软壳有核水果去核去壳生产线的位姿调整设备的控制方法技术

本发明专利技术涉及软壳有核水果去核去壳生产线技术领域，公开了一种软壳有核水果去核去壳生产线的位姿调整设备的控制方法。本发明专利技术根据水果及其果蒂的实际形状以及调整过程中的惯性影响设计出近似拟合的控制算法，采用视觉识别计数对果蒂所在位置进行识别，通过多次调整不断逼近理想情况。采用半闭环系统控制，通过限定调整次数来实现尽可能精确的位姿调整，避免了闭环系统中可能存在的长期反复循环的缺陷，更加符合工业应用需求。经过实践证明，本发明专利技术的控制方法精度高、调整速度快，可广泛应用于龙眼、荔枝等软壳有核水果去核前的位姿调整，值得推广应用。值得推广应用。值得推广应用。

The control method of posture adjusting equipment in the production line of soft shelled and nucleated fruit

【技术实现步骤摘要】
软壳有核水果去核去壳生产线的位姿调整设备的控制方法


[0001]本专利技术涉及软壳有核水果去核去壳生产线
，尤其涉及到一种软壳有核水果去核去壳生产线的位姿调整设备的控制方法。
技术背景
[0002]龙眼、桂圆等软壳有核水果盛产于中国南部与东南亚地区，而其新鲜状态下储存不易，因此相当一部分新鲜的龙眼、桂圆等软壳有核水果被制成干果。龙眼、桂圆等干果在制作时需要对水果进行去核与去壳。针对其中的去核操作，目前已经有较为成熟的自动化设备进行去核，但该加工设备仅仅在软壳有核水果在设备上处于一定位姿要求，例如，龙眼的核为不规则的椭形，龙眼蒂正朝下时去核效果良好。否则，严重影响去核效果。因此，在现有软壳有核水果去核去壳生产方式下，水果去核前的位姿调整是一个不可省略的环节。
[0003]目前，在龙眼果干生产中，调整鲜果位姿主要采用人工方式，即人们通过观察，手动将龙眼放置至设备上并调整至合适位姿。但此方式成本高、效率低，并且人工调整的准确率会随着疲劳等因素大幅下降，其稳定性不能满足日益增长的生产需求。
[0004]针对此问题许多人提出了各种各样的解决方案，其中一种解决方案为采用视觉识别方式定位龙眼位置，再通过滚轮旋转带动龙眼旋转从而达到调整龙眼位姿的目的。但此方法在控制上存在许多难点，首先便是如何设计一套快速而又准确的算法，如果采用闭环控制，在设备本身精度不高的情况下很有可能会使设备为了将一个龙眼的位姿调整到指定位置而长期运行，其效率难以保证。开环以及半闭环系统的精度则难以保证。同时还存在另外一个问题，精确的定位与复杂的算法对硬件要求极高，作为一个用于实际生产的设备，其成本也是一个不可避免的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种用于软壳有核水果去核去壳生产线的位姿调整设备的控制方法，其简洁有效、准确率高、鲁棒性好，可长期高效运行从而满足生产需求。
[0006]本专利技术提供一种用于软壳有核水果去核去壳生产线的位姿调整设备的控制方法，所述位姿调整设备包括在水平面上均匀分布的三个滚轮，每个滚轮分别连接驱动电机及其驱动控制装置，在加工过程中，软壳有核水果被三个滚轮托住，位于三个滚轮正下方的摄像装置，所述摄像装置连接图像处理装置，驱动控制装置、摄像装置、图像处理装置分别连接中心控制器，所述控制方法包括以下步骤：
[0007]步骤a、所述中心控制器向所述摄像装置发出拍摄指令；
[0008]步骤b、所述摄像装置收到拍摄指令后拍摄水果图像；
[0009]步骤c、所述图像处理装置接收水果图像后，将水果图像的尺寸单位有像素转换为长度单位；
[0010]步骤d、图像处理装置识别水果图像，判断该水果图像中是否存在果蒂，如果不存在，则向任一个驱动控制装置发出驱动信号，驱动控制装置控制驱动滚轮转动带动水果沿
该驱动滚轮的转动方向旋转180
°
，然后进入下一步骤；如果存在，则直接进入下一步骤；
[0011]步骤e、判断果蒂是否位于图像中心，如果是，则跳转至步骤h；如果否，则进入下一步骤；
[0012]步骤f、驱动滚轮旋转角度ω1，其中，r1为滚轮的半径，R为水果的半径，L1＝h/sin 60
°
，h＝r*sin(θ)，θ＝(α+30
°
)％60
°
.x、y分别为果蒂在滚轮坐标系中的x轴、y轴上的坐标值；
[0013]步骤g、驱动滚轮旋转角度ω2，其中，其中，然后跳转至步骤a；
[0014]步骤h、调整结束。
[0015]进一步优化的，所述的软壳有核水果去核去壳生产线的位姿调整设备的控制方法的步骤g驱动滚轮旋转角度ω2、跳转至步骤a之前，还执行步骤g
’
：将调整次数值M加1，判断M是否等于设定的调整次数阈值N，如果是，则直接转至步骤h。
[0016]最优的方案是，所述N的值为5。
[0017]本专利技术有如下优点：
[0018]本专利技术根据水果及其果蒂的实际形状以及调整过程中的惯性影响设计出一种近似拟合的算法同时通过多次调整不断逼近理想情况。本专利技术进而采用半闭环系统控制，通过限定调整次数来实现尽可能精确的位姿调整，避免了闭环系统中可能存在的长期反复循环的缺陷，更加符合工业应用需求。本专利技术采用视觉识别计数对果蒂所在位置进行识别，该方法稳定、高效，不会存在人工识别所存在的视觉疲劳的问题。经过实践证明，本专利技术的控制方法精度高、调整速度快，可广泛应用于龙眼、荔枝等软壳有核水果去核前的位姿调整，值得推广应用。
附图说明
[0019]下面结合附图和具体实施方式对本控制方法作进一步具体说明，并主要以龙眼为例。
[0020]图1是用于龙眼去核去皮生产线的位姿调整设备的简要结构示意图。
[0021]图2是位姿调整过程中的滚轮坐标系中水果及其果蒂的初始状态示意图。
[0022]图3是位姿调整过程中步骤f的示意图，观测方向为图2中V1所示的方向。
[0023]图4是位姿调整过程中步骤g的示意图，观测方向为图2中V2所示的方向,其中V2垂直于其正对的运动轨迹线。
[0024]图5是控制逻辑框图。
[0025]图中：1.龙眼、2.滚轮、3.平板、4.驱动电机、5.电机座、6.支架、7.摄像头、8.防护玻璃。
具体实施方式
[0026]软壳有核水果去核去壳生产线的位姿调整设备包括在水平面上均匀分布的三个
滚轮，每个滚轮分别连接驱动电机及其驱动控制装置，在加工过程中，软壳有核水果被三个滚轮托住，位于三个驱动滚轮正下方的摄像装置，摄像装置连接图像处理装置，驱动控制装置、摄像装置、图像处理装置分别连接中心控制器。本具体实施方式中，软壳有核水果为龙眼。
[0027]如图1所示，滚轮2安装在驱动电机4输出轴并与龙眼1外表皮相切，驱动电机4通过螺钉安装在电机座5上，电机座5与平板3通过螺钉固连。一套龙眼去核去皮生产线的位姿调整设备包含三个驱动机构，三个驱动机构沿圆周均布，可将龙眼1托起。三个滚轮分别与龙眼外表皮接触，通过摩擦力使龙眼旋转。假设忽略滚轮2与龙眼1之间接触的面积，理论上，通过驱动滚轮2可将龙眼1从任意位姿调整至龙眼蒂朝下的位姿。当然，本领域技术人员能够理解，本具体实施方式中的软壳有核水果去核去壳生产线的位姿调整设备包含三个滚轮及其驱动机构，也可能根据本专利技术作简单的变换，采用三个以上的滚轮及其驱动机构，来实现果蒂的位姿调整。
[0028]摄像装置包括支架6、摄像头7、防护玻璃8。其中支架6呈z字形，一端通过螺钉固定在平板3上，另一端开有一个大的通孔用于定位安装摄像头7。防护玻璃8与支架6下端采用螺钉固连，位置处于摄像头7的正上方，用于方式位姿调整过程中的粉尘落到摄像头7上。平板3上开有一个通孔，其直径大于龙眼1的直径，摄像头7可通过该通孔定位龙眼蒂的位置。
[0029]三个滚轮在三个方向上驱动龙眼转动，因此，龙眼存在三个转动方向，并且这三个转动方向都在滚轮坐标系的原点处交汇。在一般情况本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种软壳有核水果去核去壳生产线的位姿调整设备的控制方法，所述位姿调整设备包括在水平面上均匀分布的三个滚轮，每个滚轮分别连接驱动电机及其驱动控制装置，在加工过程中，软壳有核水果被三个滚轮托住，位于三个驱动滚轮正下方的摄像装置，所述摄像装置连接图像处理装置，驱动控制装置、摄像装置、图像处理装置分别连接中心控制器，其特征在于，所述控制方法包括以下步骤：步骤a、所述中心控制器向所述摄像装置发出拍摄指令；步骤b、所述摄像装置收到拍摄指令后拍摄水果图像；步骤c、所述图像处理装置接收水果图像后，将水果图像的尺寸单位由像素转换为长度单位；步骤d、图像处理装置识别水果图像，判断该水果图像中是否存在果蒂，如果不存在，则向任一个驱动控制装置发出驱动信号，驱动控制装置控制驱动滚轮转动带动水果沿该驱动滚轮的转动方向旋转180
°
，然后进入下一步骤；如果存在，则直接进入下一步骤；步骤e、判断果蒂是否...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄欣，邱添羽，陈镭，
申请(专利权)人：武汉乐法科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：