[发明专利]虾的自动精选分级方法与装置

说明书

技术领域

本发明涉及水产工程技术领域，尤其涉及一种虾的自动精选分级方法与装置。

背景技术

我国作为全球六大虾类生产国之一，每年都要向国际市场输送大量的原料虾。但我国原料虾出口整体价位低、市场占有份额少、竞争力不足是导致我国原料虾出口量减小的原因。随着产业结构不断深化调整，多地养虾场纷纷兴起围塘养殖，大规模的养殖基地使得工人忙于对产前虾种的培育和育种，但是对于产后原料虾的丰收这个最需要投入大量的人力、物力、财力的环节却往往被忽视，导致很多原料虾因为产后重视度不够而造成原料虾大量死亡，给企业以及原料虾养殖产业造成了严重的经济损失。

长期以来，从刚刚捕捞上来的原料虾中精选分级原料虾的方式都是通过工人手工挑选的方式完成，这种方式不仅效率低下，而且人在疲劳的情况下，容易产生误判；在劳动力相对匮乏和昂贵的今天，使用大量劳动力从原料虾中精选正常虾的方式早已经过时，我们急需处理量大、占地面积小、结构简单、成本低、自动化程度高的设备来取代人工劳作的方式，这样不仅可以提高原料虾精选分级的准确率和效率，而且还可以减少劳动力的开销，提高产后丰收效率。

一般从池塘捕捞的原料虾通常存在以下的情况：（1）打捞上来的原料虾中通常会混入因为缺氧而坏死的原料虾，若不及时清除，容易对正常虾造成污染，导致后者变质，不利于后期加工和贮藏，降低了原料虾的经济价值；（2）一般原料虾的丰收季节通常是在炎热的夏季，许多打捞上岸且浮在盛装原料虾水桶表面的虾体很容易被炙热阳光烤熟而死亡，从而会对其他正常虾产生污染；（3）捕捞上岸的原料虾中还混有一些不容易被人用肉眼发现的小型杂草，容易混入加工成的成品中。

经检索，文献《Automatic grading and packing of prawns》开发了一种基于计算机视觉的原料虾包装和分级装置。该系统通过相机获取虾的整体图像，再由图像信息计算出虾的形状、偏向角、腹壳弯曲度等参数，并标记虾头、虾尾和虾中间位置。专利公开号为JP3603353B2的日本专利公开了一种基于机器视觉技术的瓶子检测分级装置，利用机器视觉技术对多种类别瓶子的颜色、形状等外观进行检测，能够对瓶子进行在线实时分类。该专利虽然运用了机器视觉方法解决了废旧瓶子的回收分类问题，但是该分级判别方法较为简单，准确性不高；专利申请号为201010165377.4的中国专利提供了一种船用鳀鱼、毛虾加工的去杂分选装置，包括多级筛选盘、进料斗、震动装置和机架，其可精选物种仅限于鳀鱼和毛虾两种，精选范围有待于进一步提高；专利申请号为201220713538.3的中国专利使用了一种基于机器视觉的方法检测分级不同品质级别的对虾，其中的单粒化输送系统由对虾进料斗、两个振荡送料器、两个传感器、单层单列卡槽、导槽和姿态调整器组成。该专利中对虾的外壳极易粉碎，采用振荡送料的方式，容易原料虾体本身产生微小损伤；传输带采用水平传送方式且其上只有一列导槽可以允许物料通过，处理量小且速度较慢；专利公开号为GB2160653A的英国专利发明了一个精选原料虾的分级机器，通过一个可循环、可下调、固定在可旋转盘上的探针对原料虾体进行直接接触，当探针感触到有异常虾、损毁虾、异位虾时，可以把信号给执行机构，从而启动喷嘴吹气将杂质剔除。这种方法会因为接触虾体而对其产生污染；旋转盘的高度需根据虾体的厚度随时调节，自动化程度不高。

发明内容

为了克服现有技术中的缺陷，本发明了提供一套原料虾处理量大、处理速度快的方法与装置，综合应用了人工智能、电子技术、通信原理、机械设计、摄影原理和计算机软硬件技术对原料虾进行外观特征精选分级，结果准确可靠。

本发明的自动精选分级装置，主要针对原料虾丰收季节中，针对捕捞上岸的原料虾中混有杂草、小鱼、缺氧下、烤熟虾等杂质的问题，也为了在产品加工中满足产品精选分级的需要，专门设计开发一种适合于在原料虾养殖场和加工厂使用的、占地面积小、集约化程度高的基于计算机视觉技术的一种虾的自动精选分级方法与装置。

一种虾的自动精选分级装置，包括上料系统、分选通道、采图系统、分级系统和图像处理系统；

上料系统用于将待分选的虾体单排输出至分选通道；

分选通道分为依次衔接的缓冲通道和采样通道，采样通道分隔成多个单列化通道，所述缓冲通道内设有多个方向调整器用于将上料系统输出的虾分隔为单个并调节每个虾体进入对应单列化通道的姿态；

采图系统用于采集每个单列化通道内虾体的图像，采图系统包括位于采样通道上下且错位布置的两个光照箱，每个光照箱内均设有相机；