[发明专利]基于机器视觉的散黄蛋识别和分离方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于食品加工装备技术领域，具体涉及一种基于机器视觉的散黄蛋在线识别和分离的方法及装置。用于安装在链式打蛋机上自动识别并且剔除散黄蛋，能够代替人工实现散黄蛋的检测和分离。

背景技术

链式打蛋机是一种能够自动把鸡蛋打开并且将蛋清与蛋黄分离的机器，蛋清与蛋黄分离是该机器的主要功能，但如果有接近散黄或已经散黄的不新鲜鸡蛋，打开的鸡蛋蛋黄膜破裂会漏入蛋清中，影响蛋清液的品质。为此，国内蛋粉加工企业在使用进口链式打蛋机时，都要安排工人站在打蛋机蛋清蛋黄分离工段，发现有散黄蛋时，人工用手分离盛蛋器上扣合在一起的蛋黄杯和蛋清斗，使其分开，将散黄蛋倾倒在机器下方的散黄蛋盘中。目前国内进口链式打蛋机都没有自动识别和剔除散黄蛋的功能，散黄蛋的剔除依靠工人手工完成，劳动强度大，生产效率低，由于机器运动速度较快，人工识别散黄蛋会造成大量误判和漏判。因此，针对链式打蛋机，寻找一种有效的检测散黄蛋并将其分离的方法与装置有较大的实用价值。

检索现有文献，尚未发现有采用机器视觉方法在链式打蛋机上实现散黄蛋检测和分离的技术。

发明内容

       本发明的目的在于提出了一种基于机器视觉的散黄蛋识别和分离的方法及装置。用于在链式打蛋机生产线上自动识别并且分离散黄蛋，能够代替人工实现散黄蛋的检测和分离。

为实现上述目的，采用如下技术方案：

一种链式打蛋机上基于机器视觉的散黄蛋识别和分离的方法，其步骤为：

A、图像采集：安装在盛蛋器安装梁上的盛蛋器在传动链条带动下随着生产线向前运动，当分离销通过接近开关下方时，接近开关感应到有一排盛蛋器正在经过接近开关，会发出信号触发工业相机拍摄生产线上盛蛋器及蛋清斗内盛装的蛋清和蛋黄杯内盛装的蛋黄的图像，并将拍摄到的图像数据传送到计算机；

B、图像处理：由于工业相机被触发拍摄时总有一个盛蛋器安装梁处在相机视域的固定位置，而在盛蛋器安装梁上安装的盛蛋器的数量N和位置也是一定的，选择每个蛋清斗内一个固定的矩形区域将图像分割成N个矩形蛋清图像，选择每个蛋黄杯内一个固定的圆形区域将图像分割成N个圆形蛋黄图像，对应第i号盛蛋器的蛋清图像和蛋黄图像用于判断该盛蛋器内的鸡蛋是否散黄。

获取图像之后，先对图像进行区域设置，用户输入坐标分别选择五个蛋清斗中的矩形区域，然后分别对每个区域进行数据处理：

a、颜色空间转换，获取到的图像是彩色图像，即RGB图像，利用公式2×R+2×B+3×G进行灰度化，R,G,B分别表示图像中红色分量、绿色分量、蓝色分量的值；

b、在每个区域进行判断：设定像素阈值，数量阈值，如果每个区域里面有像素值大于设定的像素阈值，而且像素值大于像素阈值的像素数量大于数量阈值，则认为散黄，否则进行下一步判断；

c、精确判断：预先设定一个阈值，计算图像的平均灰度值，计算每个像素点的灰度值和平均灰度值的差值，如果所有差值的和小于预先设定的阈值，则说明图像灰度值均匀，鸡蛋没有散黄，如果所有差值的和大于预先设定的阈值，则认为是散黄蛋；

计算机图像处理的结果，如果第i号盛蛋器内不是散黄蛋，则将计算机中一个N列一维数组的第i列赋值0，同时将好蛋总数增加1个；如果第i号盛蛋器4内是散黄蛋，则将计算机中一个N列一维数组的第i列赋值1，同时将散黄蛋总数增加1个。如此循环，直至i=N时，请求与单片机控制器通信1次，参数取值范围：0<N<20, 0<M<20,i≤N；

C、控制气缸执行动作：单片机控制器中定义有一个N行M列的数组,N等于每个盛蛋器安装梁上的盛蛋器的个数，M等于工业相机摄取图像的那一排盛蛋器到气缸正下方的那一排盛蛋器之间的盛蛋器安装梁的排数，在初始化时将N行M列数组清零，然后进入等待通信状态，如果单片机控制器接收到计算机的通信请求，将计算机中N列一维数组的每一列赋值到单片机控制器中N行M列数组的每一行的第1列，然后等待计数脉冲，每接收1个计数脉冲，N行M列数组将第j列赋值给第j+1 列，最后一列分别赋值给X_i（1≦i≦N）, 第一列清零。

如果X_i中有某个数等于1，则对应i 的第 i号电磁换向阀得电，第i号气缸动作，气缸活塞杆缩回，带动连接板和分离斜面向上运动，分离斜面顶起盛蛋器上的分离销，蛋黄杯绕蛋黄杯转动轴转动一角度， 扣合销从扣合板上的斜槽中滑出，在重力作用下， 蛋清斗绕蛋清斗转动轴旋转一角度，最后使盛蛋器的蛋清斗和蛋黄杯成为分开状态，将散黄蛋的蛋清蛋黄从盛蛋器中一同倾倒在机器下方的混合蛋液盘中。