一种孵化蛋品质在线自动检测分选设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种孵化蛋品质在线自动检测分选设备，涉及禽蛋检测技术领域。本设备包括送蛋装置（100）、照蛋装置（200）、吸蛋装置（300）、出蛋装置（400）、感知模块（500）、视觉模块（600）、控制模块（700）及执行模块（800）；送蛋装置（100）、照蛋装置（200）、吸蛋装置（300）和出蛋装置（400）依次连接。本方法运用计算机视觉技术和机械执行机构相配合，通过一系列的图像处理及模式识别，实现对整盘孵化蛋品质的智能、无损检测并自动分选。本实用新型专利技术设计合理可行、操作简便，效果明显，适用于蛋品孵化及品质检测行业，还可应用到其他的农产品检测中，具有良好的应用推广前景。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及禽蛋检测
，尤其涉及一种孵化蛋品质在线自动检测分选设备。具体地说，本技术是一种包括孵化蛋品传送、照蛋、吸蛋和出蛋的软硬件于一体的设备，实现快速准确地识别孵化蛋的成活性并自动分选，为孵化企业提供了一种绿色检测设备。
技术介绍
我国是禽蛋生产与消费大国，而孵化产业是禽蛋市场供应的有力后盾。据统计数据表明，种蛋孵化成功率约为82-90%，若能尽早挑选出不能孵化的蛋，将可大大节省时间、 空间、能源和劳动力。有关孵化蛋品质检测技术一直是研究热点，大多采用光电法及计算机视觉法1、光电法隋吉东(1999)和于景滨(2002)分别在“孵化早期用光电法一次鉴别无精蛋”和 “孵化早期用光电法剔除无精蛋的两种方法”的文章里介绍了，利用自制的光电装置检测无精蛋的方法，相关专利未见报道。2、计算机视觉法杨秀坤(1997)、陈佳娟(2000)及郁志宏(2006)分别在博士论文“农产品品质检测中的人工智能方法研究”、“采用计算机视觉进行孵化鸡蛋成活可能性的自动检测”及“自适应粒子群神经网络识别种蛋成活性”里介绍了基于视觉的种蛋检测方法的研究，方法大同小异，均采用视觉技术采集图像，用神经网络技术建模。但都只针对单枚孵化蛋的静态分析。专利“对家鸡的胚蛋孵化早期判断性别的方法及设备”(CN1742569A)、“对家鸡的胚蛋孵化早期判断性别的方法及设备”(CN1742569A)和“一种基于计算机视觉的种蛋孵化品质检测装置和方法”(CN101672839A)分别公开了利用视觉图像技术检测孵化蛋性别及品质的方法及装置，以上装置均只能针对单个孵化蛋静态检测，效率低，无法满足在线检测的需要。“一种禽蛋表面品质检测的方法及装置”(CN1804620)利用计算机视觉技术和声学技术，检测禽蛋裂纹、污斑、畸形等表面品质，该专利技术只是在传送线上采集禽蛋的动态信号，最后仅显示出等级的判别结果，未能真正实现蛋品的机械自动分选。上述对孵化蛋品质的检测，要么技术单一，要么检测对象限定为单枚蛋，且无一例外地具有不能在线整盘检测并分选的缺陷。经检索，国内尚未发现有关检测群体孵化蛋品质的在线检测技术及分选设备应用于生产实际。
技术实现思路
本技术的目的就在于克服现有技术存在的缺点和不足，提供一种整盘孵化蛋品质在线自动检测分选设备。本技术的目的是这样实现的运用计算机视觉技术和机械执行机构相配合，通过一系列的图像处理及模式识别，实现对孵化蛋品质及成活性的智能、无损检测并自动分选，即采集群体孵化蛋的群体图像，对图像分析处理后提取差异大的表征不同品质孵化蛋的特征参数，通过人工神经网络等方法建立判别模式，以此模式作为模板来判别孵化蛋的品质及成活性。具体地说，本技术的技术方案如下一、孵化蛋品质在线自动检测分选设备(简称设备)本设备包括送蛋装置、照蛋装置、吸蛋装置、出蛋装置、感知模块、视觉模块、控制模块及执行模块；送蛋装置、照蛋装置、吸蛋装置和出蛋装置依次连接；所述的感知模块由光电传感器构成；所述的视觉模块包括依次连接的摄像头和图像采集卡；所述的控制模块包括相互连接的计算机和延时控制器；所述的执行模块包括第一伺服电机、第二伺服电机和第三伺服电机；第一伺服电机和送蛋装置连接，第二伺服电机和照蛋装置连接，第三伺服电机和吸蛋装置连接；送蛋装置通过感知模块受控制模块与执行模块制约，控制传送带的运动与停止；照蛋装置与视觉模块相连，同时受控制控制模块与执行模块制约，控制光源架的上升与下降；吸蛋装置受控制控制模块与执行模块制约，控制机械手的水平方向运动及上下方向运动。二、孵化蛋品质在线自动检测分选方法(简称方法)本方法包括下列步骤①由孵化场经验丰富的工人师傅通过人工照蛋精心挑选各种品质的孵化蛋若干枚；②把各类孵化蛋放在蛋盘上，计算机视觉模块每次采集整盘的孵化蛋的群体图像，分类建立图像库，进行图像处理与分析，提取各类蛋的特征参数，建立判别模式，并进行模式检验与修正，最后将优化的模式保存于控制模块的计算机；③另外再挑选与建模样品蛋同样的几类孵化蛋各若干枚，每类孵化蛋用铅笔做好数字标记；④把各类孵化蛋随机混合，放置于蛋盘里，让蛋盘随送蛋装置的传送带向前运动；⑤感知模块感应到第一个蛋盘到达的信号，立即触发执行模块的第二伺服电机动作，使光源架在设定时间内上升到刚好与蛋盘正对时，执行模块的第一伺服电机受控制停止，此时光源架与送蛋装置受控制模块控制同时停止，视觉模块的摄像头采集图像，并送入控制模块的计算机分析处理，用步骤②建立的模式进行判别，控制模块的计算机将判别结果暂存；⑥受控制模块控制，执行模块的第二伺服电机动作，光源架下降回复原位，第一伺服电机动作，送蛋装置载蛋盘继续前行；⑦感知模块感应到第二个蛋盘到达信号，重复步骤⑤；与此同时，送蛋装置载第一盘蛋盘运动到接近吸蛋装置，控制模块按照设定时间控制第三伺服电机动作，使机械手带动吸盘运动，根据控制模块的判别结果抓取需要挑选的蛋；⑧机械手带动真空吸盘上升然后做水平运动，与此同时重复步骤⑥；⑨机械手吸盘水平运动到出蛋装置的集蛋平带上方，停止运动，放蛋使蛋落入集蛋平带上而被运走；⑩其他蛋盘的检测与分选重复步骤④ 步骤⑨的操作。本技术的工作原理本技术利用工业摄像头拍摄传送带上的整盘孵化蛋群体图像并进行模式识别，将判别结果反馈给执行机构并动作，从而把各种蛋分级检出。将孵化蛋蛋盘置于送蛋装置的传送带上，由感知模块的光电传感器感应孵化蛋盘到达的信号，计算机分别给第二服电机和第一伺服电机的动作指令，触发光源架上升使光源与蛋盘正对，送蛋装置及光源架停止，摄像头摄像，计算机对图像进行模式识别后将结果暂存，当蛋盘运动到吸蛋装置处，此时正好第二个蛋盘采集图像，送蛋装置再次停止，控制与执行模块制约机械手带动真空吸盘做吸蛋动作，把蛋选出放入另一条集蛋平带上，达到分选的目的。本技术具有下列优点和积极效果1、通过电控机械传动，实现对要分选的孵化蛋蛋盘的准确定位；2、把蛋品群体图像的高效处理及模式判别与机械自动分选有效结合；3、设计合理可行、操作简便，效果明显；4、用机器代替人眼，实现孵化蛋品质及成活性的无损自动检测并分选，适用于蛋品孵化及品质检测行业，还可应用到其他的农产品检测中，具有良好的应用推广前景。附图说明图1是本设备的结构方框图；图2是本设备主要硬件分布示意图(俯视)；图3是送蛋装置的结构示意图(主视)；图4是照蛋装置和视觉模块的结构示意图(左视)；图5是吸蛋装置的结构示意图(主视)；图6是出蛋装置的结构示意图(左视)；图7是感应视觉模块流程图；图8是控制执行模块流程图。其中000—蛋盘；100—送蛋装置，110—主机架，120—传送带，130—链轮，140—托板，150—链，160—减速器，170—联轴器；200—照蛋装置，210—光源架，220—光源，230—光室；300—吸蛋装置310--真空吸蛋盘，315—气压活塞杆，320—气压缸，325—吸蛋支架，330--光滑杆轨道，340—长齿条，345—气压管道，350—空气压缩机400-一出蛋装置，410--支架，420—集蛋平带，430—大带轮，440—小带轮，450—皮带500--感应模块，510--传感器；600--视觉模块，610--摄像头，620—图像采集卡；700本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种孵化蛋品质在线自动检测分选设备，其特征在于：本设备包括送蛋装置（１００）、照蛋装置（２００）、吸蛋装置（３００）、出蛋装置（４００）、感知模块（５００）、视觉模块（６００）、控制模块（７００）及执行模块（８００）；送蛋装置（１００）、照蛋装置（２００）、吸蛋装置（３００）和出蛋装置（４００）依次连接；所述的感知模块（５００）由光电传感器（５１０）构成；所述的视觉模块（６００）包括依次连接的摄像头（６１０）和图像采集卡（６２０）；所述的控制模块（７００）包括相互连接的计算机（７１０）和延时控制器（７２０）；所述的执行模块（８００）包括第一伺服电机（８１０）、第二伺服电机（８２０）和第三伺服电机（８３０）；第一伺服电机（８１０）和送蛋装置（１００）连接，第二伺服电机（８２０）和照蛋装置（２００）连接，第三伺服电机（８３０）和吸蛋装置（３００）连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王巧华，李益民，祝志慧，陈飞，朱涛，李敏，叶涛，
申请(专利权)人：华中农业大学，
类型：实用新型
国别省市：83