CN110918501A - 一种果实智能优选设备及检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的是一种果实智能优选设备及检测方法。所述的优选设备主要包括上料传送装置、链式传送装置、相机检测装置、次品吹选装置和清洗装置。上料传送装置设有上料箱、传送带及分拨机构，传送带的挡板和上料箱的毛刷保证果实分排单层传送至链式传送装置。链式传送装置用于运送果实，果实通过相机检测装置时，相机检测装置对其进行拍照并识别出次品。次品吹选装置设有吹气机构、导向板及次品箱，次品被吹气机构吹至导向板后，弹落在滑轨中进而滑至次品箱。基于该优选设备，本发明提出了一种基于blob分析的检测方法，实现果实的缺陷检测与识别。本发明不仅可以简化果实优选设备结构，还极大地提高了果实优选分选效率且降低了劳动强度。

Description

一种果实智能优选设备及检测方法
技术领域：
本发明涉及果实优选设备技术领域，具体地说是一种果实智能优选设备，以及一种果实缺陷检测方法。
背景技术：
现今，消费者选购果实时的要求越来越高质量化，如何为有着精益品质要求的消费者提供更加安全可靠的果实品质服务，这是亟待解决的现实问题。目前的果实优选手段通常是采用人工方法，依靠人眼识别和手工操作来实现。但人眼判别极易因疲劳造成失误，导致优选准确率极大地降低，且手工操作会给果实带来二次损伤和细菌感染。
公开号CN208555072U专利涉及一种带有直线筛的蔬果智能精选设备，该专利通过控制筛网中网孔大小与凹槽大小一致，达到了解决两个蔬果堆积在一个凹槽中的目的；公开号CN109158327A专利涉及一种高精度的蔬果快速智能精选设备，该专利通过设置特殊结构的筛选出料机构、上料传送装置及水平传送装置中的辊子，达到了蔬果精确定位和提高筛选效率的目的；公开号CN208555109U专利涉及一种果蔬智能精选设备，该专利通过控制吹气机构的条件，达到了对不同种类异类果蔬收集的目的；公开号CN107413768A专利涉及一种红枣智能精选设备，通过图像处理技术和气动机构，实现了好坏枣的分离并提高了分选效率。
上述专利均考虑了果实分选的各部分装置的机构优化设计，如进料装置、传送装置和分选装置等，实现对果实的分选。一般对果实进行两种等级分类：一类是有缺陷的果实，比如破损和霉变的果实，可以通过图像处理技术和检测方法将这类果实分辨出来，可称之为次品；另一类是没有缺陷的果实，可称之为合格品。上述专利这些优化设计只针对于将已检测的不同果实分离出来，而不能达到对不同果实的准确检测与识别的目的。相对于本发明，现有果实智能优选设备不能高效准确地检测出果实的缺陷，不能实现优质的果实品质保障，不能满足市场对高品质果实的购买需求。
发明内容：
本发明设计了一种果实智能优选设备，并基于此设备，提出了一种基于blob分析的检测方法，用以解决现有技术中果实优选设备结构复杂，不能达到高效准确地检测缺陷果实且劳动强度较大的问题。
本发明的目的是这样实现的：
本发明的果实智能优选设备，主要包括上料传送装置(1)、链式传送装置(2)、相机检测装置(3)、次品吹选装置(4)、清洗装置(5)。所述上料传送装置(1)中的分拨机构(1-1)安装在链式传送装置(2)的前端上方，相机检测装置(3)和次品吹选装置(4)依次平行安装在分拨机构(1-1)左侧，清洗装置(5)安装在链式传送装置(2)前端的下方内侧。
上料传送装置(1)用于将果实送至链式传送装置(2)的前端，链式传送装置(2)中的两个同轴链轮(2-1)带动链条(2-2)转动将果实向前传送。相机检测装置(3)对果实进行拍照并存储至计算机，计算机对图像做基于blob分析的检测方法并标记次品位置。次品吹选装置(4)用于吹选出次品，其中，多个导向板(4-2)平行等距离固定安装在防护盖(4-1)上用于接收被吹气机构(4-3)中的吹气嘴(4-3-3)吹起的果实。吹气机构(4-3)中的吹气嘴(4-3-3)与导向板(4-2)中的斜面(4-2-2-1)中心线相对应以保证果实准确弹落至滑轨(4-2-1)，次品箱(4-4)放置在导向板(4-2)的滑轨(4-2-1)出口下方用于接收滑轨(4-2-1)中的果实，每个吹气嘴(4-3-3)均配对有电磁阀(4-3-2)以控制其吹气。
基于blob分析的检测方法为：当果实到达相机检测装置(3)的预定位置时，相机对其进行拍照并传至计算机，计算机通过颜色空间转换和阈值分割方法将目标果实和传送装置背景分离，然后根据目标果实的连通性得到果实的Blob区域。通过计算并分析各个Blob块的面积特征判断各个Blob块是否为缺陷区域。由此将次品检测出来。
本发明的有益效果：
本发明在一种果实智能优选设备的基础上，提出了一种基于blob分析的检测方法。根据计算机对果实基于blob分析的检测与识别，吹选精分装置将有缺陷的果实吹选并收集到次品箱内。通过本发明，不仅使结构简单便于装置整体设计，还全面提高了果实的优质水平，而且大大降低了劳动强度。
附图说明：
图1为本发明的装置整体结构示意图。
图2为链式传送装置的结构示意图。
图3为图2中A处的放大图。
图4为导向板的结构示意图。
图5为图4的正视图。
图6为吹气机构的结构示意图。
图7为基于blob分析的检测方法流程图。
具体实施方式：
下面结合图1-7，对本发明做更详细的描述。其中，导向板(4-2)的个数以三个为例。
由图1，上料传送装置(1)、链式传送装置(2)、相机检测装置(3)、次品吹选装置(4)、清洗装置(5)共同组成了本发明中的果实智能优选设备，上料传送装置(1)中的传送带将果实传送至分拨机构(1-1)中，分拨机构(1-1)将果实送至链式传送装置(2)的前端，果实到达相机检测装置(3)下方时被拍照并将图像传至计算机，计算机对果实图像进行基于blob分析的检测并标记出次品的位置。当果实被传送至次品吹选装置(4)下方预定位置时，计算机将启动次品下方对应的吹气机构(4-3)中的电磁阀(4-3-2)闭合，吹气嘴(4-3-3)工作，进而将次品吹向导向板(4-2)，次品被吹至挡板(4-2-2)的斜面(4-2-2-1)上受力弹落在滑轨(4-2-1)中进而滑至次品箱(4-4)，清洗装置(5)定期给链式传送装置(2)做清洁工作。
由图2和图3，链式传送装置(2)由两个同轴链轮(2-1)、链条(2-2)和辊子(2-3)组成，电机驱动两个同轴链轮(2-1)带动链条(2-2)传动，因此与链条(2-2)相连的辊子(2-3)同时传动以实现果实的向前传输。由图4和图5，导向板(4-2)由滑轨(4-2-1)和挡板(4-2-2)组成，滑轨(4-2-1)设置为斜接口与挡板(4-2-2)相连接，保证其向下倾斜一定角度以此方便次品及时滑落在次品箱(4-4)内，挡板(4-2-2)中设置有特定角度的斜面(4-2-2-1)，以保证次品打到斜面(4-2-2-1)上时受到合理的受力方向而准确无误地弹落至滑轨(4-2-1)中。
由图6，吹气机构(4-3)由抽屉式底座(4-3-1)、多个电磁阀(4-3-2)和多个吹气嘴(4-3-3)组成，其中电磁阀(4-3-2)和吹气嘴(4-3-3)安装在抽屉式底座(4-3-1)的支架上。当果实传送到次品吹选装置(4)下方时，计算机传递信号进而控制与次品位置相对应的吹气嘴(4-3-3)的电磁阀(4-3-2)闭合，吹气嘴(4-3-3)吹气使次品被吹至挡板(4-2-2)中的斜面(4-2-2-1)上，继而受力弹落进滑轨(4-2-1)中，最后落入次品箱(4-4)内。
由图7，当果实到达相机检测装置(3)指定工位时，相机对其进行拍照并传至计算机，将当前果实图像所用的RGB颜色空间模型转换为HSV颜色空间模型，然后根据果实和输送装置的颜色不同来设定果实色调阈值，采用阈值分割方法将图像分为目标像素和背景像素，再对分割后的图像进行形态学处理，将分割区域内的杂点去除。通过连通域分析提取目标像素并二值化分离得到果实的Blob区域，根据设定的面积阈值判断各个Blob块是否为缺陷区域，由此将缺陷果实，即次品分选出来。
以上的详细描述，导向板(4-2)的个数以三个为例。但实际涉及到本专利的权利要求时，次品吹选装置(4)中的导向板(4-2)的数量、吹气机构(4-3)中电磁阀(4-3-2)和吹气嘴(4-3-3)的数量，可根据链式传送装置(2)上传送的果实数量相应地进行扩展。

Claims (5)

1.一种果实智能优选设备及检测方法，其特征在于：果实智能优选设备主要包括上料传送装置(1)、链式传送装置(2)、相机检测装置(3)、次品吹选装置(4)、清洗装置(5)；
所述上料传送装置(1)中的分拨机构(1-1)安装在链式传送装置(2)的前端上方，相机检测装置(3)和次品吹选装置(4)依次平行安装在分拨机构(1-1)左侧，清洗装置(5)安装在链式传送装置(2)前端的下方内侧；
所述的检测方法为基于blob分析的检测方法，其特征在于：当果实到达相机检测装置(3)指定工位时，相机对其进行拍照并存储至计算机，将当前果实图像所用的RGB颜色空间模型转换为HSV颜色空间模型，然后根据果实和输送装置的颜色不同来设定果实色调阈值，采用阈值分割方法将图像分为目标像素和背景像素，再对分割后的图像进行形态学处理，将分割区域内的杂点去除，通过连通域分析提取目标像素并二值化分离得到果实的Blob区域，根据设定的面积阈值判断各个Blob块是否为缺陷区域，由此将缺陷果实，即次品分选出来。
2.根据权利要求1所述的一种果实智能优选设备，其特征在于：所述链式传送装置(2)的由两个同轴链轮(2-1)、链条(2-2)和辊子(2-3)组成，一个同轴链轮(2-1)上两端均设有链轮来带动链条(2-2)转动，若干个辊子(2-3)平行等距安装在链条片上随链条转动，果实按横向姿态排放在若干个辊子(2-3)组成的传送面上。
3.根据权利要求1所述的一种果实智能优选设备，其特征在于：所述吹选精分装置(4)的多个导向板(4-2)平行等距离固定安装在防护盖(4-1)上，导向板(4-2)中的滑轨(4-2-1)整体伸出在防护盖(4-1)外侧，吹气机构(4-3)安装在防护盖(4-1)正下方且两者中间隔着链式传送装置(2)的上部分，吹气机构(4-3)中的吹气嘴(4-3-3)与导向板(4-2)中的斜面(4-2-2-1)中心线相对应，次品箱(4-4)放置在导向板(4-2)的滑轨(4-2-1)出口下方，滑轨(4-2-1)与次品箱(4-4)中的收料口相对应且两者的数量保持一致。
4.根据权利要求1或3所述的一种果实智能优选设备，其特征在于：导向板(4-2)两侧均设有滑轨(4-2-1)，滑轨(4-2-1)与导向板(4-2)中的挡板(4-2-2)下端内部斜面端口相接且滑轨(4-2-1)安装后的倾斜角度是特定设计的，挡板(4-2-2)中的斜面(4-2-2-1)设计有特定大小的角度。
5.根据权利要求1或3所述的一种果实智能优选设备，其特征在于：吹气机构(4-3)中的抽屉式底座(4-3-1)将多个电磁阀(4-3-2)和吹气嘴(4-3-3)分排安装并组合成一体，每个吹气嘴(4-3-3)均配有与其相对应的电磁阀(4-3-2)，电磁阀(4-3-2)控制吹气嘴(4-3-3)吹气，每排吹气嘴(4-3-3)为等间距布置。
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