基于机器视觉的烹调设备的火候控制系统技术方案

本发明专利技术公开一种基于机器视觉的烹调设备的火候控制系统，配合烹调设备的主处理器及火力调节装置使用，火候控制系统包括运动模块、图像成像模块、热红外传感模块、视觉处理模块及通讯模块，图像成像模块接收主处理器的命令或信息，对正在烹调的菜肴进行图像采样后，通过通讯模块将图像信息发送到视觉处理模块，视觉处理模块对图像信息进行实时处理，得到典型加热对象的位置信息，根据该位置信息，运动模块带动热红外传感模块对典型加热对象进行温度采样，并通过通讯模块将该温度信息发送到烹调设备的主处理器或火力调节装置。本发明专利技术能够实时监测当前菜肴火候状态从而调节当前火力强度大小和烹饪时间，满足烹饪机器人的火候高精度控制的要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及烹调领域，具体地讲，是涉及一种基于机器视觉的烹调设备的火候控 制系统。
技术介绍
中式菜肴以其色、香、味、意、形闻名于世，有着悠久的历史和文化底蕴。中式菜肴 烹调方法多种多样，包括了炸、溜、爆、炒、烹、炖、焖、煎、煮、蒸、烤、熏、烩、涮、腌、拌等十几 种，操作程序也极为复杂，更讲究技巧。技巧的运用和火候的掌握完全依靠厨师的个人经 验。火候分别是指烹饪火力大小和加热时间，也就是加热的火力强度和在特定火力强度下 的烹饪时间。火候是菜肴质量的确定性因素，也是形成多种烹调方法和不同风味的重要条 件。任何菜肴，无论何种做法，只有火候适当，才能色泽鲜艳，香气扑鼻，滋味鲜美，形态美 观。对于中式菜肴来讲，其局限性十分明显，如菜肴味道的稳定性、控制火候的模糊 性，一直是没有解决的大问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于机器视觉的烹饪机器人火候控制系统，其能够实 时监测当前菜肴火候状态从而调节当前火力强度大小和烹饪时间，满足烹饪机器人的火候 高精度控制的要求。为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案为一种基于机器视觉的烹调设备的火候控制系统，配合烹调设备的主处理器及火力 调节装置使用，其中上述的火候控制系统还包括运动模块、图像成像模块、热红外传感模 块、视觉处理模块及通讯模块，使用时，图像成像模块通过通讯模块接收主处理器的命令或 信息，对锅具内正在烹调的菜肴进行图像采样，然后通过通讯模块将图像信息发送到视觉 处理模块，视觉处理模块对图像成像模块的图像信息进行实时处理，得到典型加热对象的 位置信息，根据该位置信息，运动模块带动热红外传感模块对锅体内部的典型加热对象进 行温度采样，并通过通讯模块将该温度信息发送到烹调设备的主处理器或火力调节装置。所谓典型对象，就是在烹饪过程中关键的加热对象，典型对象的火候控制状态代 表菜肴整体的烹饪状态。大部分典型对象是菜肴的主料，比如水晶虾仁中的典型对象就是 虾仁。本专利技术判定典型对象的依据是选择符合待检测颜色特征信息的所有对象中像素最多 的那个对象。上述的热红外传感模块为一非接触热红外传感器探头。上述的热红外传感探头前安放聚焦透镜。如菲尼尔透镜或硅透镜、锗透镜，这样无 须升降即可采集比较小范围内的温度值。上述的图像成像模块包括两透镜、反光镜片、滤色镜片、电耦合器件及照明灯，菜 肴图像通过第一透镜聚焦，然后经反光镜片改变方向，通过滤色镜片，再通过第二透镜进入电耦合器件，由电耦合器件将图像转化成图像数字信号发送给视觉处理模块。该照明灯优 选为LED灯。上述的图像成像模块还进一步包括一旋转式反光镜片，所述的菜肴图像经过反光 镜片改变方向后，再经过该旋转式反光镜光再次改变方向。上述的滤色镜片设于滤镜盘中，其包括四个滤镜，分别为红光滤色镜片、绿光滤 色镜片、蓝光滤色镜片及红外滤色镜片。视觉处理模块在抽取图像空间中典型对象之前要 给定典型对象的颜色特征信息及其偏差，颜色特征信息包含可见光信息和近红外光信息， 根据颜色特征信息来选择红色、绿色、蓝色或红外滤光镜。上述的运动模块，其可以为平移运动模块，或平移运动模块和旋转运动模块相配 合，另外，其还可以使用X-Y平台，即两部直线电机分别负责X和Y轴的运动，火候视觉模块 光学的光轴垂至于XY平面。优选地，其为平移运动模块时，该平移运动模块包括驱动装置、传动机构，上述的 传动机构包括平移齿轮及齿条，上述的驱动装置与平移齿轮相连，上述的平移齿轮与上述 的齿条相啮合。上述的平移运动模块还包括一编码器，该编码器与一齿轮相连，齿轮与上述的传 动机构中的齿轮相啮合。上述旋转运动模块，旋转运动模块包括旋转电机、固定齿轮及旋转齿轮，旋转电机 与固定齿轮固设在托架上，旋转齿轮绕固定齿轮转动，图像成像模块与旋转齿轮相连。上述的旋转运动模块还包括一编码器，所述的编码器与一齿轮相连，所述的齿轮 与所述的旋转齿轮相啮合。上述的运动模块还进一步包括一升降运动模块，所述的升降运动模块包括升降电 机、升降齿轮及与升降齿轮相啮合的升降齿条，所述的升降电机带动所述的升降齿轮转动， 所述的升降齿轮带动升降齿条上下运动。采用上述结构后，先通过图像成像模块获取菜肴图像，然后将其获得的图像，通过 图像处理算法计算出烹饪过程中关键的加热对象的绝对坐标。因该关键的加热对象的火候 控制状态代表菜肴整体的烹饪状态。通过热红外传感模块对该加热对象的绝对坐标进行扫 描采样，并通过通讯模块将热量分布和热量点信息发送到火力调节装置，从而能够实时监 测当前菜肴火候状态从而调节当前火力强度大小和烹饪时间，满足烹饪机器人的火候高精 度控制的要求。附图说明图1为本专利技术运动模块的示意图；图2为本专利技术运动模块的另一方向示意图；图3为本专利技术图像成像模块的结构示意图；图4为本专利技术滤镜波长范围分布图；图5为本专利技术函数算子波形示意图；图6为三次样条曲线拟合示意。具体实施例方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，虽然通过实施例描绘了本专利技术，本领域普通技术人 员知道，本专利技术有许多变形和变化而不脱离本专利技术的精神，而此处所描述的具体实施例仅 仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术的范围。参考图1、2所示，本专利技术公开一种基于机器视觉的烹调设备的火候控制系统，配 合烹调设备的主处理器及火力调节装置使用，该火候控制系统包括运动模块1、图像成像模 块2、热红外传感模块3、视觉处理模块及通讯模块，其中运动模块1包括平移运动模块11、旋转运动模块12及升降运动模块13。平移运动模块11包括驱动装置111、传动机构112、编码器113及齿轮114，传动机 构112包括平移齿轮1121及齿条1122，驱动装置111与平移齿轮1121相连，平移齿轮1121 与齿条1122相啮合。齿轮114与齿条1122相啮合，编码器113与齿轮114相连。使用时， 驱动装置111带动平移齿轮1121转动，平移齿轮1121带动齿条1122平动，齿条1121带动 齿轮114转动，齿轮114带动编码器113转动，即可得知热红外传感模块3的平移位移。旋转运动模块12包括旋转电机121、固定齿轮122、旋转齿轮123、计量齿轮124及 编码器125，旋转电机121与固定齿轮122固设在托架14上，旋转电机121与固定齿轮122 相连，旋转齿轮123与固定齿轮122相啮合，计量齿轮124与旋转齿轮126相啮合，计量齿 轮与编码器125相连。附图2中的平移运动模块11和附图1中的旋转运动模块12共同组成了运动模块1， 通过该运动模块1即可使热红外传感模块3的探头运动地监测锅具内部任意区域的温度值。热红外传感模块3在进行热红外传感时，因为所使用的是16:1光学分辨率的红外 传感器探头，所以模块距离锅具不能太远，合理测量距离应小于720mm。烹饪机器人在烹饪 过程中需要完成投料摆臂和搅拌摆臂两个运动，为了使模块与两个动作互不干涉，因此模 块需要可升降。即包括有升降运动模块，采用齿轮和齿条配合的方式来实现或在红外传感 器探头前安放聚焦透镜实现。参考图3所示，图像成像模块2与旋转齿轮123相连。其包括两透镜21、22、反光 镜片23、旋转式反光镜片24、滤色镜片25、电耦合器件26及LED灯2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于机器视觉的烹调设备的火候控制系统，配合烹调设备的主处理器及火力调节装置使用，其特征在于：所述的火候控制系统还包括运动模块、图像成像模块、热红外传感模块、视觉处理模块及通讯模块，使用时，所述的图像成像模块通过所述的通讯模块接收所述的主处理器的命令或信息，对锅具内正在烹调的菜肴进行图像采样，然后通过所述的通讯模块将图像信息发送到所述的视觉处理模块，所述的视觉处理模块对所述的图像成像模块的图像信息进行实时处理，得到典型加热对象的位置信息，根据该位置信息，所述的运动模块带动所述的热红外传感模块对锅体内部的典型加热对象进行温度采样，并通过所述的通讯模块将该温度信息发送到所述的烹调设备的主处理器或火力调节装置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：闫维新，
申请(专利权)人：深圳市爱可机器人技术有限公司，
类型：发明
国别省市：94