【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种香菇分类装置，尤其是一种利用树莓派和摄像机控制机械手实行香菇分类系统。
技术介绍
1、我国是一个香菇生产大国，长期以来依靠人工进行香菇类型分选以及破损、畸形、霉变香菇的筛除。利用人工进行香菇分拣有劳动强度大，耗费人力多等诸多缺。另外，人工分类还有一个很严重的问题，即分类精度会受工人主观因素影响。人力成本在很大程度上影响香菇的生产成本，社会劳动力成本随社会发展只会越来越高，同时国内外市场对香菇的品质要求越来越严格，所以香菇的高效、自动分拣是香菇加工、出口业亟待解决的重要问题。
2、香菇生长过程中，因表皮细胞与肉质细胞分裂不同步，生长速度过快的肉质细胞胀破表皮细胞，使菌盖龟裂形成褐白相间、菊花状的花纹，形成花菇，是香菇中的珍品，在国内外市场上，深受消费者的喜爱。受生理特性及光照、温差等环境因素的影响，同一品种同一批次出棚的香菇其表面花色存在极大差异，依菌盖表面白色花纹的多少，香菇可分为天白花菇、白花菇和茶花菇，当香菇菌盖无裂纹时，其为光面菇。其中以天白花菇价值最高，与普通光面菇相比，价格可相差5～8倍。为了保证香菇质量，优质优价，按级定价，提高经济效益，必须对花纹混杂的香菇原料进行自动分拣。
3、树莓派(raspberry pi)是一种只有信用卡大小的单片机电脑，由英国的树莓派基金会开发，其价格低廉、方便携带，并且拥有丰富的软件资源。它提供了40个gpio引脚供开发使用，可以外接电机驱动模块，控制机械手的电机动作。另外还有以太网接口和usb接口，usb摄像头可以通过网络将实时视频流传输到上位
4、目前，随着科技的不断发展，机械手以其灵活的动作代替了很多人工操作，是工业生产中不可或缺的一部分。针对重复性的固定动作，我们可以为机械手编写相应程序，使其完成规定动作。对于那些在危险或者狭小的工作环境中的复杂动作，不方便人类直接操作，又难以让机械手自动完成工作任务。使用可以远程操作的机械手，则能保障人员安全、提高工作效率。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题总的来说是提供一种利用树莓派和摄像机控制机械手实行香菇分类系统。
2、为解决上述问题，本专利技术所采取的技术方案是：
3、这种利用树莓派和摄像机控制机械手实行香菇分类系统，所述的利用树莓派和摄像机控制机械手实行香菇分类系统包括：上位机、下位机；上位机与下位机固定连接，始端位置的上位机通过控制终端位置的下位机实行香菇分类。
4、所述的摄像头对香菇拍照，将香菇图片信息上传到树莓派；所述的树莓派将香菇图片信息进行预处理，上传到上位机；所述的上位机对香菇进行定位，杂质去除，分类；上位机发送指令给树莓派，所述的树莓派将指令转为机械手装置可识别的指令；所述的机械手装置进行抓取，实现香菇分类。
5、所述的上位机是指计算机。
6、所述的下位机包括：树莓派、摄像头、机械手装置；所述的树莓派分别与摄像头、机械手装置固定连接。
7、所述的机械手装置包括：机械臂、拾取手；所述的机械臂的前端固定安装有拾取手。
8、所述的树莓派的型号是raspberry pi 4b；其包括：soc芯片、以太网接口、usb接口、hdmi接口、音频及复合视频接口、dsi显示器接口、csi摄像头接口、通用输入输出接口、sd卡插槽、micro usb供电接口、wifi及蓝牙模块、以太网供电poe接口。
9、所述的soc芯片采用博通broadcombcm2711芯片，芯片上集成包括：cpu、gpu、dsp及sdram内存，其中cpu和gpu共享内存，在系统中手工修改内存占比，将树莓派内存变为了可选择的；
10、所述的以太网接口让树莓派能以有线的方式接入计算机网络，能轻松的访问互联网，或远程登录到树莓派；以太网接口是利用usb总线实现的，数据通过usb总线进行传输，大部分型号的树莓派都提供有以太网接口。
11、所述的香菇图片信息包括：颜色、纹理，用于使用灰度共生矩阵。
12、所述的树莓派将香菇图片信息进行预处理是指通过层次分析模型，确定各指标权重。
13、所述的上位机对香菇进行定位是指通过聚类分析，对香菇进行分类。
14、7、根据权利要求1所述的利用树莓派和摄像机控制机械手实行香菇分类系统，其特征在于:所述的提取香菇图片信息算法：
15、a＝k√a
16、k为截取系数，取0.3根据效果调整。
17、a为框住香菇的正方形的边长，单位为像素。
18、a为截取系数，为香菇的面积，单位为像素点的个数。
19、确定香菇位置：计算香菇的形心o，以o点为矩形的中心，以a为正方形边长在香菇上截取纹理分析区域。或者直接取整个香菇，把不同图片里香菇大小调成基本一样大，像素点个数不同会影响灰度共生矩阵结果。
20、颜色指标a：a＝2bi+ci(2和1是可调整的系数，优化时调整)。
21、bi：第i张香菇图片中白色部分所占的比例。
22、ci：第i张香菇图片中灰色部分所占的比例。
23、在总面积取识别出的香菇面积。
24、纹理特征：灰度共生矩阵。
25、在图像中，在某个方向上相隔一定距离的像元灰度的统计规律在一定程度上反映图像的纹理特征，这个统计规律使用灰度共生矩阵来表达。现假定待分析的纹理图像的灰度级为l。取图像中任意一点x,y和偏移该点的另一点(x+a,y+b)，点x,y的灰度值为i,点(x+a,y+b)的灰度值为j，则灰度(i,j)组合有个l2，移动点p(x,y)得到灰度(i,j)的频度pi，j,θ，d，其中θ为像素对之间的方向，表达的为灰度共生矩阵的生成方向d为像素对之间的距离，也是灰度共生矩阵的生成步长，而且该频度成方阵形式排列，此方阵即为灰度共生矩阵w。
26、所述的sd卡插槽位于树莓派主板背面，sd/microsd卡是树莓派必备的存储部件，用于安装操作系统和存储数据，sd卡的容量应在2gb以上。为了能有更好的使用体验，树莓派配备大容量16g以上的高速class10以上的sd卡。
27、所述的micro usb供电接口是树莓派主要的供电方式之一，额定电压5v。
28、所述的usb接口是计算机上最常见的接口，用它来连接键盘、鼠标、u盘、无线网卡等设备，当usb接口的数量不够用时，通过usb集线器增加usb接口数量。
29、所述的wifi及蓝牙模块功能让树莓派能以无线的方式接入计算机无线网络实现互联互通，蓝牙功能则让树莓派能与具备蓝牙功能的设备包括：如鼠标、键盘、手柄等进行连接使用。
30、所述的hdmi接口是一种全数字化视频和声音发送接口，用于传输未压缩的音频及视频信号。通过它连本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种利用树莓派和摄像机控制机械手实行香菇分类系统，其特征在于：所述的利用树莓派和摄像机控制机械手实行香菇分类系统包括：上位机(13)、下位机(19)；上位机(13)与下位机(19)固定连接，始端位置的上位机(13)通过控制终端位置的下位机(19)实行香菇分类；
2.根据权利要求1所述的利用树莓派和摄像机控制机械手实行香菇分类系统，其特征在于:所述的树莓派(14)的型号是Raspberry PI 4B；其包括：SOC芯片(1)、以太网接口(2)、USB接口(3)、HDMI接口(4)、音频及复合视频接口(5)、DSI显示器接口(6)、CSI摄像头接口(7)、通用输入输出接口(8)、SD卡插槽(9)、Micro USB供电接口(10)、WiFi及蓝牙模块(11)、以太网供电PoE接口(12)。
3.根据权利要求2所述的利用树莓派和摄像机控制机械手实行香菇分类系统，其特征在于:
4.根据权利要求1所述的利用树莓派和摄像机控制机械手实行香菇分类系统，其特征在于:所述的香菇图片信息包括：颜色、纹理，用于使用灰度共生矩阵。
5.根据权利要求1
6.根据权利要求1所述的利用树莓派和摄像机控制机械手实行香菇分类系统，其特征在于:所述的上位机(13)对香菇进行定位是指通过聚类分析，对香菇进行分类。
7.根据权利要求1所述的利用树莓派和摄像机控制机械手实行香菇分类系统，其特征在于:所述的提取香菇图片信息算法：
8.根据权利要求2所述的利用树莓派和摄像机控制机械手实行香菇分类系统，其特征在于:
9.根据权利要求2所述的利用树莓派和摄像机控制机械手实行香菇分类系统，其特征在于:
10.根据权利要求2所述的利用树莓派和摄像机控制机械手实行香菇分类系统，其特征在于:所述的HDMI接口(4)是一种全数字化视频和声音发送接口，用于传输未压缩的音频及视频信号；通过它连接到配备有HDMI接口的显示器或电视机上，就能显示树莓派的内容，也能够同时传输视频和音频信号，因此使用的时候不需要在树莓派的音频接口连接扬声器，确实需要通过音频接口播放声音的，则需对操作系统的配置做相应的修改。
...【技术特征摘要】
1.一种利用树莓派和摄像机控制机械手实行香菇分类系统，其特征在于：所述的利用树莓派和摄像机控制机械手实行香菇分类系统包括：上位机(13)、下位机(19)；上位机(13)与下位机(19)固定连接，始端位置的上位机(13)通过控制终端位置的下位机(19)实行香菇分类；
2.根据权利要求1所述的利用树莓派和摄像机控制机械手实行香菇分类系统，其特征在于:所述的树莓派(14)的型号是raspberry pi 4b；其包括：soc芯片(1)、以太网接口(2)、usb接口(3)、hdmi接口(4)、音频及复合视频接口(5)、dsi显示器接口(6)、csi摄像头接口(7)、通用输入输出接口(8)、sd卡插槽(9)、micro usb供电接口(10)、wifi及蓝牙模块(11)、以太网供电poe接口(12)。
3.根据权利要求2所述的利用树莓派和摄像机控制机械手实行香菇分类系统，其特征在于:
4.根据权利要求1所述的利用树莓派和摄像机控制机械手实行香菇分类系统，其特征在于:所述的香菇图片信息包括：颜色、纹理，用于使用灰度共生矩阵。
5.根据权利要求1所述的利用树莓派和摄...
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