[發明專利]基于牙尖識別與扶正儲存的大蒜種植裝置

有效

• 申請號: 202110381824.8
• 申請日: 2021-04-09
• 公開（公告）號: CN113508667B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 劉學梅;王玉成;林晨;王國慶;王欣童;邵明慶
• 申請（專利權）人: 青島理工大學
• 主分類號: A01C9/00
• 分類號: A01C9/00;A01C9/08;G06V20/10
• 代理公司: 青島華慧澤專利代理事務所(普通合伙) 37247
• 代理人: 王振一

1.基于牙尖識別與扶正儲存的大蒜種植裝置，其特征在于，包括間歇送料系統、識別扶正系統以及盛料組件，所述間歇送料系統與所述識別扶正系統連接，所述識別扶正系統與所述盛料組件連接；

所述間歇送料系統包括水平設置的間歇送料盤、與所述間歇送料盤底端連接的連接板、頂端與所述連接板垂直連接的傳動桿、與所述傳動桿底端連接的旋轉動力機構；

所述間歇送料系統還包括與所述間歇送料盤連接的落料組件；

所述落料組件包括設置在所述間歇送料盤邊緣的外壁擋圈，所述外壁擋圈安裝在整體框架上，所述外壁擋圈的內徑略大于間歇送料盤的外徑；

所述間歇送料盤的邊沿呈環形陣列設置有若干固定條，相鄰的兩個所述固定條之間形成落料孔，所述落料孔下方設置有落料管一；

所述外壁擋圈內側還豎直設置有調整擋板，所述調整擋板與所述外壁擋圈呈銳角或者鈍角設置，所述調整擋板與所述間歇送料盤之間設置有間隙；

所述落料管一設置在底板一底端，所述底板一水平設置在所述間歇送料盤的下方，所述底板一為內凹狀；

所述識別扶正系統包括Open MV模塊、扶正系統，所述扶正系統與所述盛料組件連接；

所述Open MV模塊包括Open MV攝像頭、輔助照明燈和控制主板，所述Open MV模塊通過螺釘固定在整體框架上；

所述盛料組件包括同軸設置的外殼、槽孔盤和單向軸承，所述槽孔盤設置在所述外殼內，所述單向軸承設置在所述槽孔盤的中心，所述槽孔盤的外側面呈環形陣列設置有若干槽孔；

所述扶正系統包括伺服電機、與所述伺服電機的轉軸連接的聯動輪、與所述聯動輪連接的兩個棘爪、分別與兩個所述棘爪連接的兩個棘輪，所述棘輪通過柱銷與所述槽孔盤同軸連接，所述棘輪和所述槽孔盤均穿設有同一安裝軸，所述棘爪的一端與所述聯動輪側面連接，所述棘爪的另一端與所述棘輪連接，兩個所述棘輪分別設置在所述聯動輪的兩側；

所述聯動輪側面設置有承接槽板，所述伺服電機通過安裝板二設置在整體框架上，所述落料管一的底端設置在所述承接槽板的上方；

所述聯動輪的兩側通過支撐角鐵分別設置有落料管二，所述落料管二的兩端分別靠近所述承接槽板、所述槽孔設置，所述支撐角鐵固定設置在整體框架上。

2.根據權利要求1所述的基于牙尖識別與扶正儲存的大蒜種植裝置，其特征在于，所述棘輪的轉動角度與槽孔盤上的槽孔相對應。

3.一種大蒜牙尖識別與扶正方法，其特征在于，采用如權利要求1-2任一項所述的基于牙尖識別與扶正儲存的大蒜種植裝置，具體包括以下步驟：

步驟S1：當大蒜掉落到承接槽板上之后，進入拍攝區域，由于大蒜正處于橫向放置，所以蒜瓣將有兩種狀態出現，即蒜頭朝左和蒜頭朝右；

步驟S2：蒜瓣進入到拍攝畫面，開始進行識別，通過Open MV模塊上的輔助照明燈對環境進行照明；

步驟S3：對圖像進行分割，將采集圖像中的蒜瓣和背景區別開來,利用Open MV模塊中自帶的強大Python函數庫，將圖像轉換為灰度圖，再進行二值化為黑白圖，調整合適的閾值，即可獲得完整的蒜瓣圖像；

步驟S4：經過自適應閾值變換后,對采集的圖像進行膨脹處理,得到蒜瓣形狀輪廓的黑白圖；

步驟S5：對圖像進行掃描，掃描的順序為由上到下，由左到右，當掃描到的像素點灰度值為225的蒜瓣時，對應的數組內容加1，最后通過掃描得到了大蒜圖形的面積，通過面積可以得到大蒜的最大寬度所在位置；

步驟S6：由于大蒜根部和芽尖距離大蒜最大寬度的距離，是芽尖到最大寬度的距離大于根部到最大寬度的距離，所以，通過求得兩端到最大寬度所在位置的距離大小，可以得知大蒜根部和芽尖的朝向；

步驟S7：Open MV模塊設置有IO口，可以驅動各種電機，當通過算法求得芽尖的朝向之后，會發出電壓信號并控制伺服電機，然后產生相應的角度轉動，通過計算和實驗，求得了最佳的角度變化在50°到60°之間，轉動方向與芽尖的方向一致；

步驟S8：當伺服電機發生轉動，聯動輪和承接槽板一塊轉動，使大蒜滑入到相應的落料管二中，大蒜沿著落料管二滑入到盛料組件中。

4.根據權利要求3所述的大蒜牙尖識別與扶正方法，其特征在于，所述步驟S8中，當聯動輪轉動時，會帶動棘爪發生偏移并拉動棘輪轉動一定的角度，槽孔盤一同轉動，棘輪的轉動角度和槽孔盤每個槽孔的角度相同；

當聯動輪復位后，棘爪相應的也跟隨一起復位，使棘爪的一端又回到了棘輪的下一個齒上，等待下一次的轉動；

經過多次的循環，每一次的扶正，都會使槽孔盤發生轉動，并轉出空余的槽孔，當槽孔裝滿后，對盛料組件進行及時更換。