一种新鲜草莓分拣方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种新鲜草莓分拣方法，包括如下步骤，将待分拣新鲜草莓缓慢放入盛有水的分拣装置的分拣箱中，让草莓受到浮力和重力的作用，陆续浮出液面进入相机拍摄区域；面阵CCD相机采集草莓的灰度图像，记为f(x,y)；对f(x,y)进行形态学处理和运算，得出每个草莓面积和形心；驱动机械手移动至草莓形心点处，使用负压吸引相应面积大小的草莓，移动至相应的集料箱内进行摆放；使用集料箱对分拣后的湿润草莓进行风干；重复上述步骤，直至分拣箱内的草莓分拣完毕；本发明专利技术能够避免草莓之间的磕碰和移动过程中草莓的损伤，并将筛选后的草莓进行风干，让草莓在筛选后依旧能够保证品质，还能够准准确的对草莓的大小进行识别，提高草莓的分拣效率。拣效率。拣效率。

【技术实现步骤摘要】
一种新鲜草莓分拣方法及装置


[0001]本专利技术涉及水果智能分拣
，具体为一种新鲜草莓分拣方法及装置。

技术介绍

[0002]人工智能是当今社会的一个发展主流，农产品智能分拣是人工智能的一个分支，也是一个具有发展前景的领域，农产品智能分拣的一般方法是把其堆积放入振动装置中，振动装置使其分散，进而使农产品逐个进入滑道中，而后通过相机采集图像，根据图像特征对农产品进行筛选，再通过气动装置吹动农产品进入相应的分拣箱中，实现分拣，这种智能分拣方法相比传统的人工分拣方法，大大提高了分拣效率，解放了生产力。
[0003]瓜果等农产品在市场上日益丰富，草莓因色泽鲜艳、口感佳备受消费者和烘培店的青睐，草莓采摘后往往需要对其按大小进行分类，方便不同消费者的不同选择，现阶段，草莓的大小分拣全部是人工分拣，瓜农每天采摘完草莓后需要再对草莓按照大小进行依个分拣，在草莓采摘繁忙的季节，每天平均的分拣时间很长，草莓无法通过传统的智能分拣装置进行分拣，原因在于：1、草莓质地柔软，稍有磕碰则数小时后会出现磕碰处表面变色，严重影响其销售，无法做到苹果、大枣、玉米粒等农产品进行分拣时通过振动装置使其分散再进行图像识别，为了解决该不足，少数厂商提出对草莓进行冷冻再进行筛选，但是冷冻后的草莓口感会大大折扣；2、草莓表面有很多个凹坑和刺点组成，并非像其他农产品一样表面光滑，其进行图像识别时具有难度，因此为了提高新鲜草莓的分拣效率和分拣的效果，提供一种草莓分拣方法是十分必要的。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种新鲜草莓分拣方法、系统、存储介质及装置，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种新鲜草莓分拣方法、系统、存储介质及装置，包括卧床主体、底板和卧栏，其中：
[0007]包括以下步骤：
[0008]S1:将待分拣新鲜草莓缓慢放入盛有水的分拣装置的分拣箱中，让草莓受到浮力和重力的作用，陆续浮出液面进入相机拍摄区域；
[0009]S2:面阵CCD相机采集草莓的灰度图像，记为f(x,y)；
[0010]S3:对f(x,y)进行形态学处理和运算，得出每个草莓面积和形心；
[0011]S4:驱动机械手移动至草莓形心点处，使用负压吸引相应面积大小的草莓，移动至相应的集料箱内进行摆放；
[0012]S5:使用集料箱对分拣后的湿润草莓进行风干；
[0013]S6:重复步骤S1
‑
S5,直至分拣箱内的草莓分拣完毕。
[0014]优选的，所述步骤S3具体包括以下步骤：
[0015]S301:计算图像f(x,y)所有像素灰度梯度值G(x,y)，计算公式为：
[0016][0017]对计算的灰度梯度值按照大小进行排序，取第R/6的灰度梯度值作为阈值M，其中R为图像的像素个数,若G(x,y)>M，则该点像素值赋值为二值化值1,反则赋值为二值化0，便可得出了二值化图像T(x,y)。
[0018]S302:对T(x,y)用结构元素[1 0 0 0 1；0 0 1 0 0；1 0 1 0 1；1 1 1 1 1；1 0 1 0 1；0 0 1 0 0；1 0 0 0 1]进行膨胀处理，得到图像H(x,y)；
[0019]S303:求图像H(x,y)所有像素灰度值进行邻域求和，计算公式为：
[0020][0021]其中，当I(x,y)不等于训练值W时，则赋值为0，W为通过采集图像进行机器学习得出的经验值。最终得出的I(x,y)为仅保留草莓轮廓的二值化图像。
[0022]S304:统计I(x,y)灰度值为1的点(x,y)，并进行判断；具体为，如果(x,y)、(x+1,y)、(x+2,y)、(x+3,y)、(x+4,y)同为1，则记录该点(x,y)；同样方法，如果(x,y)、(x,y+1)、(x,y+2)、(x,y+3)、(x,y+4)同为1，则记录该点(x,y)。把记录点形成一个点集合S
(u,v)
，如果(x,y)、(x
‑
1,y
‑
1)、(x
‑
2,y
‑
2)、(x
‑
3,y
‑
3)、(x
‑
4,y
‑
4)、(x+1,y+1)、(x+2,y+2)、(x+3,y+3)、(x+4,y+4)同为1，则该点为凹点，为两个草莓未实现完全分割造成的，单独记录该点W(x,y)；
[0023]S305:通过点集合S
(u,v)
计算面积和形心。具体为，搜寻点(u,v)右上最近点(u+t1,v+t2)、右下最近点(u+t3,v+t4)、右侧最近点(u+t5,v+t6)，若t1、t2、t3、t4、t5、t6小于10，则继续搜寻最近点直至满足大于10，使用公式(t4
‑
t2)
×
t5计算面积，且形心点坐标为(u+t5/2,v+(t4
‑
t2)/2)；
[0024]当点(u,v)右上最近点为W(x,y)中的点(u
w
,v
w
)，则确定点(u
w
,v
w
)为(u,v)右上最近点，(u,v)右下最近点与(u
w
,v
w
)的中点(u
m
,v
m
)为(u,v)右侧最近点，并继续搜寻点(u
m
,v
m
)右上最近点、右下最近点、右侧最近点，按照同样方法计算出面积和形心。
[0025]优选的，所述步骤S303中训练值W通过采集图像进行机器学习得出，具体包括以下步骤；
[0026]S3031:面阵CCD相机第一次采集草莓图像后按照步骤S301
‑
S303进行运算和处理；
[0027]S3032:把运算和处理结果通过UDP网络传输至触摸屏，在触摸屏上依次设置不同的W值；
[0028]S3033:W值通过UDP网络下发至面阵CCD相机，通过观察触摸屏显示的二值化图像找出最佳的W值。
[0029]优选的，所述步骤S4草莓摆放进集料箱内的步骤具体为，把集料箱划分为n
×
n个坐标区域，并将第一个草莓放至(1，n)的区域，依次类推，第一层总共放n
×
n个草莓，第一层放完后再放入第二层，每一层的下落高度均不相同，且下落高度均为略大于草莓放置后的高度。
[0030]本专利技术另外还提供一种新鲜草莓分拣装置，包括支撑腿、分拣箱、固定板、机械手
支架、机械手导轨、机械手组件、集料箱、面阵CCD相机、触摸屏和驱动电路板，其中：
[0031]所述支撑腿的上部安装有分拣箱，所述分拣箱上固定有机械手支架，所述机械手支架上按安装有机械手导轨，所述机械手导轨下端安装有机械手组件，所述分拣箱侧边放置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新鲜草莓分拣方法，其特征在于，包括以下步骤：S1:将待分拣新鲜草莓缓慢放入盛有水的分拣装置的分拣箱中，让草莓受到浮力和重力的作用，陆续浮出液面进入相机拍摄区域；S2:面阵CCD相机采集草莓的灰度图像，记为f(x,y)；S3:对f(x,y)进行形态学处理和运算，得出每个草莓面积和形心；S4:驱动机械手移动至草莓形心点处，使用负压吸引相应面积大小的草莓，移动至相应的集料箱内进行摆放；S5:使用集料箱对分拣后的湿润草莓进行风干；S6:重复步骤S1
‑
S5,直至分拣箱内的草莓分拣完毕。2.根据权利要求1所述的一种新鲜草莓分拣方法，其特征在于：所述步骤S3具体包括以下步骤：S301:计算图像f(x,y)所有像素灰度梯度值G(x,y)，计算公式为：对计算的灰度梯度值按照大小进行排序，取第R/6的灰度梯度值作为阈值M，其中R为图像的像素个数,若G(x,y)>M，则该点像素值赋值为二值化值1,反则赋值为二值化0，便可得出了二值化图像T(x,y)。S302:对T(x,y)用结构元素[1 0 0 0 1；0 0 1 0 0；1 0 1 0 1；1 1 1 1 1；1 0 1 0 1；0 0 1 0 0；1 0 0 0 1]进行膨胀处理，得到图像H(x,y)；S303:求图像H(x,y)所有像素灰度值进行邻域求和，计算公式为：其中，当I(x,y)不等于训练值W时，则赋值为0，W为通过采集图像进行机器学习得出的经验值。最终得出的I(x,y)为仅保留草莓轮廓的二值化图像。S304:统计I(x,y)灰度值为1的点(x,y)，并进行判断；具体为，如果(x,y)、(x+1,y)、(x+2,y)、(x+3,y)、(x+4,y)同为1，则记录该点(x,y)；同样方法，如果(x,y)、(x,y+1)、(x,y+2)、(x,y+3)、(x,y+4)同为1，则记录该点(x,y)。把记录点形成一个点集合S
(u,v)
，如果(x,y)、(x
‑
1,y
‑
1)、(x
‑
2,y
‑
2)、(x
‑
3,y
‑
3)、(x
‑
4,y
‑
4)、(x+1,y+1)、(x+2,y+2)、(x+3,y+3)、(x+4,y+4)同为1，则该点为凹点，为两个草莓未实现完全分割造成的，单独记录该点W(x,y)；S305:通过点集合S
(u,v)
计算面积和形心。具体为，搜寻点(u,v)右上最近点(u+t1,v+t2)、右下最近点(u+t3,v+t4)、右侧最近点(u+t5,v+t6)，若t1、t2、t3、t4、t5、t6小于10，则继续搜寻最近点直至满足大于10，使用公式(t4
‑
t2)
×
t5计算面积，且形心点坐标为(u+t5/2,v+(t4
‑
t2)/2)；当点(u,v)右上最近点为W(x,y)中的点(u
w
,v
w
)，则确定点(u
w
,v
w
)为(u,v)右上最近点，(u,v)右下最近点与(u
w
,v
w
)的中点(u
m
,v
m
)为(u,v)右侧最近点，并继续搜寻点(u
m
,v
m
)右上最近点、右下最近点、右侧最近点，按照同样方法计算出面积和形心。3.根据权利要求2所述的一种新鲜草莓分拣方法，其特征在于：所述步骤S303中训练值W通过采集图像进行机器学习得出，具体包括以下步骤；
S3031:面阵CCD相机第一次采集草莓图像后按照步骤S301
‑
S303进行运算和处理；S3032:把运算和处理结果通过UDP网络传输至触摸屏，在触摸屏上依次设置不同的W值；S3033:W值通过UDP网络下发至面阵CCD相机，通过观察触摸屏显示的二值化图像找出最佳的W值。4.根据权利要求1所述的一种新鲜草莓分拣方法，其特征在于：步骤S4草莓摆放进集料箱内的步骤具体为，把...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢业青，魏芳坤，
申请(专利权)人：安徽唯嵩光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：