一种苹果自动挑选系统技术方案

本发明专利技术公开了一种苹果自动挑选系统，涉及农产品加工领域，通过对苹果表面纹理和重量进行数据采集和处理分析，按照苹果的甜度和重量这两个指标对苹果进行分级，不同等级的苹果送入相应等级的果筐中。一种苹果自动挑选系统包括图像采集模块、重量采集模块、信息处理模块、图像处理模块、电机控制模块和报警模块。图像采集模块采集到的图像模拟信号和压力模拟信号通过信息处理模块转换成相应的数字信号由图像处理模块进行算法处理分析后，根据设定阈值对苹果进行分级，通过电机控制模块将苹果传送到对应的等级果筐中，同时在设备出现故障时，报警模块发出报警信号，提高设备运行的安全可靠性。

An automatic Apple selection system

【技术实现步骤摘要】
一种苹果自动挑选系统
本专利技术涉及农产品加工领域，具体涉及一种苹果自动挑选系统。
技术介绍
在现代社会中，随着生活水平的提高，人们越来越重视饮食健康，其中苹果作为一种营养价值高、售价低的水果而越来越深受老百姓的喜爱，但是对苹果的品质分级过程中，果农或水果商贩只是依靠人工，这样往往不能保证每种等级中苹果的级别相同，如果利用机器代替人工对苹果进行挑选的话，那么就可以保证每种等级中苹果的级别大致相同，果农或水果商贩就可以按照不同等级的苹果进行定价销售，这样就可以大大提高苹果收益，同时消费者也可以按照自己的需求买到相应等级的苹果，再也不用自己费时费力去挑选了。由于苹果的甜度是可以根据苹果表面纹理的分布情况进行判断，表面纹理分布越明显，则苹果的甜度越大，二者成正比的关系，因此利用图像采集和处理技术就可以间接知道苹果的甜度。目前，市场上还未出现这样一种苹果自动挑选系统，因此设计一种苹果自动挑选系统就显得很重要了，同时也会有很广阔的市场前景。本专利技术采用了微型摄像头和压力称重传感器分别对苹果进行图像和重量采集，搭载高速的DSP图像处理器将采集到的信息进行相应的算法处理，然后DSP图像处理器依据处理的结果对苹果的品质进行等级评定，最后DSP图像处理器根据评定的结果控制相应传输带的电机，若压力称重传感器采集到的信号在规定的时间内没有发生改变，DSP图像处理器就向语音和闪光报警器发出报警信号，提醒操作人员去处理。
技术实现思路
本专利技术的目的针对现有技术的缺陷，提供一种可以将苹果按照甜度和单个重量这两个指标进行挑选，从而挑选出三种等级的苹果，实现果农效益的最大化。特别地，本专利技术提供了一种苹果自动挑选系统，包括：图像采集模块，用于获取苹果表面的纹理图像信息；重量采集模块，安装在苹果待测区，用于获取苹果的重量信息；信息处理模块，用于将采集的所述纹理图像信息和重量信息转换为数字信号；图像处理模块，与所述信息处理模块的电性连接，用于根据所述的数字信号判定苹果的等级；电机控制模块，根据判定的苹果等级将苹果传送到对应等级的果筐中。进一步地，所述图像采集模块采用三个微型高清摄像头，每两个所述微型高清摄像头之间采用120°夹角进行安装，以使所述图像采集模块能够采集到苹果表面完整的纹理图像信息。进一步地，所述重量采集模块为压力传感器。进一步地，所述信息处理模块至少包括视频AD芯片和AD模数转换芯片。进一步地，所述图像处理模块至少包括有与所述视频AD芯片和AD模数转换芯片相连接的DSP图像处理器，其中，所述DSP图像处理器外围带有数据存储器SDRAM、数据缓存存储器SRAM和程序存储器FLASH。进一步地，所述电机控制模块至少包括电机、传输带和继电器，其中，所述继电器控制电机的转到，所述电机带动传输带运动。进一步地，所述传输带至少为四条。进一步地，还包括报警模块，用于在设备出现故障时发出报警信号，提示附近工作人员进行故障排除。进一步地，所述报警模块还包括声光报警单元。本专利技术提供的一种苹果自动挑选系统，有如下优点：1）此苹果自动挑选系统实现了智能化,可以大规模投入生产，在很大程度上减少人工劳作；2）此苹果自动挑选系统的挑选准确率高；3）此苹果自动挑选系统所需的技术成本低，技术要求低，且安全可靠，具有很好的市场前景。附图说明后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本专利技术的一些具体实施例。附图中相同的附图标记示了相同或类似的部件或部分。本邻域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：图1是本专利技术的系统总体结构框图；图2是本专利技术的系统硬件设计结构框图；图3是本专利技术的设备安装简易图。具体实施方式如附图1，由图像采集模块1对苹果的表面纹理进行拍摄成像，拍摄到的模拟图像数据由信息处理模块3中的视频AD转换芯片将模拟图像信号转换为数字图像信号，由重量采集模块2将单个苹果的重量产生的压力转化为模拟信号，压力模拟信号由信息处理模块3中的AD模数转换芯片将模拟信号转换为压力数字信号，然后由图像处理模块4对图像数字信号进行图像算法处理分析，以及对压力数字信号进行压力转换为质量的算法处理分析，从以上算法分析结果中求出的苹果表面纹理明显度以及单个苹果的质量，最后根据苹果表面纹理明显度以及单个苹果的质量分别与设定好的对应阈值进行判定，根据判定的结果向电机控制模块5发出驱动信号，将待测的苹果传送到相应的等级中，若在该苹果自动挑选系统工作过程中出现了压力数字信号在3秒钟内未出现数值变化，那么就判定机器出现了故障或者苹果在某个方向出现了卡住的情况，这时报警模块6就会接收到图像处理模块4发出的报警信号。如附图2，本专利技术一种苹果自动挑选系统的系统硬件设计总结构框图包括微型高清摄像头1/3/5、视频AD芯片2/4/6、压力称重传感器7、AD模数转换芯片8、DSP图像处理器9、数据存储器SDRAM10和SRAM11、程序存储器FLASH12、1号传输带的继电器13、2号传输带的继电器14、3号传输带的继电器15、4号传输带的继电器16、声光报警器17。其中微型高清摄像头1/3/5被安装在以待测区（即压力称重传感器7）为中心的周围，相互之间夹角为120°，这样就可以采集苹果全部的表面纹理了，为后面的图像处理提高清晰的、完整的苹果纹理图像做好准备；视频AD芯片2/4/6分别将微型高清摄像头1/3/5采集的图像模拟信号转换为可供DSP图像处理器9处理的图像数字信号；压力称重传感器7可以将受到的压力转换为模拟电信号，这样就可以间接测得苹果的重量；AD模数转换芯片8主要是将压力模拟电信号转换为可供DSP图像处理器9处理的压力数字信号；DSP图像处理器9负责将采集到的数字信号进行处理，在检测到压力数字信号出正跳变时，断开1号传输带的继电器13，使1号传输带上的苹果不再向前推进，同时开始将采集到的数据存储在SDRAM10中，采集到的图像暂存在SRAM11中，DSP图像处理器9对每个微型高清摄像头采集到的图像进行背景分割、灰度化处理、梯度锐化和纹理突出等这些图像算法预处理后，苹果的纹理就可以被清晰地显示出来了，接着计算该图像的分级特征值，即平均梯度，DSP图像处理器9进行三次采样，然后对九幅图像的计算结果取平均值，该值即可作为该苹果的纹理分布情况，通过设定分级阈值，将苹果的表面纹理设定为非常明显（即非常甜）、比较明显（即比较甜）和不明显（即不甜）的三个等级，同时对苹果的重量采集三次，然后取平均值，该值即可作为苹果的重量，通过设定重量阈值，将苹果的重量设定为重、较重和轻的三个等级，最后DSP图像处理器根据以上等级的组合对苹果进行分级；当苹果表面的纹理非常明显和苹果重时，就可以将苹果评定为一级苹果，DSP图像处理器就向2号传输带的继电器14发出启动信号，将该一级苹果传送到一级果筐中；当苹果的表面纹理不明显和重量轻时，就可以将苹果判定为三级苹果，DSP图像处理器就向4号传输带的继电器16发出启动信号，将该三级苹果传送到三级果筐中；在其他情况下就可以将苹果判定为二级苹果，DSP图像处理器就向3号传输带的继电器15发出启动信号，将该二级苹果传送到二级果筐中；每当传输带将苹果送到相应等级的果筐中后，该传输带就会停止工作，直到下次DSP图像处理器发出指令才开始工作；1号传输带的继电器13会在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种苹果自动挑选系统，包括：图像采集模块，用于获取苹果表面的纹理图像信息；重量采集模块，安装在苹果待测区，用于获取苹果的重量信息；信息处理模块，用于将采集的所述纹理图像信息和重量信息转换为数字信号；图像处理模块，与所述信息处理模块电性连接，用于根据所述的数字信号判定苹果的等级；电机控制模块，根据判定的苹果等级将苹果传送到对应等级的果筐中。

【技术特征摘要】
1.一种苹果自动挑选系统，包括：图像采集模块，用于获取苹果表面的纹理图像信息；重量采集模块，安装在苹果待测区，用于获取苹果的重量信息；信息处理模块，用于将采集的所述纹理图像信息和重量信息转换为数字信号；图像处理模块，与所述信息处理模块电性连接，用于根据所述的数字信号判定苹果的等级；电机控制模块，根据判定的苹果等级将苹果传送到对应等级的果筐中。2.根据权利要求1所述的一种苹果自动挑选系统，其特征在于，所述图像采集模块采用三个微型高清摄像头，每两个所述微型高清摄像头之间采用120°夹角进行安装，以使所述图像采集模块能够采集到苹果表面完整的纹理图像信息。3.根据权利要求2所述的一种苹果自动挑选系统，其特征在于，所述重量采集模块为压力传感器。4.根据权利要求3所述的一种苹果自动挑选系统，其特征在于，所述信息处理模块至少包括视频...

【专利技术属性】
技术研发人员：王定汉，冯桂兰，王雄，
申请(专利权)人：中国计量大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33