[发明专利]基于等效算法的珍珠大小及圆形度分拣装置

说明书

本发明公开了一种基于等效算法的珍珠大小和圆形度分拣装置。本发明中的珍珠大小由等效直径表示，圆形度由周长与等效周长之比表示。本发发明搭建了以中值滤波、Qtsu法、开运算等处理方法对珍珠图像进行分割去噪的预处理框架，形成了面积像素计数法、边界像素计数和8链码法求周长并加权的计算体系。采用Matlab编写图像处理软件，同时，计算机使用LabVIEW作为监控平台，调用MATLAB获取珍珠的形大小和圆形度、输出分类结果，最后由PLC来控制机构动作，使机构按照设定好的分类标准对珍珠大小和圆形度进行分类。本发明能够根据设定的标准评价体系实现珍珠大小和形状的分类，并通过执行机构把珍珠送到不同的箱子里。

技术领域

本发明涉及一种机器视觉及自动化分拣装置，具体涉及基于等效算法的珍珠大小和圆形度分拣装置。

背景技术

最近几年，人们对珍珠的需求在不断增加，珍珠养殖业也越发繁荣，已然发展成为一个重要的产业，正是在这种形势下，传统的人工珍珠分拣已不能满足快速高效的珍珠分拣目标，科学和高效准确的珍珠自动分拣方法成为了当下研究的热点。珍珠大小和形状是衡量珍珠价值的重要参考指标，在有关珍珠工艺品的加工过程中，往往需要相同大小和形状的珍珠，并且，珍珠越大、圆度越高,价值也就越大，所以对珍珠大小以及圆度测量具有重要意义。

目前，珍珠的分拣主要由人工进行的，这种分类结果受人为因素的影响很大，容易产生差错，而且劳动量大、分拣效率低，分类等级往往也难以掌控。

发明内容

本发明基于一种等效算法的珍珠大小和圆形度分拣装置，为珍珠的工业自动化分拣提供了技术支持。

本发明装置由系统硬件和软件组成，所述的系统硬件由机器视觉系统、PLC 控制系统和分拣系统三部分组成，其中，机器视觉系统包括光源装置、CCD 摄像头、进料光电传感器和计算机(含图形处理软件)，PLC控制系统包括PLC 、伺服驱动器、传送带及三相异步电机，分拣系统包括各种传感器、执行机构及相应的分类箱.所述的系统软件由 LabVIEW和 MATLAB 组成，系统分别通过 MATLAB 和 PLC 实现珍珠的图像处理和自动分拣，而LabVIEW 作为监控平台，实现两者的通信。所述的执行机构包括横臂，竖臂和机械手抓取装置，由三相异步电机控制执行机构的水平和竖直运动。

图像处理方法包括：

<1>珍珠大小由等效直径表示，圆形度由周长与等效周长之比表示。

<2>以中值滤波、Qtsu法、开运算等方法对图像预处理。

<3>以面积像素计数法来求取珍珠投影的面积，以边界像素计数法和8链码法加权求珍珠投影周长。

上述步骤<3>中求取的珍珠投影面积和周长，不是实际值，由于拍摄距离与角度不同，获得图像的几何尺寸与实际测量物体存在一定的比例关系，因此必须得标定测量环境的测量比（本发明以标准圆形纸板作为测量模板来求取测量环境测量比）。

其工作步骤包括：

（1）当进料光电传感器感受到有珍珠通过时，PLC 接收到信号，经通信模块传输给计算机，计算机驱动 CCD 摄像机，通过图像采集卡将珍珠图像传入计算机。

（2）计算机使用 LabVIEW 作为监控平台，调用 MATLAB 图像处理脚本进行一系列处理和分析，获取珍珠的大小和圆形度、输出分类结果。

（3）PLC根据分类结果，控制执行机构运动，把珍珠放到指定的箱子里，从而完成珍珠分拣。

本发明的有益效果：本发明装置自动化程度高，能提高分拣效率和精度，从而降低人力成本。

附图说明

图1为本发明装置的结构示意图；