[發明專利]一種烤箱的智能識別烹飪系統

有效

• 申請號: 201810430869.8
• 申請日: 2018-05-08
• 公開（公告）號: CN108742170B
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發明（設計）人: 孫大文;韓忠;余旭聰;蒲洪彬;朱志偉;王啟軍
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: A47J37/06
• 分類號: A47J37/06
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 向玉芳

1.一種烤箱的智能識別烹飪系統，其特征在于，主要由圖像采集系統、圖像分析處理系統和溫度測量與監控系統部分組成；圖像采集系統與圖像分析處理系統連接；智能菜單控制系統分別與圖像分析處理系統以及溫度測量與監控系統連接；

所述圖像采集系統主要由攝像頭和光源組成，所述攝像頭用于采集圖像信息；所述光源為固定燈光光源，為攝像頭提供穩定的光照環境；所述的攝像頭正對放置食物的烤盤/烤架中心位置，并與水平面成30°~60°角度；所述的光源位于烤箱腔體的上方，與攝像頭以及烤架/烤盤的中心線位于同一平面上，固定光源與攝像頭分別位于烤架/烤盤另一中心線的兩側；所述光源為白色或黃色光源；所述光源和烤盤/烤架中心的連線與水平面的角度為60°~90°；

所述圖像分析處理系統由圖像分析處理器和信號調解器組成，由圖像采集系統所采集到的圖像模式為RGB彩色格式，分析處理器先將RGB彩色格式轉換成YIQ格式，其中，Y值代表亮度，I和Q為色調值，分別代表從橙色到青色以及從紫色到黃綠色；再對圖像中像素點的YIQ值通過下式進行計算，得到分類值P_mn；

P_mn=a×Y_mn+b×I_mn+c×Q_mn+A

式中，P_mn為像素點的分類值，0≤P_mn≤1；a、b、c和A為經過優化的可變參數，使得滿足0≤P_mn≤1，a、b、c和A由實驗人員根據不同扒類測試所得；

通過對分類值P_mn的閾值進行限定，對扒類圖像進行分割，將圖像劃分為以下幾個區域：扒類的上表面區域（S₁）、扒類的側面區域（S₂）以及背景（S₃）；扒類的上表面區域（S₁）根據亮度值Y再細分為瘦肉區域（S_1-1）和肥肉區域（S_1-2）；進而對扒的種類、扒的厚度值h、扒的大小/重量和扒的肥瘦程度進行識別；

對扒的種類識別是通過對表面瘦肉區域（S_1-1）中像素點的分類值P_mn的閾值進行限定進行的；

對扒的厚度值h的識別是對扒類側面區域（S₂）的下底邊進行識別后，通過下底邊對側面的高度值進行函數校正，獲得扒類厚度值（h）；

扒的大小/重量識別是對扒類的上表面區域（S₁）進行視場校正，采用對烤盤/烤架平面進行網格劃分的方法，通過計量扒類的上表面區域（S₁）所占網格數，得到扒類的上表面積（S）；再根據上表面積（S）以及得到的厚度值（h），根據公式V=S×h估算出扒的近似有效體積；近似有效體積V可對應扒的大小或重量；

肥瘦程度的識別是通過視場校正后，對扒類表面瘦肉區域（S_1-1）以及肥肉區（S_1-2）面積進行識別后，通過計算瘦肉/肥肉比例Z=S_1-1/ S_1-2，用于表征扒的肥瘦程度；

所述溫度測量和監控系統主要包括紅外溫度傳感器和熱電偶溫度傳感器，分別用于測量和監控食品表面溫度和烤箱腔內溫度；

智能菜單控制系統收集到圖像分析處理系統以及溫度測量系統的信號，根據分析得到扒的種類與預設標準烹飪曲線相匹配，再以厚度、大小/重量、肥瘦程度以及初始溫度對標準烹飪曲線進行校正，得到校正烹飪曲線，同時根據用戶輸入的生熟度需求，得到烹飪控制程序，最后，將該控制程序輸出至控制端并執行，實現扒類智能烹飪。

2.根據權利要求1所述的烤箱的智能識別烹飪系統，其特征在于，所述的紅外溫度傳感器測量扒類的表面的初始溫度T₀，將信號傳輸至智能菜單控制系統上，在烘烤過程中對扒類的溫度T進行監控，通過設置過載溫度值T_x，以防止烤焦；所述的熱電偶溫度傳感器監控爐腔內溫度T_s，并反饋調節烤箱電熱管輸出功率，以維持設定的烘烤溫度。