[發明專利]一種基于機器視覺的水果自動分揀機器人系統

在審

• 申請號: 201711133314.9
• 申請日: 2017-11-16
• 公開（公告）號: CN107741432A
• 公開（公告）日: 2018-02-27
• 發明（設計）人: 李連進;叢萌;張海軍;李牧
• 申請（專利權）人: 天津商業大學
• 主分類號: G01N23/00
• 分類號: G01N23/00;G01N21/88;G01N21/25;G01N21/17;G01B11/245;G01S15/46;B07C5/34
• 代理公司: 天津市三利專利商標代理有限公司12107
• 代理人: 閆俊芬

技術領域

本發明涉及水果分揀技術領域，特別是涉及一種基于機器視覺的水果自動分揀機器人系統。

背景技術

目前，對于蘋果、梨等水果，其在成熟采摘后，為了滿足消費市場的要求，要進行分級包裝。這種分級內容應該包含水果的顏色分布、形狀、尺寸和表面狀況(包括擦傷、凹坑、溝痕和蟲咬等)以及水果內部缺陷的檢測。

為了對大量的水果進行分級包裝，目前，大多是采用人工方法對水果進行分級挑選，通過人工對水果進行分級挑選的方法，雖然能分辨出水果的顏色、形狀、尺寸和表面狀況(包括擦傷、凹坑、溝痕和蟲咬等)，但是需要大量的勞動力，分級挑選水果的效率很低，并且工人在長時間工作后，由于視覺疲勞，容易產生差錯而將存在問題的水果也進行錯誤的分級。而且，人工對水果進行分級挑選的方法，不能檢測出水果的內部缺陷，無法保證對大量水果的分揀質量，容易影響到客戶對水果商家的信譽評價。在市場上，現有的檢測設備主要能檢測水果的顏色、糖分、尺寸及形狀等，但無法檢測到水果的內部缺陷。

因此，目前迫切需要開發出一種技術，其可以準確、可靠地對大量的水果進行的內部缺陷檢測，并自動分揀出存在內部缺陷的水果，從而保證對大量水果的分揀質量，維護客戶對水果商家的信譽評價。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提供一種基于機器視覺的水果自動分揀機器人系統，其可以準確、可靠地對大量的水果進行的內部缺陷檢測，并自動分揀出存在內部缺陷的水果，從而保證對大量水果的分揀質量，維護客戶對水果商家的信譽評價，有利于廣泛的推廣應用，具有重大的生產實踐意義。

為此，本發明提供了一種基于機器視覺的水果自動分揀機器人系統，包括：

水果內部圖像信息采集單元，用于實時采集傳送帶上傳送的、需要被分揀的每個水果的內部圖像模擬信號，然后發送給模數轉換單元；

模數轉換單元，與水果內部圖像信息采集單元相連接，用于實時接收所述水果內部圖像信息采集單元發來的每個水果的內部圖像模擬信號，并對應轉換成每個水果的內部圖像數字信號，然后發送給分揀分析和輸出控制單元；

分揀分析和輸出控制單元，與模數轉換單元相連接，用于在接收每個水果的內部圖像數字信號后，對預設的水果分揀裝置進行控制，控制所述預設的水果分揀裝置分揀出所述傳送帶上傳送的沒有內部缺陷的對應水果。

其中，所述分揀分析和輸出控制單元，用于在接收每個水果的內部圖像數字信號后，實時進行預設內部圖像識別操作，當判斷該水果沒有內部缺陷時，實時發送預設的分揀操作信號給預設的水果分揀裝置，控制所述預設的水果分揀裝置分揀出所述傳送帶上傳送的沒有內部缺陷的對應水果。

其中，所述預設內部圖像識別操作具體包括：

預先存儲多個內部沒有缺陷的水果的內部圖像數字信號；

將當前所接收到的水果的內部圖像數字信號與預設的多個內部沒有缺陷的水果的內部圖像數字信號實時進行比較；

當該當前所接收到的水果的內部圖像數字信號與其中任意一個預設內部沒有缺陷的水果的內部圖像數字信號的相似度都小于預設值時，判斷對應的水果存在內部缺陷。

其中，所述預設的水果分揀裝置為一個具有預設大小吸力的氣泵，所述氣泵與一個預設口徑的水果吸取管相連通，用于為水果吸取管提供預設大小的吸力。

其中，還包括水果外部圖像采集單元，其中：

水果外部圖像采集單元，與模數轉換單元相連接，用于實時采集傳送帶上傳送的每個水果的外部圖像模擬信號，然后發送給模數轉換單元；

模數轉換單元，還用于實時接收所述水果外部圖像采集單元發來的每個水果的外部圖像模擬信號，并對應轉換成每個水果的外部圖像數字信號，然后發送給分揀分析和輸出控制單元；

分揀分析和輸出控制單元，還用于在接收每個水果的外部圖像數字信號后，實時進行預設外部圖像識別操作，識別判斷該水果是否存在外部缺陷，當判斷該水果沒有外部缺陷時，實時發送預設的分揀操作信號給預設的水果分揀裝置，由所述預設的水果分揀裝置分揀出所述傳送帶上傳送的沒有外部缺陷的對應水果。

其中，所述預設外部圖像識別操作包括：

預先存儲多個外部沒有缺陷的水果的外部圖像數字信號；

將當前所接收到的水果的外部圖像數字信號與預設的多個外部沒有缺陷的水果的外部圖像數字信號實時進行比較；

當該當前所接收到的水果的外部圖像數字信號與其中任意一個預設外部沒有缺陷的水果的外部圖像數字信號的相似度都小于預設值時，判斷對應的水果存在外部缺陷。

其中，還包括水果尺寸檢測單元，其中：