本发明专利技术涉及一种基于机器视觉的饲料原料自动取样与识别系统及方法。所述系统包括：饲料原料取样装置、光学成像装置、图像处理装置、动力元器件。所述方法是：取样前设置为旋转分配器应该正确放出的饲料原料R、G、B颜色参数，通过气缸A10运动带动取料盒14进入溜管17中取料，取料盒14上面的铁片与光电开关11接触，触发相机，相机拍照；采集到的图像通过USB通讯接口15传送到计算机16进行分析处理，计算机使用Labview软件分析处理接收到的饲料原料图像，分析图像颜色RGB的数据并将参数与参照样本数据经行运算得出综合色差，若综合色差小于最大综合色差则机器正常运行，若综合色差大于最大综合色差则设备会发出警报。本发明专利技术能够防止由于人类的疏忽造成饲料原料入错仓而导致饲料原料的污染，节省人力和时间。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及饲料原料识别
，具体涉及一种基于机器视觉的饲料原料自动取样与识别系统及方法，用于饲料原料入仓时的自动取样识别和检测。
技术介绍
随着我国养殖业的进步，饲料工业日益壮大，饲料工业有了很大的成就，但是伴随而来的是出现了一系列关于饲料质量的问题，饲料质量出现问题就会影响动物的健康，污染食品，最终也会影响人类的安全。拥有良好质量的饲料原料是获得优质饲料的前提条件，所以要防止饲料原料中出现混入杂质、受到污染等问题。目前，饲料原料入仓过程是通过按下旋转分配器此次操作所需要使用的料仓的键号，自动锁定开关，电机即带动旋转管开始旋转，等旋转管转动到至所需仓位并且对准后，旋转器的电机就会自动断电，旋转管被锁定，此时进料，操作人员按下需要用到的仓位键，重复以上的动作，旋转管转至选定的仓位就会自动进行停转锁定，然后将不同的饲料原料分别分到对应的溜管中，进入到仓库中，旋转分配器下料的时候会通过人工在溜管开口处取样查看是否分错饲料原料，如果出错就立刻停止下料，但是一个旋转分配器连接有多跟溜管，一个工厂又有多个旋转分配器，用人工查看耗时长、效率低而且需要多位工作人员，如果检测不及时，就会让一个仓里面混入其他的饲料原料，造成了污染和损失，后期还得人工清理等。近年来，饲料加工工艺专业化趋势凸显，饲料加工装备趋于专业化、大型化、自动化，饲料品质控制的要求、任务和内容都得到进一步拓展，自动在线、实时自动化品质监控技术应用范围进一步扩大，人工检测也越来越跟不上工业需求，实现自动化生产和检测是必然的发展趋势。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提供一种基于机器视觉的饲料原料自动取样与识别系统、利用该系统的基于机器视觉的饲料原料自动取样与识别方法。一种基于机器视觉的饲料原料自动取样与识别系统及方法能够防止由于人类的疏忽造成饲料原料入错仓而导致饲料原料的污染，自动检测识别，实现生产自动化，节省人力和物力，提高效率。在本专利技术的第一方面，本专利技术提出了基于机器视觉的饲料原料自动取样与识别系统。根据本专利技术的实施例，所述系统包括：饲料原料取样装置，用于采集饲料原料样品；光学成像装置，所述光学成像装置置于饲料原料取样装置上方，用于采集饲料原料图像；图像处理装置，用于处理采集饲料原料图像；所述图像处理装置通过通讯接口与光学成像装置连接；动力元器件，所述动力元器件连接饲料原料取样装置，用于为饲料原料取样装置提供动力。根据本专利技术的一些实施例，上述一种基于机器视觉的饲料原料自动取样与识别系统还可以具有下列技术特征。根据本专利技术的一些实施例，所述饲料原料取样装置包括壳体、取料盒、气缸A、气缸B、电磁阀A、电磁阀B、绿色按钮开关、红色按钮开关、表控、溜管；所述表控为表控-TPC4、表控-TPC8或表控-TPC16。根据本专利技术的一些实施例，所述壳体的前端面板上设置红色按钮开关、绿色按钮开关；所述壳体的后端面板上设置表控；所述壳体的中间两侧分别设置电磁阀A、电磁阀B；在壳体的下部中间设置气缸A，所述气缸A连接取料盒前端，与溜管垂直安装，气缸A带动取料盒平行运动。根据本专利技术的一些实施例，所述取料盒前端形状为方形，后端形状与溜管开口处形状一样；可防止粉尘进入到相机处，损坏相机。根据本专利技术的一些实施例，所述电磁阀A和电磁阀B的导线连接在表控上，由表控的通断电来控制电磁阀的通断电；所述绿色按钮开关和红色按钮开关的导线分别连接在表控上，按下绿色开关表控通电一次，按下红色开关表控断电。所述24V直流电源和取料盒24V直流电源为表控的电源，起到保护作用，电流过大会烧坏表控的集成电路。根据本专利技术的一些实施例，所述取料盒内设置气缸B，所述气缸B的上面设有升降板，气缸B带动升降板上下运动，所述气缸B的位置相对于气缸A垂直；所述气缸A和气缸B的两根管气管分别连接在电磁阀A和电磁阀B上，电磁阀通过通断电分别控制两个气缸的进气断气。根据本专利技术的一些实施例，所述光学成像装置包括硬触发面阵工业相机、环形光源；所述面阵工业相机和环形光源安装在取料盒初始状态时的正上方，硬触发面阵工业相机和环形光源具有共同中心线且中心线垂直于取料盒所在平面。根据本专利技术的一些实施例，所述硬触发面阵工业相机还连接光电开关，所述光电开关为面阵工业相机提供控制拍照的硬触发脉冲信号；所述光电开关安装在取料盒前端的正前方，所述取料盒前端上面贴有铁片，光电开关通过与取料盒前端上面的铁片接触来触发硬触发面阵工业相机。根据本专利技术的一些实施例，所述动力元器件为空气压缩机，所述空气压缩机的进气管分别连接在电磁阀A、电磁阀B上。根据本专利技术的一些实施例，所述图像处理装置是计算机，所述计算机安装有Labview程序。根据本专利技术的一些实施例，所述通讯接口是USB通讯接口。根据本专利技术的一些实施例，所述气缸A的行程大于等于150mm；所述气缸B的行程小于等于10mm。在本专利技术的第二方面，本专利技术提出基于机器视觉的饲料原料自动取样与识别方法。根据本专利技术的实施例，所述方法包括：步骤S1：取样前将计算机Labview程序中的饲料原料参照样本R、G、B参数设置为旋转分配器应该正确放出的饲料原料R、G、B颜色参数，接通表控电源，按下绿色按钮开关，通过气缸A运动带动取料盒进入溜管中取料，接着取料盒复位，取料盒上面的铁片与光电开关接触，触发硬触发面阵工业相机，取料盒停留5秒钟，相机拍照，接着取料盒再次进入溜管中，取料盒中的气缸B顶起升降板，然后取料盒再次复位，取料盒到出口时升降板上面的饲料原料被全部刮掉到溜管中，取料盒再次复位完毕后气缸B带动升降板下降复位；步骤S2：硬触发面阵工业相机采集到的图像通过USB通讯接口传送到计算机进行分析处理，计算机使用Labview软件分析处理接收到的饲料原料图像，分析图像颜色RGB的数据并将参数与参照样本数据进行运算得出综合色差，运算后的结果与实验得来的最大综合色差进行布尔运算，若综合色差小于最大综合色差则机器正常运行，若综合色差大于最大综合色差则设备会发出警报，操作人员就会立即停止旋转分配器下料。根据本专利技术的一些实施例，所述气缸A与气缸B运动由空气压缩机供气给电磁阀A、电磁阀B，电磁阀的进气出气时间由表控编写的程序控制。根据本专利技术的一些实施例，所述表控编写程序实现的运动过程为：电磁阀A提供一个气孔进气5S，使得气缸A伸出，带动取料盒进入溜管中取得饲料原料，5S过后电磁阀A提供另一个气孔进气5S，使得气缸A缩回，带动取料盒复位，5S过后，电磁阀A再次提供一个气孔进气5S，使得气缸A伸出，带动取料盒进入溜管中取得饲料原料，在第3S时，电磁阀B提供一个气孔进气5S，使得气缸B伸出，将升降板顶上去，5S过后电磁阀A提供另一个气孔进气5S，使得气缸A缩回，缩回的同时会将升降板上面的饲料原料刮掉，饲料原料送回溜管中，电磁阀B再提供另一个气孔进气5S，使得气缸B缩回，带动升降板复位。所述图像分析处理原理是运用RGB色彩模式，即分别识别出图片颜色中R、G、B的值。根据本专利技术的一些实施例，所述综合色差是通过实时检测到饲料原料图片中的R1、G1、B1值分别与样本中的R、G、B值通过公式：计算得出的。根据本专利技术的一些实施例，所述最大综合色差值是通过大量实验得出每种饲料原料颜色的Ri本文档来自技高网...
【技术保护点】
基于机器视觉的饲料原料自动取样与识别系统，其特征在于包括：饲料原料取样装置，用于采集饲料原料样品；光学成像装置，所述光学成像装置置于饲料原料取样装置上方，用于采集饲料原料图像；图像处理装置，用于处理采集饲料原料图像；所述图像处理装置通过通讯接口与光学成像装置连接；动力元器件，所述动力元器件连接饲料原料取样装置，用于为饲料原料取样装置提供动力。
【技术特征摘要】
1.基于机器视觉的饲料原料自动取样与识别系统，其特征在于包括：饲料原料取样装置，用于采集饲料原料样品；光学成像装置，所述光学成像装置置于饲料原料取样装置上方，用于采集饲料原料图像；图像处理装置，用于处理采集饲料原料图像；所述图像处理装置通过通讯接口与光学成像装置连接；动力元器件，所述动力元器件连接饲料原料取样装置，用于为饲料原料取样装置提供动力。2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的饲料原料自动取样与识别系统，其特征在于：所述饲料原料取样装置包括壳体(18)、取料盒(14)、气缸A(10)、气缸B(13)、电磁阀A(5)、电磁阀B(6)、绿色按钮开关(3)、红色按钮开关(2)、表控(7)、溜管(17)；所述壳体(18)的前端面板上设置红色按钮开关(2)、绿色按钮开关(3)；所述壳体的后端面板上设置表控(7)；所述壳体的中间两侧分别设置电磁阀A(5)、电磁阀B(6)；在壳体的下部中间设置气缸A(10)，所述气缸A(10)连接取料盒(14)前端，与溜管(17)垂直安装；所述取料盒(14)前端形状为方形，后端形状与溜管(17)开口处形状一样；所述电磁阀A和电磁阀B的导线连接在表控(7)上；所述绿色按钮开关(3)和红色按钮开关(2)的导线分别连接在表控(7)上；所述取料盒(14)内设置气缸B(13)，所述气缸B(13)的上面设有升降板(12)，所述气缸B(13)的位置相对于气缸A(10)垂直；所述气缸A(10)和气缸B(13)的两根管气管分别连接在电磁阀A(5)和电磁阀B(6)上；所述光学成像装置包括硬触发面阵工业相机(9)、环形光源(8)；所述面阵工业相机(9)和环形光源(8)安装在取料盒(14)初始状态时的正上方，硬触发面阵工业相机(9)和环形光源(8)具有共同中心线且中心线垂直于取料盒(14)所在平面；所述硬触发面阵工业相机(9)还连接光电开关(11)；所述光电开关(11)安装在取料盒(14)前端的正前方，所述取料盒(14)前端上面贴有铁片，光电开关(11)通过与取料盒(14)前端上面的铁片接触来触发硬触发面阵工业相机(9)；所述动力元器件为空气压缩机(1)，所述空气压缩机(1)的进气管(4)分别连接在电磁阀A(5)、电磁阀B(6)上。3.根据权利要求1所述的基于机器视觉的饲料原料自动取样与识别系统，其特征在于所述图像处理装置是计算机(16)，所述计算机(16)安装有Labview程序。4.根据权利要求1所述的基于机器视觉的饲料原料自动取样与识别系统，其特征在于所述通讯接口是USB通讯接口(15)。5.根据权利要求2所述的基于机器视觉的饲料原料自动取样与识别系统，其特征在于所述气缸A(10)的行程大于等于150mm；所述气缸B(13)的行程小于...
【专利技术属性】
技术研发人员：牛智有，吴慧子，何冲，
申请(专利权)人：华中农业大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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