[發明專利]一種原糧不完善粒的圖像識別和自動分揀裝置

有效

• 申請號: 202011120388.0
• 申請日: 2020-10-19
• 公開（公告）號: CN112474387B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 張朝暉;趙小燕;李智;賴新亮;徐佳鵬
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: B07C5/02
• 分類號: B07C5/02;B07C5/342;B07C5/36;G06K9/00
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

本發明公開了一種原糧不完善粒的圖像識別和自動分揀裝置，包括：顆粒分離模塊、全景攝像模塊、識別控制模塊和分揀模塊；其中，分揀模塊包括轉盤，該轉盤包括多個儲糧格，每一儲糧格分別用于收集一類原糧；顆粒分離模塊用于將原糧樣品堆分離成一顆顆單粒；全景攝像模塊用于從多個不同的角度對顆粒分離模塊分離出的糧粒進行拍攝；識別控制模塊用于基于卷積神經網絡，對全景攝像模塊拍攝的糧粒圖像進行識別，以判斷當前糧粒的類別，并在判斷出當前糧粒類別后，根據當前糧粒的類別，驅動轉盤轉動，使得當前糧粒落入對應的儲物格中。本發明可對糧粒進行準確分類，并自動完成原糧的分揀工作。

技術領域

本發明涉及機械自動化和人工智能圖像識別技術領域，特別涉及一種原糧不完善粒的圖像識別和自動分揀裝置。

背景技術

原糧是指已經脫皮、尚未碾磨加工的顆粒狀糧食，可以是小麥粒、稻谷粒、大豆粒、玉米粒等。我國是世界最大的糧食生產、儲備、流通和消費國之一，對原糧的質量檢驗在流通、存儲等環節意義重大。

原糧中除大部分為完善粒外，還會有少量的蟲蝕粒、病斑粒、破損粒、生芽粒、生霉粒、雜質共6類不完善粒。各類不完善粒的占比是衡量原糧品質的重要指標。目前的原糧質檢方法是，將一定重量的原糧樣品平鋪在一張標準光源照射下的白板上，檢驗員用鑷子逐粒撥動原糧，肉眼識別所屬類型，并撥到不同位置上以便分類稱重。人工檢驗一般要重復兩次，取其均值作為最終檢驗結果，以降低人工出錯的概率。這種目視檢測、手工分類方法，耗時費力，錯檢率在高勞動強度下也會增大，而且對臨界狀態的判別也會有隨意性，難以滿足自動化糧食流通、儲備中的大規模、多點位質檢需要。實現原糧的自動化、智能化分類分揀是原糧質檢的必然趨勢。

利用圖像識別技術的原糧分類方法已受到廣泛關注。目前的研發成果大多采用特征提取算法。由于不同原糧體位、不均勻照明等因素都會干擾提取外觀特征的準確度，所以需要對所提取的特征進行不斷測試和優化，在實際應用中誤差較大。例如，申請號為CN201720454687.5的專利申請公開了一種糧食不完善粒的智能檢測系統，將單粒糧食置于旋轉玻璃盤上，用上位相機、下位相機同時拍攝后進行識別，未涉及識別算法。申請號為CN201810616422.X的專利申請公開了一種基于機器視覺的小麥不完善粒識別方法，對位于玻璃板的糧粒從上、下兩面拍照，然后提取頻譜特征進行識別，這種人工歸納特征的算法，普適性不高，且僅用于識別、未涉及分揀。申請號為CN201910010711.X的專利申請公開了一種糧食不完善粒智能檢測儀，利用輸送帶將樣品分離成單粒，然后在顆粒下落中采集圖像，這種下落圖像難免模糊。

發明內容

本發明提供了一種原糧不完善粒的圖像識別和自動分揀裝置，以解決現有技術中人工檢驗耗時費力，利用圖像識別的原糧分類技術誤差較大的技術問題。

為解決上述技術問題，本發明提供了如下技術方案：

一種原糧不完善粒的圖像識別和自動分揀裝置，包括：顆粒分離模塊、全景攝像模塊、識別控制模塊和分揀模塊；其中，

所述顆粒分離模塊和全景攝像模塊分別與所述識別控制模塊電連接；所述分揀模塊包括轉盤，所述轉盤位于所述顆粒分離模塊的下方，并與所述識別控制模塊電連接；所述轉盤包括多個儲糧格，每一儲糧格分別用于收集一類原糧；

所述顆粒分離模塊用于將待檢測的原糧樣品堆分離成一顆顆單粒；所述全景攝像模塊用于從多個不同的角度對所述顆粒分離模塊分離出的糧粒進行拍攝；所述識別控制模塊用于基于預設的卷積神經網絡，對所述全景攝像模塊拍攝的糧粒圖像進行識別，以判斷當前糧粒的類別，并在判斷出當前糧粒類別后，根據當前糧粒的類別，驅動所述轉盤轉動，使得當前糧粒落入對應的儲物格中。

進一步地，所述顆粒分離模塊包括振動篩、通道和針閥組；其中，

所述振動篩和所述針閥組分別與所述識別控制模塊電連接；