[发明专利]一种枸杞子分级分选装置及其方法

说明书

技术领域

本发明属于一种颗粒物料的分级分选装置和方法，具体涉及一种基于嵌入式视觉图像技术的枸杞子分级分选装置及其方法。

背景技术

枸杞子具有较高的药用和食用营养价值，对人的身体健康十分有利。其中以枸杞子干果的食用药用价值最高。枸杞子干果的加工生产是通过对采摘后的枸杞子进行烘干晾晒，然后借助人工依据枸杞子干果的大小、颜色等进行分级分选，实行优质优价，同时枸杞子干果的分级也是目前枸杞子干果出口加工的一道重要工序。

目前我国宁夏、新疆等地所产枸杞子，由于其生长气候条件、烘干晾晒过程中的温度差异及枸杞子内部条件的不同，在烘干晾晒之后常常出现黑红色的霉果、黑果或其它颜色的油果、青果等不同色泽及品质的枸杞子，致使枸杞子干果色泽混杂不一，严重影响了枸杞子的食用及药用价值。这种色泽不一、品质不一的枸杞子，在以品质等级论价的国内外流通市场上是不具有竞争力的。

为提高枸杞子干果的市场竞争力，长期以来人们通过人眼手工根据色泽的不同对枸杞子干果进行拣选，然后再通过平面网筛依据枸杞子干果的大小来进行分级，从而提高其品质价格。但是，通过人工拣选分级的枸杞子易受人为因素影响，难以保证枸杞子的颜色大小的一致性，同时人工拣选分级效率低，易造成“二次污染”，分级分选标准也难以控制。随着枸杞子产量的大幅增加，枸杞子干果人工分选分级耗时、耗力问题日益突出。

近年来，随着光电技术的发展，许多工业发达国家已广泛地使用光电分选设备来代替繁重的工农业产品的手工分选分级操作，如在大米精加工领域，基于光电池的色选机应用广泛，但其色选精度较差。针对枸杞子等颜色多样化，分级标准多样化的物料，基于光电池分选其精度等都达不到要求，近年来发展迅猛的机器视觉技术为解决这一问题提供了保证。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中存在的缺点而提出的，目的是提供一种快速、准确、高效且成本低廉的枸杞子分级分选装置及其方法。

本发明的枸杞子分级分选装置的技术方案是：一种枸杞子分级分选装置，包括光学系统、嵌入式视觉控制系统和机械执行承载平台；光学系统由光源和电荷耦合器件组成，嵌入式视觉控制系统包括现场可编程门阵列和数字信号处理器，机械执行承载平台主要由物料传送与存储机构、供料系统、气路系统及电动执行机构组成。

在电荷耦合器件的前面安装有高速CCD镜头，在光学视场两侧均有一套高速CCD镜头，以滑槽为轴呈对称结构。现场可编程门阵列可以采用飓风III(Cyclone III)系列EP3C120芯片或者性能类似的器件构成。数字信号处理器由芯片TMS320DM64X或者性能类似的器件构成。电动执行机构由高速高频电动阀门及相应的驱动控制电路组成。

本发明的枸杞子分级分选方法的技术方案是：一种枸杞子分级分选方法，包括以下步骤：

第一、首先建立枸杞子分级分选专家知识库(S1)；

第二、然后进行枸杞子图像的采集(S2)；

第三、再进行枸杞子图像的特征信息的提取(S3)；

第四、再进行图像特征信息的比对(S4)；

第五、经过所得图像特征信息与专家知识库中的已有特征信息相比较，判定是否剔出，如果剔出进入下一步，如果不剔出则返回开始，重新进行(S5)；

第六、如果判定剔出，电动执行机构11接收DSP发出的控制信号，从而控制各个部件的具体动作，将不合格枸杞子剔出(S6)；

第七、最后，嵌入式视觉控制系统根据比对结论，控制分选机构对待选枸杞子进行颜色分选，进行分级，然后判定是否结束，如果不结束，则返回开始，重新进行(S7)。

本发明由于采用了嵌入式视觉图像识别技术对枸杞子干果同时进行分级分选，克服了传统的拣选方式准确率低、效率低下及易造成二次污染等弊病，使得枸杞子的产品质量得到保证，并且实现了快速智能化、提高了效率。

附图说明

图1是本发明的枸杞子分级分选装置的原理框图；

图2是本发明的枸杞子分级分选装置的结构示意图；

图3是本发明的枸杞子分级分选方法的程序图。

其中：

1光学系统            2嵌入式视觉控制系统

3机械执行承载平台    4光源

5电荷耦合器件        6现场可编程门阵列

7数字信号处理器      8物料传送与存储机构

9供料系统            10气路系统

11电动执行机构       12储料箱

13振动盘             14滑槽

15光学视场           16CCD镜头