；或如公开号为CN108669105A公开的一种具有智能控温的月饼烘烤箱，解决了现有的烘烤设备一般不具备温度智能控制的情况，防止了导致使用者无法精准有效的控制烘烤的温度，可以进行均匀的烘烤，提高了月饼的质量，保证了月饼后期正常的加工和销售；或如公开号为CN108056122A公开的一种全自动月饼生产线，能够自动完成月饼的生产，集包馅、成型、摆盘和烘烤等功能为一体。

综上所述，现有技术中的月饼烘烤检测方案，缺乏一种能够实时监控月饼成熟状态的技术方案，以解决对于不同月饼所需要的不同成熟状态的加工需求。

发明内容

本发明提出了一种基于机器视觉的月饼全自动烘烤设备及方法以解决所述问题，

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于机器视觉的月饼全自动烘烤设备，包括烘烤腔、图像采集装置、防干扰光源、隔热挡板，所述隔热挡板安装在烘烤腔内并将所述烘烤腔从上往下依次分为检测工位和成型工位，所述烘烤腔的成型工位上设置有传送装置，所述烘烤腔沿传送方向上分别连接有可上下移动的前活动门和后活动门，所述检测工位顶部装有所述图像采集装置，所述防干扰光源安装在所述检测工位内。

所述的一种基于机器视觉的月饼全自动烘烤设备，可选的，所述图像采集装置与计算机信号连接，所述计算机包括图像获取模块、图像处理模块以及后活动门控制模块，所述图像获取模块用于获取月饼的实时图像；所述图像处理模块用于处理月饼的实时图像；所述后侧活动门控制模块用于控制后侧门的打开和关闭。

所述的一种基于机器视觉的月饼全自动烘烤设备，可选的，所述防干扰光源为环形，设立在所述检测工位内周。

所述的一种基于机器视觉的月饼全自动烘烤设备，可选的，所述前活动门上远离所述烘烤腔的一侧上连接有检测装置，所述检测装置用于获取月饼在传送装置上的位置信息。

一种月饼烘烤方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，前活动门上的检测装置检测到待烘烤月饼，前活动门打开，待烘烤月饼通过传送装置传入烘烤腔内；

步骤二，前活动门关闭，烘烤腔启动加热烘烤，图像采集装置采集烘烤月饼图像；

步骤三，提取步骤二中的月饼图像，采用RGB、HSV颜色空间模型提取颜色特征；

步骤四，提取步骤三中的颜色特征，采用颜色矩方法进行计算分析；

步骤五，将步骤四中颜色矩运算结果输入至已训练好的卷积神经网络，经计算机分析得到月饼烘烤程度；

步骤六，根据步骤五的月饼烘烤程度，计算机控制后活动门是否打开，若后活动门打开，传送带将月饼运出。

所述的一种月饼烘烤方法，可选的，所述步骤三的具体过程是：提取步骤二中的月饼图像，采用RGB、HSV颜色空间模型提取RGB、HSV颜色特征，将RGB、HSV颜色特征通过通道融合分离得到R、G、B、H、S、V六个通道颜色特征。

所述的一种月饼烘烤方法，可选的，所述步骤六具体还包括：待后活动门打开时，若前活动门上的检测装置检测到有待烘烤月饼，同时打开前活动门，使待烘烤月饼通过传送装置传入烘烤腔内。

本发明所取得的有益技术效果是：

1、通过使用环形的防干扰光源，为小型物体提供均匀稳定的照明，并且可以减少物体突出部分造成的阴影，进而减少对后续图像检测的影响。

2、通过使用图像采集装置，可实现在烘烤过程中提取月饼的颜色特征，可实现在机器视觉下对月饼的全自动烘烤。

3、采用本装置总体上能够实现自动采集月饼除底部外的图像信息和颜色参数并分析月饼成熟与否，无需人工实时监控，适合大规模生产月饼。

附图说明

从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明。图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在示出实施例的原理上。在不同的视图中，相同的附图标记指定对应的部分。

图1是本发明实施例之一中一种基于机器视觉的月饼全自动烘烤设备的结构示意图；

图2是本发明实施例之一中一种基于机器视觉的月饼全自动烘烤设备的结构示意图；

图3是本发明实施例之一中一种基于机器视觉的月饼全自动烘烤设备的结构示意图；

图4是本发明实施例之一中一种基于机器视觉的月饼全自动烘烤设备的应用示意图。

附图标记说明：1、图像采集装置；2、防干扰光源；3、隔热挡板；4、前活动门；5、传送装置；6、烘烤腔；7、检测装置；8、待烘烤月饼；9、后活动门；10、计算机。

具体实施方式

为了使得本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本发明进行进一步详细说明；应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。对于本领域技术人员而言，在查阅以下详细描述之后，本实施例的其它系统、方法和/或特征将变得显而易见。旨在所有此类附加的系统、方法、特征和优点都包括在本说明书内、包括在本发明的范围内，并且受所附权利要求书的保护。在以下详细描述描述了所公开的实施例的另外的特征，并且这些特征根据以下的详细描述将是显而易见的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

本发明为一种基于机器视觉的月饼全自动烘烤设备及方法，根据附图说明所示讲述以下实施例：

实施例一：

如图1所示的一种基于机器视觉的月饼全自动烘烤设备，包括烘烤腔6、图像采集装置1、防干扰光源2、隔热挡板3，所述隔热挡板3安装在烘烤腔6内并将所述烘烤腔6从上往下依次分为检测工位和成型工位，所述烘烤腔6的成型工位上设置有传送装置5，所述烘烤腔6沿传送方向上分别连接有可上下移动的前活动门4和后活动门9，所述检测工位顶部装有所述图像采集装置1，所述防干扰光源2安装在所述检测工位内，具体的，所述防干扰光源2为环形，设立在所述检测工位内周。所述图像采集装置1与计算机10信号连接，所述计算机10包括图像获取模块、图像处理模块以及后活动门控制模块，所述图像获取模块用于获取月饼的实时图像；所述图像处理模块用于处理月饼的实时图像；所述后侧活动门控制模块用于控制后侧门的打开和关闭。所述前活动门4上远离所述烘烤腔6的一侧上连接有检测装置7，所述检测装置7用于获取月饼在传送装置5上的位置信息。

一种月饼烘烤方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，前活动门上的检测装置检测到待烘烤月饼，前活动门打开，待烘烤月饼通过传送装置传入烘烤腔内；

步骤二，前活动门关闭，烘烤腔启动加热烘烤，图像采集装置采集烘烤月饼图像；

步骤三，提取步骤二中的月饼图像，采用RGB、HSV颜色空间模型提取颜色特征；具体过程是：提取步骤二中的月饼图像，采用RGB、HSV颜色空间模型提取RGB、HSV颜色特征，将RGB、HSV颜色特征通过通道融合分离得到R、G、B、H、S、V六个通道颜色特征。

步骤四，提取步骤三中的颜色特征，采用颜色矩方法进行计算分析；

步骤五，将步骤四中颜色矩运算结果输入至已训练好的卷积神经网络，经计算机分析得到月饼烘烤程度；

步骤六，根据步骤五的月饼烘烤程度，计算机控制后活动门是否打开，若后活动门打开，传送带将月饼运出；待后活动门打开时，若前活动门上的检测装置检测到有待烘烤月饼，同时打开前活动门，使待烘烤月饼通过传送装置传入烘烤腔内。

实施例二：

如图1所示的一种基于机器视觉的月饼全自动烘烤设备，包括烘烤腔6、图像采集装置1、防干扰光源2、隔热挡板3，所述隔热挡板3安装在烘烤腔6内并将所述烘烤腔6从上往下依次分为检测工位和成型工位，所述烘烤腔6的成型工位上设置有传送装置5，所述烘烤腔6沿传送方向上分别连接有可上下移动的前活动门4和后活动门9，所述检测工位顶部装有所述图像采集装置1，所述防干扰光源2安装在所述检测工位内。所述隔热挡板3为隔热玻璃，能够防止视线被阻挡同时起到一定的隔热效果，防止仪器被损坏。

所述的一种基于机器视觉的月饼全自动烘烤设备，可选的，所述图像采集装置1与计算机10信号连接，所述计算机10包括图像获取模块、图像处理模块以及后活动门控制模块，所述图像获取模块用于获取月饼的实时图像；所述图像处理模块用于处理月饼的实时图像；所述后侧活动门控制模块用于控制后侧门的打开和关闭。

所述的一种基于机器视觉的月饼全自动烘烤设备，可选的，所述防干扰光源2为环形，设立在所述检测工位内周。

所述的一种基于机器视觉的月饼全自动烘烤设备，可选的，所述前活动门4上远离所述烘烤腔6的一侧上连接有检测装置7，所述检测装置7用于获取月饼在传送装置5上的位置信息。

本实施例还提供了应用上述基于机器视觉的月饼全自动烘烤装置的一种高效智能烘烤设备如图2、图3、图4所示，包括机体，机体的内部开设烘烤腔，烘烤腔的内部设置有链条，链条的左端设置有主动链轮，且链条的右端设置有从动链轮，主动链轮通过链条与从动链轮转动连接，且主动链轮的后方设置有减速电机，减速电机通过支撑架固定在机体的后侧面上，链条的上表面设置有密集的链板，主动链轮的下方设置有进料托板，且主动链轮的上方设置有半封闭门，半封闭门通过转动轴与机体转动连接，从动链轮的上方设置有全封闭门，全封闭门通过转动轴与机体转动连接，从动链轮的右端设置有出料托板，烘烤腔内部的左右两端均设置有热电偶测温探头，且烘烤腔内部的上表面设置有红外线加热管，机体的上表面设置有电器盒，电器盒的内部安装有温度控制装置，温度控制装置的右端设置有累加计时器，电器盒的上表面设置有工控机，且电器盒的左端设置有控制盒，控制盒的左侧面上设置有显示屏，显示屏的下方设置有控制开关，电器盒的右端安装有三相智能数显电流表，机体的下方设置有支撑脚，支撑脚安装有四个，且四个支撑脚两两对应的安装在机体底部的拐角处。

本实施例中，优选的，烘烤腔的成型工位的中心周边位置处开设有风扇腔，风扇腔的内部设置有风扇，且风扇腔的左右两端均设置有风道管，风道管的末端设置有弧形风道管，弧形风道管的下方设置有进风管，进风管与烘烤腔的底部连接，该烘烤设备内置有循环风道，当风扇在风扇腔的内部转动时，风扇产生气流，并进入烘烤腔，然后气流在烘烤腔内扩散，部分气流又进入至进风管，接着从进风管的两边进入弧形风道管，然后进入上方的风道管，并从风道管进入至风扇腔，形成循环的气流流动，可以把热量输送到炉子每个角落，达到温度平恒的作用。

本实施例中，优选的，热电偶测温探头设置有四个，烘烤腔的后方安装有主控温探头，且烘烤腔的前方安装有备用控温探头，热电偶测温探头、主控温探头和备用控温探头分别与温度控制装置电性连接，热电偶测温探头、主控温探头和备用控温探头是一种温度测量仪表中常用的测温元件，它直接测量温度，并把温度信号转换成热电动势信号，通过电气仪表转换成被测介质的温度，四个热电偶测温探头分别安装在烘烤腔内部的四个角落，且主控温探头和备用控温探头安装在烘烤腔内部一前一后两个位置，这样的布局方式会使一个区域的误判率大大降低，且只要有一点温度超过参数设置的偏差温度，就调用备用控温探头，并报警，安全性能更高。

本实施例中，优选的，温度控制装置的内部由第一温度控制器、第二温度控制器和处理器组成，第一温度控制器和第二温度控制器具体指一种电子式温控器，其工作原理是采用热电偶感温的方法来测量，通过不同的计算方式，显示同一区域的温度，大大降低了读取误差率，接着处理器接收温度信号后传递给显示屏显示，并再次把温度信号变换成电信号传递给工控机，判断是否继续使得红外线加热管工作或者停止。

本实施例中，优选的，红外线加热管设置有三个，且红外线加热管等间距排列，风扇、减速电机、红外线加热管、热电偶测温探头、主控温探头、备用控温探头、显示屏、温度控制装置、累加计时器、三相智能数显电流表和工控机均与控制开关电性连接，控制开关通过电源插座与外界电源电性连接，红外线加热管是一种利用红外线原理的管状加热器，它具有热效率高、功率密度大、升温迅速、省电、寿命长等特点；累加计时器是根据累积的时钟脉冲来完成计时的功能，其主要由一个存储器、一个设定值寄存器和一个当前值寄存器构成，设定值寄存器用于存储设定时间值，当前值寄存器用于存储当前时间值，当定时器输入条件满足计时要求时开始计时，设定值寄存器存储设定时间值不变，当前值寄存器存储当前时间值随时间发生变化，一旦当前时间值增加到与设定时间值相同，累加计时器便传递信号给被控制对象；该装置中的红外线加热管与累加计时器电性连接，当计时时间到达时，提醒客户更换加热管，使用更加方便，无需人员检测；同时内部传动主动链轮的减速电机和风扇上的电机分别与相应的累加计时器电性连接，当减速电机与风扇上的电机达到累计的使用时间时，会发出警告，提醒更换，更加的智能和方便。

一种月饼烘烤方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，前活动门上的检测装置检测到待烘烤月饼，前活动门打开，待烘烤月饼通过传送装置传入烘烤腔内；

步骤二，前活动门关闭，烘烤腔启动加热烘烤，图像采集装置采集烘烤月饼图像；

步骤三，提取步骤二中的月饼图像，采用RGB、HSV颜色空间模型提取颜色特征；

步骤四，提取步骤三中的颜色特征，采用颜色矩方法进行计算分析；

步骤五，将步骤四中颜色矩运算结果输入至已训练好的卷积神经网络，经计算机分析得到月饼烘烤程度；

步骤六，根据步骤五的月饼烘烤程度，计算机控制后活动门是否打开，若后活动门打开，传送带将月饼运出。

所述的一种月饼烘烤方法，可选的，所述步骤三的具体过程是：提取步骤二中的月饼图像，采用RGB、HSV颜色空间模型提取RGB、HSV颜色特征，将RGB、HSV颜色特征通过通道融合分离得到R、G、B、H、S、V六个通道颜色特征。

所述的一种月饼烘烤方法，可选的，所述步骤六具体还包括：待后活动门打开时，若前活动门上的检测装置检测到有待烘烤月饼，同时打开前活动门，使待烘烤月饼通过传送装置传入烘烤腔内。

实施例三：

如图1所示的一种基于机器视觉的月饼全自动烘烤设备，包括烘烤腔6、图像采集装置1、防干扰光源2、隔热挡板3，所述隔热挡板3安装在烘烤腔6内并将所述烘烤腔6从上往下依次分为检测工位和成型工位，所述烘烤腔6的成型工位上设置有传送装置5，所述烘烤腔6沿传送方向上分别连接有可上下移动的前活动门4和后活动门9，所述检测工位顶部装有所述图像采集装置1，所述防干扰光源2安装在所述检测工位内。所述烘烤腔为光波炉，所述隔热挡板3为隔热玻璃，能够防止视线被阻挡同时起到一定的隔热效果，防止仪器被损坏。

所述的一种基于机器视觉的月饼全自动烘烤设备，可选的，所述图像采集装置1与计算机10信号连接，所述计算机10包括图像获取模块、图像处理模块以及后活动门控制模块，所述图像获取模块用于获取月饼的实时图像；所述图像处理模块用于处理月饼的实时图像；所述后侧活动门控制模块用于控制后侧门的打开和关闭。所述图像采集装置的探头上装有隔热玻璃层。所述摄像机为彩色面阵相机，可实现在烘烤过程中提取月饼的颜色特征。在烘烤月饼的过程中，视野范围较小，被测物也处于低速运行或者静止状态，所以考虑选用面阵相机。另外，由于要通过对烘烤食品进行颜色特征方面的分析提取，所以应选用彩色摄像机。

所述的一种基于机器视觉的月饼全自动烘烤设备，可选的，所述防干扰光源2为环形，设立在所述检测工位内周。所述防干扰光源为LED红色环形光源，设立在光波炉的中上部，环形光照明提供一个小面积的扩散光，由透镜光轴通过环形光源中心的开口处，直接照射摄相机的正前方。该照明方式为小型物体提供均匀稳定的照明，并且可以减少物体突出部分造成的阴影，这点尤其重要，因为在月饼表面存在一些立体图案，如果光照从侧面照来的话，可能会造成小部分阴影，影响和后续的图像检测。

所述的一种基于机器视觉的月饼全自动烘烤设备，可选的，所述前活动门4上远离所述烘烤腔6的一侧上连接有检测装置7，所述检测装置7用于获取月饼在传送装置5上的位置信息。

本实施例还提供了应用上述基于机器视觉的月饼全自动烘烤装置的一种高效智能烘烤设备如图2、图3、图4所示，包括机体，机体的内部开设烘烤腔，烘烤腔的内部设置有链条，链条的左端设置有主动链轮，且链条的右端设置有从动链轮，主动链轮通过链条与从动链轮转动连接，且主动链轮的后方设置有减速电机，减速电机通过支撑架固定在机体的后侧面上，链条的上表面设置有密集的链板，主动链轮的下方设置有进料托板，且主动链轮的上方设置有半封闭门，半封闭门通过转动轴与机体转动连接，从动链轮的上方设置有全封闭门，全封闭门通过转动轴与机体转动连接，从动链轮的右端设置有出料托板，烘烤腔内部的左右两端均设置有热电偶测温探头，且烘烤腔内部的上表面设置有红外线加热管，机体的上表面设置有电器盒，电器盒的内部安装有温度控制装置，温度控制装置的右端设置有累加计时器，电器盒的上表面设置有工控机，且电器盒的左端设置有控制盒，控制盒的左侧面上设置有显示屏，显示屏的下方设置有控制开关，电器盒的右端安装有三相智能数显电流表，机体的下方设置有支撑脚，支撑脚安装有四个，且四个支撑脚两两对应的安装在机体底部的拐角处。

本实施例中，优选的，烘烤腔的成型工位的中心周边位置处开设有风扇腔，风扇腔的内部设置有风扇，且风扇腔的左右两端均设置有风道管，风道管的末端设置有弧形风道管，弧形风道管的下方设置有进风管，进风管与烘烤腔的底部连接，该烘烤设备内置有循环风道，当风扇在风扇腔的内部转动时，风扇产生气流，并进入烘烤腔，然后气流在烘烤腔内扩散，部分气流又进入至进风管，接着从进风管的两边进入弧形风道管，然后进入上方的风道管，并从风道管进入至风扇腔，形成循环的气流流动，可以把热量输送到炉子每个角落，达到温度平恒的作用。

本实施例中，优选的，热电偶测温探头设置有四个，烘烤腔的后方安装有主控温探头，且烘烤腔的前方安装有备用控温探头，热电偶测温探头、主控温探头和备用控温探头分别与温度控制装置电性连接，热电偶测温探头、主控温探头和备用控温探头是一种温度测量仪表中常用的测温元件，它直接测量温度，并把温度信号转换成热电动势信号，通过电气仪表转换成被测介质的温度，四个热电偶测温探头分别安装在烘烤腔内部的四个角落，且主控温探头和备用控温探头安装在烘烤腔内部一前一后两个位置，这样的布局方式会使一个区域的误判率大大降低，且只要有一点温度超过参数设置的偏差温度，就调用备用控温探头，并报警，安全性能更高。

本实施例中，优选的，温度控制装置的内部由第一温度控制器、第二温度控制器和处理器组成，第一温度控制器和第二温度控制器具体指一种电子式温控器，其工作原理是采用热电偶感温的方法来测量，通过不同的计算方式，显示同一区域的温度，大大降低了读取误差率，接着处理器接收温度信号后传递给显示屏显示，并再次把温度信号变换成电信号传递给工控机，判断是否继续使得红外线加热管工作或者停止。

本实施例中，优选的，红外线加热管设置有三个，且红外线加热管等间距排列，风扇、减速电机、红外线加热管、热电偶测温探头、主控温探头、备用控温探头、显示屏、温度控制装置、累加计时器、三相智能数显电流表和工控机均与控制开关电性连接，控制开关通过电源插座与外界电源电性连接，红外线加热管是一种利用红外线原理的管状加热器，它具有热效率高、功率密度大、升温迅速、省电、寿命长等特点；累加计时器是根据累积的时钟脉冲来完成计时的功能，其主要由一个存储器、一个设定值寄存器和一个当前值寄存器构成，设定值寄存器用于存储设定时间值，当前值寄存器用于存储当前时间值，当定时器输入条件满足计时要求时开始计时，设定值寄存器存储设定时间值不变，当前值寄存器存储当前时间值随时间发生变化，一旦当前时间值增加到与设定时间值相同，累加计时器便传递信号给被控制对象；该装置中的红外线加热管与累加计时器电性连接，当计时时间到达时，提醒客户更换加热管，使用更加方便，无需人员检测；同时内部传动主动链轮的减速电机和风扇上的电机分别与相应的累加计时器电性连接，当减速电机与风扇上的电机达到累计的使用时间时，会发出警告，提醒更换，更加的智能和方便。

工作原理：使用者首先把需要烘烤的食品放置在链条上方的链板上，然后通过把手关闭上半封闭门，接着通过控制开关启动减速电机，减速电机带动主动链轮转动，主动链轮通过链条带动从动链轮转动，同时由于链条的转动，使得烘烤的食品处于链条的中心位置处，接着通过控制开关启动红外线加热管，对内部的食品进行加热，红外线加热管是一种利用红外线原理的管状加热器，加热效果比一般的炭烤效率还要快，然后启动风扇，风扇上的电机驱动扇叶转动，产生气流，该烘烤设备内置有循环风道，当风扇在风扇腔的内部转动时，风扇产生气流，并进入烘烤腔，然后气流在烘烤腔内扩散，部分气流又进入至进风管，接着从进风管的两边进入弧形风道管，然后进入上方的风道管，并从风道管进入至风扇腔，形成循环的气流流动，可以把热量输送到炉子每个角落，达到温度平恒的作用，同时烘烤腔内部设置有四个热电偶测温探头、一个主控温探头和一个备用控温探头，热电偶测温探头、主控温探头和备用控温探头是一种温度测量仪表中常用的测温元件，它直接测量温度，并把温度信号转换成热电动势信号，通过电气仪表转换成被测介质的温度，四个热电偶测温探头分别安装在烘烤腔内部的四个角落，且主控温探头和备用控温探头安装在烘烤腔内部一前一后两个位置，这样的布局方式会使一个区域的误判率大大降低，且只要有一点温度超过参数设置的偏差温度，就调用备用控温探头，并报警，安全性能更高，四个热电偶测温探头、主控温探头和备用控温探头均与温度控制装置电性连接，且温度控制装置内部的第一温度控制器和第二温度控制器具体指一种电子式温控器，其工作原理是采用热电偶感温的方法来测量，通过不同的计算方式，显示同一区域的温度，大大降低了读取误差率，接着处理器接收温度信号后传递给显示屏显示，并再次把温度信号变换成电信号传递给工控机，判断是否继续使得红外线加热管工作或者停止，且内部的红外线加热管与累加计时器电性连接，当计时时间到达时，提醒客户更换加热管，使用更加方便，无需人员检测；同时内部传动主动链轮的减速电机和风扇上的电机分别与相应的累加计时器电性连接，当减速电机与风扇上的电机达到累计的使用时间时，会发出警告，提醒更换，更加的智能和方便，且机体安装有三相智能数显电流表，通过电流的变化来判断加热管及探头的工作状况，用户可以通过显示屏实时读取电流值，大大提高了安全系数，烘烤时间结束后，可以打开全封闭门，并通过减速电机使得链条转动，把食品转动到出料托板上并取出，整个工作流程结束。

一种月饼烘烤方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，前活动门上的检测装置检测到待烘烤月饼，前活动门打开，待烘烤月饼通过传送装置传入烘烤腔内；

步骤二，前活动门关闭，烘烤腔启动加热烘烤，图像采集装置采集烘烤月饼图像；

步骤三，提取步骤二中的月饼图像，采用RGB、HSV颜色空间模型提取颜色特征；

步骤四，提取步骤三中的颜色特征，采用颜色矩方法进行计算分析；

步骤五，将步骤四中颜色矩运算结果输入至已训练好的卷积神经网络，经计算机分析得到月饼烘烤程度；

步骤六，根据步骤五的月饼烘烤程度，计算机控制后活动门是否打开，若后活动门打开，传送带将月饼运出。

所述的一种月饼烘烤方法，可选的，所述步骤三的具体过程是：提取步骤二中的月饼图像，采用RGB、HSV颜色空间模型提取RGB、HSV颜色特征，将RGB、HSV颜色特征通过通道融合分离得到R、G、B、H、S、V六个通道颜色特征。

所述步骤(4)的具体过程是：提取步骤(3)中的R、G、B、H、S、V六个通道颜色特征，分别对R、G、B、H、S、V颜色特征分量的一阶、二阶、三阶矩进行计算，计算每个颜色通道的前三阶矩，记第i通道的第j个像素为P_ij，N为总像素数目，则该通道的前三阶矩分别为μ_i，σ_i，s_i,计算公式如下:

所述的一种月饼烘烤方法，可选的，所述步骤六具体还包括：待后活动门打开时，若前活动门上的检测装置检测到有待烘烤月饼，同时打开前活动门，使待烘烤月饼通过传送装置传入烘烤腔内。

综上所述,本发明提供了一种基于机器视觉的月饼全自动烘烤设备及方法，通过使用环形的防干扰光源，为小型物体提供均匀稳定的照明，并且可以减少物体突出部分造成的阴影，进而减少对后续图像检测的影响，而且通过使用图像采集装置，可实现在烘烤过程中提取月饼的颜色特征，可实现在机器视觉下对月饼的全自动烘烤，总而言之，采用本装置总体上能够实现自动采集月饼除底部外的图像信息和颜色参数并分析月饼成熟与否，无需人工实时监控，适合大规模生产月饼。

虽然上面已经参考各种实施例描述了本发明，但是应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行许多改变和修改。也就是说上面讨论的方法，系统和设备是示例。各种配置可以适当地省略，替换或添加各种过程或组件。例如，在替代配置中，可以以与所描述的顺序不同的顺序执行方法，和/或可以添加，省略和/或组合各种部件。而且，关于某些配置描述的特征可以以各种其他配置组合，如可以以类似的方式组合配置的不同方面和元素。此外，随着技术发展其中的元素可以更新，即许多元素是示例，并不限制本公开或权利要求的范围。

在说明书中给出了具体细节以提供对包括实现的示例性配置的透彻理解。然而，可以在没有这些具体细节的情况下实践配置,例如，已经示出了众所周知的电路，过程，算法，结构和技术而没有不必要的细节，以避免模糊配置。该描述仅提供示例配置，并且不限制权利要求的范围，适用性或配置。相反，前面对配置的描述将为本领域技术人员提供用于实现所描述的技术的使能描述。在不脱离本公开的精神或范围的情况下，可以对元件的功能和布置进行各种改变。

综上，其旨在上述详细描述被认为是例示性的而非限制性的，并且应当理解，以下权利要求(包括所有等同物)旨在限定本发明的精神和范围。以上这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明的记载的内容之后，技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。

Claims (7)

1.一种基于机器视觉的月饼全自动烘烤设备，其特征在于，包括烘烤腔、图像采集装置、防干扰光源、隔热挡板，所述隔热挡板安装在烘烤腔内并将所述烘烤腔从上往下依次分为检测工位和成型工位，所述烘烤腔的成型工位上设置有传送装置，所述烘烤腔沿传送方向上分别连接有可上下移动的前活动门和后活动门，所述检测工位顶部装有所述图像采集装置，所述防干扰光源安装在所述检测工位内。

2.如权利要求1所述的一种基于机器视觉的月饼全自动烘烤设备，其特征在于，所述图像采集装置与计算机信号连接，所述计算机包括图像获取模块、图像处理模块以及后活动门控制模块，所述图像获取模块用于获取月饼的实时图像；所述图像处理模块用于处理月饼的实时图像；所述后侧活动门控制模块用于控制后侧门的打开和关闭。

3.如权利要求1所述的一种基于机器视觉的月饼全自动烘烤设备，其特征在于，所述防干扰光源为环形，设立在所述检测工位内周。

4.如权利要求1所述的一种基于机器视觉的月饼全自动烘烤设备，其特征在于，所述前活动门上远离所述烘烤腔的一侧上连接有检测装置，所述检测装置用于获取月饼在传送装置上的位置信息。

5.一种月饼烘烤方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，前活动门上的检测装置检测到待烘烤月饼，前活动门打开，待烘烤月饼通过传送装置传入烘烤腔内；

步骤二，前活动门关闭，烘烤腔启动加热烘烤，图像采集装置采集烘烤月饼图像；

步骤三，提取步骤二中的月饼图像，采用RGB、HSV颜色空间模型提取颜色特征；

步骤四，提取步骤三中的颜色特征，采用颜色矩方法进行计算分析；

步骤五，将步骤四中颜色矩运算结果输入至已训练好的卷积神经网络，经计算机分析得到月饼烘烤程度；

步骤六，根据步骤五的月饼烘烤程度，计算机控制后活动门是否打开，若后活动门打开，传送带将月饼运出。

6.根据权利要求5所述的月饼烘烤方法，其特征在于，所述步骤三的具体过程是：提取步骤二中的月饼图像，采用RGB、HSV颜色空间模型提取RGB、HSV颜色特征，将RGB、HSV颜色特征通过通道融合分离得到R、G、B、H、S、V六个通道颜色特征。

7.根据权利要求5所述的月饼烘烤方法，其特征在于，所述步骤六具体还包括：待后活动门打开时，若前活动门上的检测装置检测到有待烘烤月饼，同时打开前活动门，使待烘烤月饼通过传送装置传入烘烤腔内。

Images