[发明专利]一种基于机器视觉技术的哈密瓜分级机

说明书

技术领域

本发明属于水果在线无损检测及分选技术领域，具体涉及一种基于机器视觉无损检测技术的哈密瓜在线分级设备。

背景技术

哈密瓜作为新疆主要水果之一，其产后处理水平低下，通常采用人工方式完成产后分级，该方式不仅浪费人力而且分级效率低，效果差，不能更好的实现优质优价，极大地阻碍了我国国民经济的发展和农民收入的提高。机械式分级设备主要通过水果的重量和大小两项指标，而对于表面缺陷、表面颜色、纹理等无法分级，且在分级过程中易损伤水果。机器视觉技术能有效的保证检测的客观性，并提高分级效率与准确性。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用可编程逻辑控制器同步跟踪实现自动分级的机械设备，且检测过程为无损检测。

本发明的技术方案如下：包括输送装置、光源箱、线光源、线阵相机、图像采集卡、微型计算机、控制模块、接近开关、分级机构、接收装置、传动机构、哈密瓜分级机图像处理软件等：1）输送装置是由八个链轮和两条环绕在链轮上的链条以及二十四个托盘组成；2)光源箱在输送装置的上方；3）线阵相机和线光源位于光源箱内，通过信号线缆和图像采集卡相连；4）微型计算机通过LPT接口与可编程逻辑控制器相连，可编程逻辑控制器通过微型继电器与分级机构相连；5）接收装置在输送装置下方，与分级机构相对应；6）在微型计算机内部安装有哈密瓜分级机图像处理软件。

安装在微型计算机上的哈密瓜分级机图像处理软件能对哈密瓜RGB图像进行处理，处理后的结果由LPT接口产生不同的信号输入到控制模块中，控制模块通过不同的信号控制相应级别的分级机构，从而实现了按照哈密瓜的大小、颜色、纹理、缺陷等外部特征进行自动分级。

本发明的优点是：能按照哈密瓜大小、颜色、纹理、缺陷等外部特征利用控制模块同步跟踪实现哈密瓜在线自动分级，且检测过程为无损检测。

附图说明

图1 为基于机器视觉技术的哈密瓜分级机的结构原理框图。

图2为基于机器视觉技术的哈密瓜分级机的分机机构示意图。

图3为基于机器视觉技术的哈密瓜分级机的图像处理与分级示意图。

图4为基于机器视觉技术的哈密瓜分级机控制模块的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

如图1和图2所示，它包括输送装置(1)、光源箱(2)、线光源(3)、线阵相机(4)、图像采集卡(5)、微型计算机(6)、控制模块(7)、接近开关(9)、分级机构(10)、接收装置(11)、传动机构(12)、哈密瓜分级机图像处理软件等。输送装置(1)是由八个链轮和两条环绕在链轮上的链条以及二十四个托盘组成；光照箱(2)在输送装置(1)的上方；线阵相机(4)和线光源(3)位于光源箱(2)内，通过信号线缆和图像采集卡(5)相连；微型计算机(6)通过LPT接口与控制模块相连，控制模块通过微型继电器与分级机构(10)相连；接收装置(11)在输送装置(1)下方，与分级机构(10)相对应；在计算机(6)内部安装有哈密瓜分级机图像处理软件。

安装在计算机(6)上的哈密瓜分级机图像处理软件能对哈密瓜RGB图像进行处理，并根据处理结果由LPT接口产生不同的脉冲信号，通过控制模块传输到相应级别的分级机构上，使哈密瓜能按照大小、颜色、纹理、缺陷等外部特征进行自动分级。

工作时，哈密瓜由输送装置(1)输送到光源箱(2)中，供线阵相机(4)采集哈密瓜图像，在输送装置1运动过程中，接近开关(9)触发图像采集卡(5)，由线阵相机(4)采集哈密瓜图像输入微型计算机(6)中，由微型计算机(6)的哈密瓜分级机图像处理软件进行图像处理。微型计算机(6)将处理结果通过LPT接口将分级信号输入到可编程逻辑控制器中。在微型计算机(6)处理图像的过程中，输送装置(1)继续前行，当托盘快移到分级机构(10)上对应分级级别时，可编程逻辑控制器将分级信号也传输到相应级别的分级机构，这是对应分级机构(10)上的电磁铁(10.1)吸合分级杆(10.2)使导轨缺口打开，托盘(8)由于重力发生翻转，哈密瓜瞬间落到接收装置11上。

微型计算机(6)对哈密瓜RGB图像处理过程如图3所示，通过对哈密瓜RGB图像进行处理，将处理的特征结果（大小、颜色、纹理、缺陷等方面的单项检测）由LPT接口产生分级信号并输入到可编程逻辑控制器中。可编程逻辑控制器根据不同的信号控制哈密瓜相应分级机构的动作，使哈密瓜在相应的级别进行相应的分级。

分级方法是：根据行业标准和瓜农经验制定分级准则，不同级别的哈密瓜各项分级指标制定一个的标准的分级指标值，通过哈密瓜分级机图像处理软件对哈密瓜RGB图像进行处理，将处理得到的结果（大小、颜色、纹理、缺陷等方面的单项检测）和指标值进行比较，达到哪项指标值就属于哪一个级别，最后比较各个级别的级数（大小、颜色、纹理、缺陷等），取这些级别中的最低级作为当前水果应属的分级级别。