[发明专利]一种炒茶机器人的控制方法及炒茶机器人

说明书

本发明属于茶叶加工技术领域，提供了一种炒茶机器人的控制方法，包括：获取茶叶炒制过程中的茶叶图像；从茶叶图像中提取茶叶的颜色特征和形态特征；将颜色特征和形态特征输入已经建好的茶叶含水率预测模型中，获得茶叶含水率预测值；当茶叶含水率预测值满足预设条件，则控制炒茶机器人进入下一炒茶阶段。同时还提供了一种炒茶机器人，包括：机械臂、加热装置、第一炒锅、图像采集装置和控制装置。本发明提供的炒茶机器人的控制方法和炒茶机器人，可通过采集温度和叶片特征确定叶片状态，切换炒制工序，调节炒制参数，提高了炒茶过程的自动化水平。

技术领域

本发明涉及茶叶加工技术领域，具体涉及一种炒茶机器人的控制方法及炒茶机器人。

背景技术

为了提高生产效率，目前毛尖茶的炒制多采用半机械或机械的方法。但毛尖茶传统手工炒制工艺最能够保持茶的正宗特色，高品质的茶叶仍需手工炒制。传统手工炒茶工艺中，由人手持茶帚，对第一炒锅中的茶叶进行挑翻、抖散、下压回转，以完成杀青、揉捻、理条整形等步骤，使茶叶外观达到细、圆、紧、直，并能保持高品质的口感。

外界气候环境造成采摘所得鲜叶的含水率不同，而茶叶炒制过程中茶叶含水率的变化对茶叶的风味有着很大的影响。而现有仿人臂式炒茶机器人只是通过茶叶的轮廓来改变炒制速度或是炒制角度，只能由人工判断是否进入下个工序，或者预设炒制时长自动进入下个工序，影响了茶叶风味和口感。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供了一种炒茶机器人的控制方法及炒茶机器人，以应对现有仿人臂式炒茶机器人无法针对含水率及时切换工序完成多阶段炒制工序的问题。

为解决上述技术问题，提出了如下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种炒茶机器人的控制方法，包括：

获取茶叶炒制过程中的茶叶图像；

从所述茶叶图像中提取茶叶的颜色特征和形态特征；

将所述颜色特征和所述形态特征输入已经建好的茶叶含水率预测模型中，获得茶叶含水率预测值；

若茶叶含水率预测值满足预设条件，则控制所述炒茶机器人进入下一炒茶阶段。

由上述技术方案可知，本发明提供的炒茶机器人控制方法，按照获取到的茶叶图像确定形态特征和颜色特征预测茶叶含水率，不同于现有炒茶机的根据温度来调整炒茶时间，直接利用模型预测含水率，从而在炒制时分步进行杀青、揉捻和理条工序时炒制时间更准确。

可选地，所述从所述茶叶图像中提取茶叶的颜色特征和形态特征，包括：

根据预设的色彩模式从所述茶叶图像中提取色彩分量表征，作为茶叶的颜色特征；

基于所述茶叶图像获得叶片的轮廓特征图，基于所述轮廓特征图中获得茶叶的形态特征，所述形态特征包括叶片的周长、面积、宽度和中轴长度中的至少一种。

可选地，通过如下方法建立所述茶叶含水率预测模型：

在炒制过程中的不同时间点获取茶叶样本；

获取所述茶叶样本的茶叶图像，从所述茶叶样本的茶叶图像中提取所述茶叶样本的颜色特征和形态特征，并测定所述茶叶样本的实际含水率；

基于所述茶叶样本的颜色特征和形态特征，训练所述茶叶含水率预测模型；

将训练好的所述茶叶含水率预测模型的参数输入优化算法进行寻优，得到最优参数，则确定所述茶叶含水率预测模型建立完成。

可选地，当所述炒茶机器人当前所处的炒茶阶段为杀青阶段时，所述方法还包括：

采集茶叶图像，并基于采集的茶叶图像确定相对于第一炒锅底部中心点的茶叶轮廓最低点；