一种螃蟹多指标分级装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种螃蟹多指标分级装置与方法，包括上样平台、称重平台、图像采集平台、分级平台以及控制系统；上样平台、称重平台、图像采集平台以及分级平台之间通过传送带相关联；上样平台用于装载螃蟹；称重平台能够在检测到螃蟹传送过来时对螃蟹进行自动称重；图像采集平台能够在检测到螃蟹传送过来时对螃蟹进行自动图像采集；分级平台能够针对螃蟹的重量、雌雄及成熟度的状况进行相应的自动分级；控制系统分别与称重平台、图像采集平台以及分级平台电连接，控制系统控制称重平台启动称重、控制图像采集平台启动图像采集、对采集的螃蟹信息进行分析以及控制分级平台实现自动分级。本发明专利技术能双面区分雌雄和成熟度，并且能够多指标自动分级。

A kind of crab multi index classification device and method

The invention discloses a crab multi index classification device and method, including the upper sample platform, the weighing platform, the image acquisition platform, the grading platform and the control system. The upper sample platform, the weighing platform, the image acquisition platform and the grading platform are connected through the conveyor belt; the upper sample platform is used for loading crabs; the weighing platform is used. The crab can be automatically weighed when the crab is detected, and the image acquisition platform can automatically collect the crab when the crab is transmitted, and the grading platform can automatically classify the crab's weight, male and female maturity; the control system and the weighing platform, The image acquisition platform and the hierarchical platform are connected, the control system controls the weighing platform to start the weighing, the image acquisition platform is controlled to start the image collection, the collected crab information is analyzed, and the hierarchical platform is controlled to realize automatic classification. The invention can distinguish male and female from maturity, and can automatically classify multiple indexes.

【技术实现步骤摘要】
一种螃蟹多指标分级装置与方法
本专利技术涉及一种分级装置与方法，具体涉及能根据螃蟹重量、雌雄、成熟度对螃蟹多指标综合分级的装置与方法。
技术介绍
螃蟹是我国重要的名贵水产品，不仅味道鲜美，而且还含有丰富的蛋白质、维生素及钙、磷、铁等微量元素，具有较高的营养价值。随着人们生活质量的不断提高，螃蟹的需求量也逐年增加，作为水产业中的佼佼者，年产量已达数万吨。为了满足市场日渐增长的需求，螃蟹的养殖产量也在逐年增长；现市场上90％以上的螃蟹通过鲜活的原料形式进行销售，价格，浮动空间较大；目前螃蟹分级指标主要为重量、雌雄和成熟度指标，以人工挑拣、称重的分级为主，其人为因素对螃蟹分级影响较大，且具有劳动强度大，人工成本高，生产规模小等诸多缺点；效率低下的人工分级已经无法满足商品蟹季节的需求性和保鲜性。研究出一种能根据螃蟹的重量、雌雄和成熟度多指标的自动化分级设备和系统，从商业角度出发，可以降低企业成本，加快螃蟹从养殖到进入市场的速度，保证鲜活率与其外观品质均得到市场的认可，提高企业经济效益，提升企业口碑与知名度；从技术研发角度出发，由传统的螃蟹人工分级到实现自动化高效分级不仅提高了螃蟹的分选效率，更是对鲜活水产品分选技术的一大创新。在以往的研究中，螃蟹机械在线分级设备只能实现对重量、尺寸的分级，不能根据螃蟹的雌雄和成熟度这两个重要的指标进行分级。现有对螃蟹在线分级的设备中，专利“大闸蟹分级设备及筛选技术(201310356631.2)”公开了一个由内而外相互套叠的数层圆柱形两头贯通的栅格状倾斜的滚笼筒，栅格缝隙间隔从内向外层逐层由大变小，不同大小螃蟹从外向内投入筒中可以从不同大小的缝隙掉下实现对螃蟹的尺寸分级；专利“螃蟹分类装置(201410146926.1)”公开了一种包含输入端、称重装置、和输出段的螃蟹分类装置，利用输入端运输螃蟹至称重装置，称重装置对螃蟹进行称重，根据不同重量分级后利用输出段将螃蟹运输到不同的位置；现有技术只能根据单一的指标对螃蟹进行分级，对螃蟹的雌雄指标和成熟度指标依然需要人工完成，具有分级效率低、自动化程度低的缺点。
技术实现思路
针对上述现有技术中螃蟹分选装置存在的分级效率低、自动化程度低的问题和不足，本专利技术提供了一种基于机器视觉技术实现螃蟹重量、雌雄、成熟度三个指标综合分级的装置与方法。一种螃蟹多指标分级装置，包括：上样平台、称重平台、图像采集平台、分级平台以及控制系统；所述上样平台、所述称重平台、所述图像采集平台以及所述分级平台之间通过传送装置相关联；所述上样平台用于装载螃蟹；所述称重平台能够在检测到螃蟹传送过来时对螃蟹进行自动称重；所述图像采集平台能够在检测到螃蟹传送过来时对螃蟹进行自动图像采集；所述分级平台能够针对螃蟹的重量、雌雄以及成熟的状况进行相应的自动分级；所述控制系统分别与所述称重平台、所述图像采集平台以及所述分级平台电连接，所述控制系统控制称重平台启动称重、控制图像采集平台启动图像采集、对采集的螃蟹信息进行分析以及控制分级平台实现自动分级。进一步，所述传送装置为传送带；所述上样平台、称重平台、图像采集平台、分级平台上均设有传送带；所述上样平台上的传送带能够将螃蟹传送至所述称重平台上的第一传送带，所述称重平台上的第一传送带能够将螃蟹传送至所述图像采集平台上的第二传送带，所述图像采集平台上的第二传送带能够将螃蟹传送至所述分级平台上的第三传送带。进一步，所述称重平台的输入端设有第一光电传感器，所述称重平台的下方设有重量传感器，在螃蟹经过所述第一光电传感器时由所述控制系统控制启动所述重量传感器以采集螃蟹的重量信息。进一步，所述图像采集平台的输入端设有第二光电传感器，所述图像采集平台的上方设有光源和相机，在螃蟹经过所述第二光电传感器时由所述控制系统控制启动所述相机和光源以采集螃蟹的图像信息。进一步，所述光源为三个卤素灯，所述三个卤素灯安装在所述第二传送带上方30cm处，位置形状呈正三角形。进一步，所述分级平台上设有若干对分拨板，所述螃蟹位于每对分拨板之间，所述分拨板在所述控制系统的控制下能够转动以改变螃蟹的传送方向，将螃蟹放至对应的工位。进一步，所述控制系统包括相连接的控制面板和计算机；所述控制面板为人机交互界面板，能够实时显示螃蟹指标信息；所述计算机分别采集所述称重平台的重量信息与所述图像采集平台的图像信息，并对采集的信息分析得出螃蟹的重量、雌雄以及成熟度，发出控制指令给所述分级平台实现分级。进一步，所述上样平台、称重平台、图像采集平台、分级平台上的螃蟹均呈单排分布。根据上述装置，本专利技术还提出了一种螃蟹多指标分级方法，包括如下步骤：步骤1，将螃蟹放到上样平台，由传送带将螃蟹传送至称重平台的第一传送带上；步骤2，位于称重平台的螃蟹被检测到经过位于称重平台入口处的第一光电传感器时，由计算机控制启动称重平台下方的重量传感器，获取螃蟹的重量信息；步骤3，第一传送带将螃蟹传送至图像采集平台的第二传送带上，位于图像采集平台入口处的第二光电传感器检测到螃蟹经过时，由计算机控制启动图像采集平台上方的光源和相机，获取螃蟹的图像信息；步骤4，计算机根据获取的图像信息，分析处理判别出螃蟹的雌雄和成熟度；步骤5，得到螃蟹的重量、雌雄、成熟度信息后，先根据螃蟹是否成熟对螃蟹分选，当螃蟹不成熟，直接分入7号工位；当螃蟹成熟时，再根据雌雄特征和重量信息对螃蟹分选；雌螃蟹分选至奇数工位，雄螃蟹分选至偶数工位；计算机接收来自控制面板设定的重量参数，分别为雌雄螃蟹设定重量分选指标，根据重量信息再进一步分级到具体的某个工位；分级操作由计算机控制分拨板转动将螃蟹放至对应的工位。进一步，步骤4中螃蟹的雌雄和成熟度的判别方法如下：步骤4.1：在采集图像前用相机附带的SDK调用相机进行标定，以防相机镜头畸变，具体标定过程如下：先采用halcon生成标准标定板，再利用相机获取不同标定板不同姿态的图像，最后利用获取的标定板图像，进行相机内外参数标定；设定相机参数曝光时间为10微秒、相机深度为8bit后采集图像；步骤4.2：图像预处理，首先利用5×5模板进行中值滤波去除噪声，采用Otsu算法自动求取阈值获得二值化图像，采用bwareaopen函数去掉细小杂质，并通过形态学运算平滑螃蟹边缘轮廓，填充内部空洞，通过上述方法获得掩模图像，通过掩模图像与原图像相乘获得螃蟹区域的提取图像，对螃蟹区域提取图像带入已知Bayes线性判别函数进行遍历，得到每个像素的判别结果；步骤4.3：采集50只未成熟螃蟹和150只成熟螃蟹灰度图像，成熟和未成熟螃蟹的雌雄比例相同；根据步骤4.2对图像进行预处理；基于灰度共生矩阵得到螃蟹的纹理特征，包含能量、熵、惯性矩、相关性和逆距离5个常见的纹理特征参数实现成熟度的检测；灰度共生矩阵的参数固定灰度级设为32，距离为1；将五个纹理特征带入支持向量机分类预测模型，选用径向基核函数作为核函数，独立运行模型10次，记录这10次模型各个指标的性能，采用十折交叉验证，最终得到螃蟹成熟度识别正确率为95.3％；步骤4.4：采用Roberts算子分割背景与螃蟹，并计算分割后图像的平均灰度值G，设定阈值Gthreshold＝80区分螃蟹的蟹壳面和腹部面，若G<Gthreshold，则判定图像为螃蟹的正面，既本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种螃蟹多指标分级装置，其特征在于，包括：上样平台、称重平台、图像采集平台、分级平台以及控制系统；所述上样平台、所述称重平台、所述图像采集平台以及所述分级平台之间通过传送装置相关联；所述上样平台用于装载螃蟹；所述称重平台能够在检测到螃蟹传送过来时对螃蟹进行自动称重；所述图像采集平台能够在检测到螃蟹传送过来时对螃蟹进行自动图像采集；所述分级平台能够针对螃蟹的重量、雌雄以及成熟的状况进行相应的自动分级；所述控制系统分别与所述称重平台、所述图像采集平台以及所述分级平台电连接，所述控制系统控制称重平台启动称重、控制图像采集平台启动图像采集、对采集的螃蟹信息进行分析以及控制分级平台实现自动分级。

【技术特征摘要】
1.一种螃蟹多指标分级装置，其特征在于，包括：上样平台、称重平台、图像采集平台、分级平台以及控制系统；所述上样平台、所述称重平台、所述图像采集平台以及所述分级平台之间通过传送装置相关联；所述上样平台用于装载螃蟹；所述称重平台能够在检测到螃蟹传送过来时对螃蟹进行自动称重；所述图像采集平台能够在检测到螃蟹传送过来时对螃蟹进行自动图像采集；所述分级平台能够针对螃蟹的重量、雌雄以及成熟的状况进行相应的自动分级；所述控制系统分别与所述称重平台、所述图像采集平台以及所述分级平台电连接，所述控制系统控制称重平台启动称重、控制图像采集平台启动图像采集、对采集的螃蟹信息进行分析以及控制分级平台实现自动分级。2.根据权利要求1所述的一种螃蟹多指标分级装置，其特征在于，所述传送装置为传送带；所述上样平台、称重平台、图像采集平台、分级平台上均设有传送带；所述上样平台上的传送带能够将螃蟹传送至所述称重平台上的第一传送带(202)，所述称重平台上的第一传送带(202)能够将螃蟹传送至所述图像采集平台上的第二传送带(302)，所述图像采集平台上的第二传送带(302)能够将螃蟹传送至所述分级平台上的第三传送带(401)。3.根据权利要求2所述的一种螃蟹多指标分级装置，其特征在于，所述称重平台的输入端设有第一光电传感器(201)，所述称重平台的下方设有重量传感器(203)，在螃蟹经过所述第一光电传感器(201)时由所述控制系统控制启动所述重量传感器(203)以采集螃蟹的重量信息。4.根据权利要求2所述的一种螃蟹多指标分级装置，其特征在于，所述图像采集平台的输入端设有第二光电传感器(301)，所述图像采集平台的上方设有光源(303)和相机(304)，在螃蟹经过所述第二光电传感器(301)时由所述控制系统控制启动所述相机(304)和光源(303)以采集螃蟹的图像信息。5.根据权利要求4所述的一种螃蟹多指标分级装置，其特征在于，所述光源(303)为三个卤素灯，所述三个卤素灯安装在所述第二传送带(302)上方30cm处，位置形状呈边长为20cm的正三角形。6.根据权利要求2所述的一种螃蟹多指标分级装置，其特征在于，所述分级平台上设有若干对分拨板(402)，所述螃蟹位于每对分拨板之间，所述分拨板(402)在所述控制系统的控制下能够转动以改变螃蟹的传送方向，将螃蟹放至对应的工位。7.根据权利要求1所述的一种螃蟹多指标分级装置，其特征在于，所述控制系统包括相连接的控制面板(502)和计算机(501)；所述控制面板(502)为人机交互界面，能够实时显示螃蟹指标信息；所述计算机(501)分别采集所述称重平台的重量信息与所述图像采集平台的图像信息，并对采集的信息分析得出螃蟹的重量、雌雄以及成熟度，发出控制指令给所述分级平台实现分级。8.根据权利要求1所述的一种螃蟹多指标分级装置，其特征在于，所述上样平台、称重平台、图像采集平台、分级平台上的螃蟹均呈单排分布。9.一种螃蟹多指标分级方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，将螃蟹放到上样平台，由传送带将螃蟹传送至称重平台的第一传送带(202)上；步骤2，位于称重平台的螃蟹被检测到经过位于称重平台入口处的第一光电传感器(201)时，由计算机(501)控制启动称重平台下方的重量传感器(203)，获取螃蟹的重量信息；步骤3，第一传送带(202)将螃蟹传送至图像采集平台的第二传送带(302)上，位于图像采集平台入口处的第二光电传感器(301)检测到螃蟹经过时，由计算机(501)控制启动图...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹小波，石海军，石吉勇，赵号，史永强，吴胜斌，黄晓玮，李志华，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32