專利名稱：一種基于機器視覺技術(shù)的對蝦品質(zhì)檢測分級裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種檢測分級裝置，尤其是涉及一種基于機器視覺技術(shù)的對蝦品質(zhì)檢測分級裝置。
技術(shù)背景[0002]我國是世界水產(chǎn)大國，水產(chǎn)品出口在我國農(nóng)產(chǎn)品出口以及外貿(mào)出口中占據(jù)相當重要的地位，但目前我國的水產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)中還存在許多問題，產(chǎn)品整體質(zhì)量不高。對蝦作為水產(chǎn)品中一大主力軍，對其質(zhì)量進行檢測分級有利于提高對蝦的出口效益，具有積極的現(xiàn)實意義。當前生產(chǎn)生活中貿(mào)易雙方主要根據(jù)對蝦的外部品質(zhì)如大小、形狀、色澤、完整性等指標判斷其等級，因此根據(jù)對蝦的外部品質(zhì)進行分級是非常有必要的。目前市場上自動化分選/分級設(shè)備大多都是依據(jù)相關(guān)的機械原理設(shè)計而成的，主要通過對蝦的厚度、長度來進行分級。國內(nèi)很多學者在這方面做了相關(guān)的研究。孫平(中國專利87200587)等發(fā)明了一種對蝦只數(shù)分選機，適用于對蝦規(guī)格的分選。韓軍明(中國專利91202265.5)等將成對滾子裝在軸架上，每對滾子間形成大小不等的滑道，從而將對蝦按照個體的大小進行分級。章家亨(中國專利03202675.7)發(fā)明了一種蝦子分級機，通過調(diào)節(jié)兩個滾軸之間的間隙，達到分級的效果。楊以祥(中國專利201020502942.7)等發(fā)明一種滾筒式龍蝦分級篩選機，每層滾籠筒的柵格細縫按照龍蝦分級標準設(shè)計。彭德全(中國專利200520054017.1)發(fā)明了一套蝦自動手動數(shù)控篩選機，利用數(shù)控預置電腦微機自動控制調(diào)整滾軸間隙，使得分級的規(guī)格可調(diào)整，從上到下共分7級依次縮小。傳統(tǒng)的機械式分級方式，最大的缺點是檢測指標單一。機器視覺技術(shù)作為目前無損檢測方面一項先進的主流技術(shù)，不僅可以同時對大小、形狀、色澤、完整性等多種指標進行檢測，而且準確度高，將其應(yīng)用于對蝦的檢測和分級方面不僅可以克服以上的問題，且更符合當前技術(shù)的發(fā)展需求。目前國內(nèi)基于機器視覺的對蝦分級設(shè)備還未見到。
發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有的對蝦分級設(shè)備的不足，本實用新型的目的在于提供一種基于機器視覺技術(shù)的對蝦品質(zhì)檢測分級裝置，它綜合運用了機械設(shè)備和計算機軟件對對蝦進行外觀檢測，其克服了傳統(tǒng)檢測指標單一、智能化檢測水平不夠的缺陷，使得檢測結(jié)果更加準確和可靠。[0006]本實用新型采用的技術(shù)方案是:本實用新型包括下料系統(tǒng)、圖像采集系統(tǒng)、分級機構(gòu)、傳輸帶、計算機系統(tǒng)和控制器系統(tǒng)；其中:I)下料系統(tǒng):包括對蝦進料斗、兩個振蕩送料器、兩個紅外傳感器、單層單列卡槽、導槽和姿態(tài)調(diào)整器；第一振蕩送料器依次向下與第二振蕩送料器、導槽和傳輸帶(以階梯形相連接，第一振蕩送料器上方設(shè)有對蝦進料斗，第二振蕩送料器的進料端設(shè)有第一紅外傳感器，第二振蕩送料器的出料端設(shè)有單層單列卡槽；傳輸帶的進料端上方設(shè)有姿態(tài)調(diào)整器，傳輸帶側(cè)面設(shè)有第二紅外傳感器；2)圖像采集系統(tǒng):包括光照箱、相機和光源；相機固定在光照箱的頂端，內(nèi)壁涂有白色反射涂層的光照箱固定在傳輸帶上方，并位于第二紅外傳感器外側(cè)，LED軟條型光帶的光源設(shè)置在光照箱四個內(nèi)壁上，光源的燈柱向上方照射，通過內(nèi)壁白色涂層的反射，將光線射到對蝦表面；3)分級系統(tǒng):包括三個噴氣閥和四個接物槽；光照箱外側(cè)的傳輸帶的一側(cè)分別設(shè)有第一噴氣閥、第二噴氣閥和第三噴氣閥，光照箱外側(cè)的傳輸帶的另一側(cè)分別設(shè)有第一接
物槽、第二接物槽和第三接物槽，三個噴氣閥和三個接物槽--對應(yīng)，第四接物槽位于傳輸
帶出料端；4)計算機系統(tǒng)一路與相機電連接，計算機系統(tǒng)另一路經(jīng)控制器系統(tǒng)分別與第一噴氣閥、第二噴氣閥和第三噴氣閥電連接。所述的相機為德國Basler公司生產(chǎn)的ace系列acA640_100gc面陣相機,鏡頭為日本興和(KOWA)公司生產(chǎn)的型號為LM16JC鏡頭。所述的光源為深圳億佳光電有限公司YJ-LSF1210W72貼片式LED軟光條。
所述的光照箱其內(nèi)壁使用的為普通工業(yè)白色高溫薄膜；所述的傳輸帶為食品級白色PVC皮帶；所述的控制器系統(tǒng)為PLC。與背景現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有的有益效果是:本實用新型中對蝦進料斗的出料口為長方形，防止瞬間下料太多。振蕩送料器具有一定的傾斜度，每級振蕩送料器振蕩速度逐級提升，從而逐級減少對蝦的數(shù)量，可以根據(jù)具體的下料數(shù)量，適當?shù)脑黾诱袷幩土掀鞯膫€數(shù)，為了防止下級送料器內(nèi)對蝦堆積，從第二級開始每級送料器內(nèi)設(shè)有紅外傳感器，以便控制上級振蕩送料器的振蕩速度，最終保證最后一級振蕩送料器中只有少數(shù)的對蝦。最后一級振蕩送料器上有單層單列卡槽，下端接有導槽，更加有力地保證了掉入傳輸帶只有單只對蝦。姿態(tài)調(diào)整器置于傳輸帶表面，但不與傳輸帶接觸。圖像處理分級軟件能夠?qū)ξr的顏色、外形同時進行檢測并根據(jù)其圖像特征信息將其分級。分級機構(gòu)可以將對蝦分成不同品質(zhì)四級，采用氣吹的方式，防止對對蝦造成破壞。本套系統(tǒng)將機械與圖像技術(shù)相結(jié)合，無需人工操作，不僅檢測精度高。分級部分無接觸式操作，對對蝦本身不造成損壞，操作方便。如果檢測要求變化，只需對圖像處理部分的軟件進行相應(yīng)修改，可調(diào)整性強。檢測指標多樣、檢測過程過程智能化，檢測結(jié)果更準確可靠。

圖1是本實用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1的俯視圖。圖3是圖1的側(cè)視圖。圖中:1、對蝦進料斗，2、第一振蕩送料器，3、第一紅外傳感器，4、第二振蕩送料器，
5、單層單列卡槽，6、導槽，7、姿態(tài)調(diào)整器，8、第二紅外傳感器，9、光照箱，10、相機，11、光源，12、第一噴氣閥，13、第二噴氣閥，14、第三噴氣閥，15、第一接物槽，16、第二接物槽，17、第三接物槽，18、第四接物槽，19、傳輸帶，20、計算機系統(tǒng)，21、控制器系統(tǒng)。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型做進一步說明。如圖1、圖2、圖3所示，本實用新型包括下料系統(tǒng)、圖像采集系統(tǒng)、分級機構(gòu)、傳輸帶、計算機系統(tǒng)和控制器系統(tǒng)；其中:I)下料系統(tǒng):包括對蝦進料斗1、兩個振蕩送料器2，4、兩個紅外傳感器3，8、單層單列卡槽5、導槽6和姿態(tài)調(diào)整器7 ;第一振蕩送料器2依次向下與第二振蕩送料器4、導槽6和傳輸帶19以階梯形相連接，第一振蕩送料器2上方設(shè)有對蝦進料斗I，第二振蕩送料器4的進料端設(shè)有第一紅外傳感器3，第二振蕩送料器4的出料端設(shè)有單層單列卡槽5 ;傳輸帶19的進料端上方設(shè)有姿態(tài)調(diào)整器7，傳輸帶19側(cè)面設(shè)有第二紅外傳感器3 ；2)圖像米集系統(tǒng):包括光照箱9、相機10和光源11 ;相機10固定在光照箱9的頂端，內(nèi)壁涂有白色反射涂層的光照箱9固定在傳輸帶上方，并位于第二紅外傳感器8外側(cè)，LED軟條型光帶的光源11設(shè)置在光照箱9四個內(nèi)壁上，光源11的燈柱向上方照射，通過內(nèi)壁白色涂層的反射，將光線射到對蝦表面；3)分級系統(tǒng):包括三個噴氣閥12、13、14和四個接物槽15、16、17、18 ;光照箱9外側(cè)的傳輸帶19的一側(cè)分別設(shè)有第一噴氣閥12、第二噴氣閥13和第三噴氣閥14，光照箱9外側(cè)的傳輸帶19的另一側(cè)分別設(shè)有第一接物槽15、第二接物槽16和第三接物槽17，三個噴氣閥和三個接物槽一一對應(yīng)，第四接物槽18位于傳輸帶19出料端；4)計算機系統(tǒng)20 —路與相機10電連接，計算機系統(tǒng)20另一路經(jīng)控制器系統(tǒng)21分別與第一噴氣閥12、第二噴氣閥13和第三噴氣閥14電連接。實施例中使用的相機為德國Basler公司生產(chǎn)的ace系列acA640_100gc面陣相機。鏡頭為日本興和(KOWA)公司生產(chǎn)的型號為LM16JC鏡頭。光源為深圳億佳光電有限公司YJ-LSF1210W72貼片式LED軟光條。光照箱內(nèi)壁使用的為普通工業(yè)白色高溫薄膜。傳輸帶為食品級白色PVC皮帶。控制器系統(tǒng)為PLC。批量的對蝦從對蝦進料斗I進入到第一振蕩送料器2中；由于設(shè)備振蕩，對蝦從第一振蕩送料器2落至第二振蕩送料器4，第二振蕩送料器4較第一振蕩送料器加速振蕩，對蝦從第二振蕩送料器4經(jīng)單層單列卡槽5落至導槽6。單層單列卡槽5利用限制通過高度的方法，保證能只能通過一個蝦高度的對蝦，同時利用限制出口寬度的方法，使得只有一只對蝦能夠通過其出口 ；兩個振蕩送料器均有一定角度的傾斜；第二振蕩送料器4的側(cè)面安裝有第一紅外傳感器3，其根據(jù)當前送料器上的對蝦數(shù)量控制第一振蕩送料器2的振蕩速度來調(diào)節(jié)上級送料器的下料速度，防止當前送料器的進料速度太快，導致下級送料器中對蝦發(fā)生堆積。當?shù)诙袷幩土掀?里的對蝦數(shù)量太多，蝦體發(fā)生堆疊時，就會觸發(fā)第一紅外傳感器3,使其發(fā)出信號控制第一振蕩送料器2的電動機,使第一振蕩送料器2暫時停止振蕩，直到對蝦數(shù)量減少，堆疊高度降低后第一傳感器3又會控制發(fā)動機使得第一振蕩送料器2重新工作。由于兩個振蕩送料器2、4加速振蕩，以及單層單列卡槽5，在第二振蕩送料器4末端的對蝦數(shù)量已經(jīng)大大降低。振蕩送料器數(shù)量可以根據(jù)實際下料數(shù)量增加，最佳狀態(tài)是最后一級振蕩器的末端只有一只對蝦。為了防止非單只對蝦的情況發(fā)生，接在第二振蕩送料器4下面的是一個只能有一只對蝦通過的導槽6。通過導槽6，只有單只對蝦進入到傳輸帶19上。姿態(tài)調(diào)整器7可調(diào)節(jié)角度，利用蝦體與其碰撞摩擦，將蝦體調(diào)整將對蝦的姿勢調(diào)整至頭尾方向與傳輸帶19運行方向基本一致。[0029]對蝦經(jīng)過第二紅外傳感器8發(fā)出信號給相機10，當對蝦達到相機10下方時，相機10就抓拍對蝦的圖像。將圖像傳輸給計算機系統(tǒng)20，通過計算機系統(tǒng)20內(nèi)部設(shè)置的圖像處理軟件實時進行處理，獲取相應(yīng)的對蝦品質(zhì)特征信息并判斷出當前對蝦所屬的級別，計算機系統(tǒng)20再將信息傳輸給控制器系統(tǒng)21，進而控制三個噴氣閥12、13、14中的一個，當對蝦到達這個噴氣閥前方的時候，該噴氣閥就噴氣將對蝦吹入相應(yīng)的接物槽中15，、16、17，未受到氣吹的對蝦直接掉入傳輸帶末端的接物槽18中?？偣部梢詫ξr分為四級。
權(quán)利要求1.一種基于機器視覺技術(shù)的對蝦品質(zhì)檢測分級裝置，其特征在于:包括下料系統(tǒng)、圖像采集系統(tǒng)、分級機構(gòu)、傳輸帶、計算機系統(tǒng)和控制器系統(tǒng)；其中: 1)下料系統(tǒng):包括對蝦進料斗(I)、兩個振蕩送料器(2，4)、兩個紅外傳感器(3，8)、單層單列卡槽(5)、導槽(6)和姿態(tài)調(diào)整器(7);第一振蕩送料器(2)依次向下與第二振蕩送料器(4 )、導槽(6 )和傳輸帶(19 )以階梯形相連接，第一振蕩送料器(2 )上方設(shè)有對蝦進料斗(1)，第二振蕩送料器(4)的進料端設(shè)有第一紅外傳感器(3)，第二振蕩送料器(4)的出料端設(shè)有單層單列卡槽(5);傳輸帶(19)的進料端上方設(shè)有姿態(tài)調(diào)整器(7)，傳輸帶(19)側(cè)面設(shè)有第二紅外傳感器(3); 2)圖像米集系統(tǒng):包括光照箱(9)、相機(10)和光源(11);相機(10)固定在光照箱(9)的頂端，內(nèi)壁涂有白色反射涂層的光照箱(9)固定在傳輸帶上方，并位于第二紅外傳感器(8)外側(cè)，LED軟條型光帶的光源(11)設(shè)置在光照箱(9)四個內(nèi)壁上，光源(11)的燈柱向上方照射，通過內(nèi)壁白色涂層的反射，將光線射到對蝦表面； 3)分級系統(tǒng):包括三個噴氣閥(12、13、14)和四個接物槽(15、16、17、18);光照箱(9)外側(cè)的傳輸帶(19)的一側(cè)分別設(shè)有第一噴氣閥(12)、第二噴氣閥(13)和第三噴氣閥(14)，光照箱(9 )外側(cè)的傳輸帶(19 )的另一側(cè)分別設(shè)有第一接物槽(15 )、第二接物槽(16 )和第三接物槽(17)，三個噴氣閥和三個接物槽一一對應(yīng)，第四接物槽(18)位于傳輸帶(19)出料端； 4)計算機系統(tǒng)(20)—路與相機(10)電連接，計算機系統(tǒng)(20)另一路經(jīng)控制器系統(tǒng)(21)分別與第一噴氣閥(12)、第二噴氣閥(13)和第三噴氣閥(14)電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于機器視覺技術(shù)的對蝦品質(zhì)檢測分級裝置，其特征在于:所述的相機(10)為德國Basler公司生產(chǎn)的ace系列acA640_100gc面陣相機,鏡頭為日本興和KOWA公司生產(chǎn)的型號為LM16JC鏡頭。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于機器視覺技術(shù)的對蝦品質(zhì)檢測分級裝置，其特征在于:所述的光源(11)為深圳億佳光電有限公司YJ-LSF1210W72貼片式LED軟光條。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于機器視覺技術(shù)的對蝦品質(zhì)檢測分級裝置，其特征在于:所述的光照箱(9)其內(nèi)壁使用的為普通工業(yè)白色高溫薄膜；所述的傳輸帶(19)為食品級白色PVC皮帶，控制器系統(tǒng)(21)為PLC。
專利摘要本實用新型公開了一種基于機器視覺技術(shù)的對蝦品質(zhì)檢測分級裝置。包括下料系統(tǒng)、圖像采集系統(tǒng)、分級機構(gòu)、傳輸帶、計算機系統(tǒng)和控制器系統(tǒng)。相機固定在光照箱的頂端，光照箱固定在傳輸帶上方，內(nèi)壁涂有白色發(fā)射的涂層；光源為LED軟條型光源帶，分布在光照箱四個內(nèi)壁上，光源向上方照射，通過內(nèi)壁白色涂層的反射到對蝦表面。計算機實時處理所采集的圖像后，獲取相應(yīng)的對蝦品質(zhì)特征信息并將其分級，再通過控制器對噴氣閥進行控制；不同級別品質(zhì)的對蝦經(jīng)過相應(yīng)的噴氣閥時，被吹入對應(yīng)的接物槽，沒有氣吹的對蝦直接落入傳輸帶末端的接物槽內(nèi)。本實用新型能準確快速地通過檢測對蝦的形態(tài)特征和顏色特征，檢測分級出不同品質(zhì)級別的對蝦。
文檔編號B07C5/36GK203018326SQ201220713538
公開日2013年6月26日 申請日期2012年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月21日
發(fā)明者成芳, 羅艷, 金程, 姚文超, 洪寒梅 申請人:浙江大學