[發(fā)明專利]一種基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)的蔬菜自動(dòng)清洗方法及系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011294539.4
• 申請(qǐng)日: 2020-11-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112200155A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭炅;王延杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G06K9/00
• 分類號(hào): G06K9/00;G06K9/20;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 武漢仁合利泰專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42275
• 代理人: 劉川

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)的蔬菜自動(dòng)清洗方法及系統(tǒng)，首先通過(guò)預(yù)訓(xùn)練得到蔬菜分類深層網(wǎng)絡(luò)和清洗部位分類深層網(wǎng)絡(luò)，存儲(chǔ)器內(nèi)存儲(chǔ)清洗方式列表；然后將預(yù)清洗的蔬菜置于清洗設(shè)備中，蔬菜分類深層網(wǎng)絡(luò)輸出該蔬菜的具體類別；然后清洗部位分類深層網(wǎng)絡(luò)區(qū)分具體的清洗部位，不同的清洗部位采用不同的清洗方式；其次通過(guò)雙目測(cè)距方法檢測(cè)蔬菜不同清洗部位與清洗裝置之間的距離；最后得到最終清洗模式對(duì)蔬菜的不同清洗部位進(jìn)行清洗。本發(fā)明采用智能化的識(shí)別技術(shù)，識(shí)別蔬菜的種類及不同的清洗部位，針對(duì)不同的清洗部位采用預(yù)設(shè)的不同清洗方式，實(shí)現(xiàn)蔬菜的自動(dòng)清洗，且清洗的潔凈程度高，不易對(duì)蔬菜造成損傷。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)設(shè)備領(lǐng)域，具體是涉及一種基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)的蔬菜自動(dòng)清洗方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

各個(gè)行業(yè)在發(fā)展過(guò)程中對(duì)于清洗潔凈度的要求不斷提升，只因清潔度本身就代表了產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)境的質(zhì)量，至于自動(dòng)清洗機(jī)本身只是一種高技術(shù)產(chǎn)品，故此并不存在適用于所有產(chǎn)業(yè)的通用產(chǎn)品，由此也就衍生出來(lái)各種專用清洗機(jī)及部分類型通用清洗機(jī)。

自動(dòng)清洗機(jī)能夠高效的利用資源進(jìn)行有效快速地清洗清理，能夠大大降低人力成本，并大幅度地提升工作效率和工作速度，此外還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)水資源的循環(huán)利用，節(jié)水節(jié)能，尤其是冬季等惡劣環(huán)境下優(yōu)勢(shì)更顯著。相對(duì)于人工清洗能夠?qū)崿F(xiàn)高強(qiáng)度工作模式。

自動(dòng)清洗機(jī)經(jīng)過(guò)了前幾代清洗機(jī)技術(shù)的學(xué)習(xí)，國(guó)內(nèi)也逐漸跟上了國(guó)際研發(fā)的步伐，擺脫人工，走向智能生產(chǎn)，脫離了模仿學(xué)習(xí)，開(kāi)始進(jìn)行自主研發(fā)，但是不同行業(yè)需求不同，清洗產(chǎn)業(yè)的發(fā)展還需要根據(jù)實(shí)際情況，根據(jù)各行業(yè)的發(fā)展需求，從而選擇適合的方式進(jìn)行設(shè)備設(shè)計(jì)和生產(chǎn)。在蔬菜加工過(guò)程中需要對(duì)蔬菜進(jìn)行清洗，現(xiàn)有的蔬菜清洗大多通過(guò)手工進(jìn)行，整個(gè)清洗過(guò)程效率低下，耗時(shí)耗力。雖然在現(xiàn)有市場(chǎng)上也出現(xiàn)了部分清洗機(jī)，但是這些清洗機(jī)的設(shè)計(jì)不夠合理，使用不夠方便，清洗效果較差。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)的蔬菜自動(dòng)清洗方法及系統(tǒng)。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一方面，本發(fā)明公開(kāi)了一種基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)的蔬菜自動(dòng)清洗方法，具體包括以下步驟：

1)收集不同類別的蔬菜圖像以及蔬菜不同清洗部位的圖像；

2)將預(yù)訓(xùn)練分類模型對(duì)每一類蔬菜圖像進(jìn)行訓(xùn)練，對(duì)選定類用標(biāo)注的蔬菜圖像數(shù)據(jù)集提取深層網(wǎng)絡(luò)特征，利用該特征表征訓(xùn)練數(shù)據(jù)從而構(gòu)建蔬菜分類深層網(wǎng)絡(luò)；

3)將預(yù)訓(xùn)練分類模型對(duì)同一類蔬菜每個(gè)不同清洗部位圖像進(jìn)行訓(xùn)練，對(duì)選定類用標(biāo)注的蔬菜不同清洗部位的圖像數(shù)據(jù)集提取深層網(wǎng)絡(luò)特征，利用該特征表征訓(xùn)練數(shù)據(jù)從而構(gòu)建清洗部位分類深層網(wǎng)絡(luò)；

4)利用步驟2)得到的蔬菜分類深層網(wǎng)絡(luò)對(duì)置于清洗設(shè)備內(nèi)待清洗的蔬菜進(jìn)行蔬菜類別自動(dòng)識(shí)別；

5)利用步驟3)得到的清洗部位分類深層網(wǎng)絡(luò)對(duì)置于清洗設(shè)備內(nèi)待清洗的蔬菜進(jìn)行清洗部位的自動(dòng)識(shí)別；

6)讀取存儲(chǔ)器內(nèi)存儲(chǔ)的清洗方式列表，清洗方式列表用于保存不同類別蔬菜的不同清洗部位對(duì)應(yīng)的不同清洗方式；

7)利用左、右兩個(gè)雙目測(cè)距裝置通過(guò)雙目測(cè)距方法檢測(cè)蔬菜不同清洗部位與清洗裝置之間的距離；

8)根據(jù)步驟6)得到的清洗方式以及步驟7)得到的清洗距離進(jìn)行分析，得到最終清洗模式，根據(jù)該最終清洗模式對(duì)蔬菜的不同清洗部位進(jìn)行清洗。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，還可做如下改進(jìn)：

作為優(yōu)選的方案，分類模型結(jié)構(gòu)包括：標(biāo)準(zhǔn)卷積層、一連串的深度可分離卷積包、平均降維層以及完全鏈接層，深度可分離卷積包包含一個(gè)深度卷積層；

標(biāo)準(zhǔn)卷積層為分類模型的第一層，平均降維層為分類模型的倒數(shù)第二層，完全鏈接層為分類模型的最后一層。