本發(fā)明涉及檳榔原籽分選系統(tǒng)，屬于農(nóng)產(chǎn)品分揀技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

檳榔是我國(guó)湖南、海南、臺(tái)灣及東南亞國(guó)家產(chǎn)的熱帶作物，檳榔的果實(shí)，又稱為原籽，是一種近似紡錘形的不規(guī)則形狀，表面紋路粗糙度大小不一，一般情況下都是采用人工分料，人工分料的工作效率低，而且憑肉眼進(jìn)行分料的話，標(biāo)準(zhǔn)不一，容易造成分料后的同一規(guī)格果實(shí)質(zhì)量差異較大的情況。

公開(kāi)號(hào)為cn104760724a的中國(guó)專利2015年7月8日公開(kāi)了一種檳榔分料數(shù)粒裝置，該裝置是通過(guò)光感應(yīng)檢測(cè)的計(jì)數(shù)裝置對(duì)檳榔進(jìn)行計(jì)數(shù)，通過(guò)調(diào)整分料輪和第一凹槽的數(shù)量來(lái)實(shí)現(xiàn)不同顆粒也就是不同大小檳榔的分料。該裝置無(wú)法對(duì)表面紋路粗糙度大小不一的檳榔原籽進(jìn)行分選，也就是無(wú)法區(qū)分不同質(zhì)量的檳榔，只能區(qū)分大小不一的檳榔。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能夠根據(jù)表面紋路粗糙度大小不一、區(qū)分不同質(zhì)量檳榔的檳榔原籽分選系統(tǒng)。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案如下。

一種檳榔原籽分選系統(tǒng)，包括依次連接的提升機(jī)構(gòu)、刮料機(jī)構(gòu)、分揀踢料機(jī)構(gòu)、回流通道，分揀踢料機(jī)構(gòu)上方設(shè)置有視覺(jué)判斷系統(tǒng)，提升機(jī)構(gòu)包括電機(jī)連接的第一鏈輪，第一鏈輪通過(guò)第一鏈條連接第二鏈輪，第一鏈條上設(shè)置有提料勺，刮料機(jī)構(gòu)包括第三鏈輪，第三鏈輪通過(guò)第二鏈條連接第四鏈輪，第二鏈條上設(shè)置有刮板，所述分揀踢料機(jī)構(gòu)包括第五鏈輪，第五鏈輪通過(guò)第三鏈條連接第六鏈輪，第三鏈條上設(shè)置有承料塊，第三鏈條和承料塊的一側(cè)設(shè)置有至少兩條下料通道，分揀踢料機(jī)構(gòu)的第六鏈輪一側(cè)設(shè)置有料箱，回流通道設(shè)置在料箱和提升機(jī)構(gòu)的下端之間。

提升機(jī)構(gòu)的第一鏈輪處設(shè)置有料斗。

回流通道設(shè)置在料箱和料斗之間。

視覺(jué)判斷系統(tǒng)包括工業(yè)相機(jī)、激光照射裝置、光源和控制裝置。

由于采用了以上技術(shù)方案，本發(fā)明所取得技術(shù)進(jìn)步如下。

本發(fā)明采用提升機(jī)構(gòu)進(jìn)行提料，通過(guò)刮料機(jī)構(gòu)將檳榔原籽刮送至分揀踢料機(jī)構(gòu)，通過(guò)視覺(jué)判斷系統(tǒng)對(duì)需要分揀的檳榔原籽根據(jù)其表面紋路的粗糙度進(jìn)行分揀，將不同粗糙度的檳榔原籽分送至不同的下料口，如果沒(méi)有分揀出的檳榔原籽會(huì)落入料箱，通過(guò)回流通道再次流入料斗，然后被提升機(jī)構(gòu)再次提料，重復(fù)上述工作。本發(fā)明可以根據(jù)表面紋路粗糙度大小不一、區(qū)分不同質(zhì)量檳榔原籽，提高了檳榔的分揀效率和分揀質(zhì)量。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1中視覺(jué)判斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是檳榔表面激光照射裝置照射后的示意圖；

圖4是檳榔橫截面外形示意圖；

圖5是圖4中i處的局部放大示意圖。

其中：1—料斗、2—第一鏈輪、3—提料勺、4—第二鏈輪、5—漲緊輪、6—第三鏈輪、7—刮板、8—第四鏈輪、9—鏈輪、10—第五鏈輪、11—承料塊、12—下料口、13—第六鏈輪、14—料箱、15—回流通道、16—視覺(jué)判斷系統(tǒng)、16-1—工業(yè)相機(jī)、16-2—激光照射裝置、16-3—檳榔、16-4—光源。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

一種檳榔原籽分選系統(tǒng)，包括依次連接的提升機(jī)構(gòu)、刮料機(jī)構(gòu)、分揀踢料機(jī)構(gòu)、回流通道，分揀踢料機(jī)構(gòu)上方設(shè)置有視覺(jué)判斷系統(tǒng)16，提升機(jī)構(gòu)包括電機(jī)連接的第一鏈輪2，第一鏈輪通過(guò)第一鏈條連接第二鏈輪4和鏈輪9，第一鏈條上設(shè)置有提料勺3，第一鏈條上還設(shè)置有漲緊輪5，刮料機(jī)構(gòu)包括第三鏈輪6，第三鏈輪6通過(guò)第二鏈條連接第四鏈輪8，第二鏈條上設(shè)置有刮板7，分揀踢料機(jī)構(gòu)包括第五鏈輪10，第五鏈輪10通過(guò)第三鏈條連接第六鏈輪13，第三鏈條上設(shè)置有承料塊11，第三鏈條和承料塊11的一側(cè)設(shè)置有至少兩條下料通道12，分揀踢料機(jī)構(gòu)的第六鏈輪13一側(cè)設(shè)置有料箱14，回流通道15設(shè)置在料箱14和提升機(jī)構(gòu)的下端之間。

提升機(jī)構(gòu)的第一鏈輪2處設(shè)置有料斗1。

回流通道1設(shè)置在料箱14和料斗1之間。

視覺(jué)判斷系統(tǒng)16包括工業(yè)相機(jī)16-1、激光照射裝置16-2、光源16-4和控制裝置。

該分料系統(tǒng)的工作步驟：

1.檳榔原籽經(jīng)過(guò)提升機(jī)構(gòu)時(shí)候，由連接在第一鏈條上的提料勺3將檳榔從料斗1中提升上來(lái)，同時(shí)被分成單個(gè)檳榔；

2.檳榔原籽被提升后進(jìn)入刮料機(jī)構(gòu)，刮料機(jī)構(gòu)上的刮板7將檳榔原籽整形并輸送到分揀踢料機(jī)構(gòu)；

3.檳榔原籽進(jìn)入分揀踢料機(jī)構(gòu)后，首先要經(jīng)過(guò)視覺(jué)判斷系統(tǒng)16判斷，視覺(jué)判斷系統(tǒng)16包括工業(yè)相機(jī)和激光照射裝置，檳榔原籽一旦到達(dá)激光照射位置后，會(huì)觸發(fā)工業(yè)相機(jī)拍照并且會(huì)把拍到的圖像信息及數(shù)據(jù)傳送到工業(yè)計(jì)算機(jī)中，計(jì)算機(jī)一旦收到數(shù)據(jù)就會(huì)交由軟件處理，在處理分析圖片后得到的結(jié)果會(huì)發(fā)送給分揀踢料機(jī)構(gòu)，把檳榔原籽踢到視覺(jué)判斷系統(tǒng)所判斷的下料通道12中。

視覺(jué)判斷系統(tǒng)包括工業(yè)相機(jī)、激光照射裝置、光源、控制裝置。

工業(yè)相機(jī)相比于傳統(tǒng)的民用相機(jī)而言，它具有高的圖像穩(wěn)定性、高傳輸能力和高抗干擾能力，本發(fā)明采用基于ccd（chargecoupleddevice）的工業(yè)相機(jī)，ccd是目前機(jī)器視覺(jué)最為常用的圖像傳感器，它集光電轉(zhuǎn)換及電荷存貯、電荷轉(zhuǎn)移、信號(hào)讀取于一體，是典型的固體成像器件，ccd的突出特點(diǎn)是以電荷作為信號(hào)，而不同于其它器件是以電流或者電壓為信號(hào)。這類成像器件通過(guò)光電轉(zhuǎn)換形成電荷包，而后在驅(qū)動(dòng)脈沖的作用下轉(zhuǎn)移、放大輸出圖像信號(hào)。典型的ccd相機(jī)由光學(xué)鏡頭、時(shí)序及同步信號(hào)發(fā)生器、垂直驅(qū)動(dòng)器、模擬/數(shù)字信號(hào)處理電路組成，ccd作為一種功能器件，與真空管相比，具有無(wú)灼傷、無(wú)滯后、低電壓工作、低功耗等優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明激光照射裝置16-2采用紅色線陣激光，光源選取白色背光源。

視覺(jué)判斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖2所示。工業(yè)相機(jī)16-1垂直安裝于光源16-4的上方，檳榔16-3就設(shè)在工業(yè)相機(jī)16-1的正下方，光源16-4的上方。激光照射裝置16-2采用激光三角測(cè)量法斜置在工業(yè)相機(jī)16-1的一邊，角度以光線打在檳榔16-3上的效果為準(zhǔn)，在15-75度之間。

視覺(jué)判斷系統(tǒng)判斷原理為判斷處理圖片像素。判斷方法分為4個(gè)步驟：1.標(biāo)定尺寸、2.檳榔選取處理實(shí)際尺寸、3.處理激光像素計(jì)算表面粗糙度、4.數(shù)據(jù)對(duì)比判斷。

一、標(biāo)定尺寸。

首先，放入標(biāo)定板手動(dòng)采集圖像，標(biāo)定板在圖上長(zhǎng)度所占像素為x，標(biāo)定板實(shí)際長(zhǎng)度為l，那么就得出了圖上一個(gè)像素所代表的實(shí)際距離之間的x/l比例pn。將這個(gè)值輸入到控制裝置中。

二、檳榔選取。

拍照后獲得檳榔的圖像，根據(jù)圖像灰度（對(duì)比度）不同將檳榔形體摳出，確定檳榔面域，然后根據(jù)圖像上檳榔長(zhǎng)度，寬度所占的像素點(diǎn)數(shù)，再加上之前所得出的標(biāo)定比例pn，計(jì)算出檳榔的實(shí)際長(zhǎng)度l、寬度d，再計(jì)算出長(zhǎng)寬比。

三.處理激光像素計(jì)算表面粗糙度。

物體的表面實(shí)際是粗糙不平的，放大以后呈現(xiàn)出波浪形的走向，而波峰波谷的差值d就是判斷粗糙度的依據(jù)，檳榔表面的粗糙度是根據(jù)檳榔表面的紋路以及波峰波谷之間的差值來(lái)確定的。

檳榔原籽的表面是粗糙不平的，利用激光三角測(cè)量法來(lái)測(cè)量檳榔像素坐標(biāo)（圖2所示），從而判斷其面粗糙度。激光三角法位移測(cè)量的原理是，用一束激光以某一角度聚焦在被測(cè)物體表面，然后從另一角度對(duì)物體表面上的激光光斑進(jìn)行成像，物體表面激光照射點(diǎn)的位置高度不同，所接受散射或反射光線的角度也不同，光斑像的位置也會(huì)不同，用相機(jī)測(cè)出光斑像的位置，就可以計(jì)算出主光線的角度，從而計(jì)算出物體表面激光照射點(diǎn)的位置高度，就可以計(jì)算出物體表面的粗糙度。

用激光三角測(cè)量法將檳榔表面的波峰波谷的差值轉(zhuǎn)化為激光照射在檳榔上的平面曲線的峰谷差值，計(jì)算結(jié)果以像素尺寸為單位，利用平均值最后取所有峰谷差值的均值定義為粗糙度，平均像素尺寸在7-23之間，平均差值定義為s，我們將其分為6個(gè)等級(jí)，7<=s<9為等級(jí)1，9<=s<11為等級(jí)2，11<=s<15為等級(jí)3，15<=s<19為等級(jí)4，19<=s<21為等級(jí)5，21<=s<23為等級(jí)6。

四、數(shù)據(jù)對(duì)比判斷。

每個(gè)下料通道12都有一個(gè)小的數(shù)據(jù)庫(kù)，當(dāng)設(shè)置通道的參數(shù)后，這些參數(shù)會(huì)存放到對(duì)應(yīng)通道的數(shù)據(jù)庫(kù)中，每一次拍照都會(huì)將圖片信息中所得到的參數(shù)與數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)做比較，數(shù)據(jù)吻合的話就會(huì)發(fā)出對(duì)應(yīng)的值給執(zhí)行機(jī)構(gòu)，檳榔到達(dá)指定位置后就會(huì)被踢進(jìn)料口。

下料通道12按照從左到右的順序分別為通道一、通道二、通道三、通道四、通道五、通道六。有的檳榔原籽因?yàn)樽藨B(tài)不好或者其他原因與六個(gè)通道的參數(shù)都不符合沒(méi)有被判入六個(gè)通道口中，那么就會(huì)經(jīng)過(guò)流到后面的料箱14并且經(jīng)過(guò)回流通道1回到前面的料斗1，重新進(jìn)行判斷。

實(shí)施例

1.標(biāo)定尺寸。

首先采用1280*900分辨率的相機(jī)，將長(zhǎng)70、寬35的標(biāo)定板放在檳榔位置拍照，長(zhǎng)度所占像素點(diǎn)為595，則設(shè)置標(biāo)定比例pn為595/70=8.5，將下料通道12的通道一的參數(shù)設(shè)為長(zhǎng)30-40，寬20-40，長(zhǎng)寬比為1-3，粗糙度為5；將通道二的參數(shù)設(shè)置為長(zhǎng)41-50，寬20-45，長(zhǎng)寬比為1.5-3，粗糙度為6，這些數(shù)據(jù)被存到控制裝置中。

2.檳榔原籽選取。

工業(yè)相機(jī)16-1拍照后獲得檳榔原籽的圖像，根據(jù)圖像灰度（對(duì)比度）不同將檳榔形體摳出，確定檳榔面域，然后根據(jù)圖像上檳榔長(zhǎng)度，寬度所占的像素點(diǎn)數(shù)，再加上之前所得出的標(biāo)定比例，計(jì)算出檳榔的實(shí)際長(zhǎng)度、寬度，計(jì)算出長(zhǎng)寬比。

測(cè)得檳榔一長(zhǎng)度為297.5像素點(diǎn)，則實(shí)際長(zhǎng)度尺寸為35，寬度為170像素點(diǎn)，則實(shí)際寬度尺寸為20，長(zhǎng)寬比為1.75。

測(cè)得檳榔二長(zhǎng)度為340像素點(diǎn)，則實(shí)際長(zhǎng)度尺寸為40，寬度為170像素點(diǎn)，則實(shí)際寬度尺寸為20，長(zhǎng)寬比為2。

測(cè)得檳榔三長(zhǎng)度為297.5像素點(diǎn)，則實(shí)際尺長(zhǎng)度寸為35，寬度為170像素點(diǎn)，則實(shí)際寬度尺寸為20，長(zhǎng)寬比為1.75。

3.處理激光像素計(jì)算表面粗糙度。

激光照射在檳榔一上的曲線峰谷高低不同，取其峰谷差值的均值s=20，粗糙度為等級(jí)5。

激光照射在檳榔二上的曲線峰谷高低不同，取其峰谷差值的均值s=22，粗糙度為等級(jí)6。

激光照射在檳榔三上的曲線峰谷高低不同，取其峰谷差值的均值s=13，粗糙度為等級(jí)3。

4、數(shù)據(jù)對(duì)比判斷。

將圖片信息中所得到的參數(shù)與數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)做比較，數(shù)據(jù)吻合那么就會(huì)發(fā)出對(duì)應(yīng)的值，檳榔到達(dá)指定位置后就會(huì)被踢進(jìn)料口。

因?yàn)楦鶕?jù)測(cè)得檳榔原籽一的像素，計(jì)算得到實(shí)際長(zhǎng)度尺寸為35，實(shí)際寬度尺寸為20，長(zhǎng)寬比為1.75，粗糙度為等級(jí)5，所以檳榔一會(huì)被踢到通道一；

因?yàn)楦鶕?jù)測(cè)得檳榔原籽二的像素，計(jì)算得到實(shí)際長(zhǎng)度尺寸為40，實(shí)際寬度尺寸為20，長(zhǎng)寬比為2，糙度為等級(jí)6，所以檳榔一會(huì)被踢到通道二；

因?yàn)楦鶕?jù)測(cè)得檳榔原籽三長(zhǎng)的像素，計(jì)算得到實(shí)際尺長(zhǎng)度寸為35，實(shí)際寬度尺寸為20，長(zhǎng)寬比為1.75，糙度為等級(jí)6，則檳榔沒(méi)有被踢入到任何通道，經(jīng)過(guò)流到后面的料箱14并且經(jīng)過(guò)回流通道1回到前面的料斗1，重新進(jìn)行判斷。