[发明专利]基于图像处理的水果分选装置

权利要求书

1.一种基于图像处理的水果分选装置，其特征在于，包括：上料机构、间歇式多通道物料传输机构、连续式单通道物料传输机构、分类箱和水果信息采集机构，其中：间歇式多通道物料传输机构的前端设置上料机构，上方设有水果信息采集机构，尾部与连续式单通道物料传输机构垂直相连，分类箱与连续式单通道物料传输机构相连；

所述的水果信息采集机构包括：圆顶形光源散射装置、一对触发器、若干与计算机相连的相机和光源，其中：一对触发器设置于间歇式多通道物料传输机构上且发送脉冲信号至相机，圆顶形光源散射装置上方分别固定若干相机以记录所测水果的各个面的信息，内侧设有光源，光源为两排成线形分布的贴片LED。

2.根据权利要求1所述的基于图像处理的水果分选装置，其特征是，所述的间歇式多通道物料传输机构包括：第一机架、若干水果传输支撑滚子、传送链条、棘轮、棘爪、连接挡板、摇杆和连接轴，其中：若干水果传输支撑滚子串连构成一排，若干排支撑滚子等间距分布于机架两旁的传送链条上，水果传输支撑滚子的上下两侧设置一对触发器，棘轮与传送链条相连且为其提供动力，连接挡板固定于棘轮的中心轴上，棘爪固定于连接挡板上，摇杆的一端与连接挡板为球连接，另一端与连接轴相连，连接轴与连续式单通道物料传输机构相连。

3.根据权利要求2所述的基于图像处理的水果分选装置，其特征是，所述的相机为两台且间隔设置以分别记录水果正面、反面的信息，间隔为四个横排的水果传输支撑滚子之间的距离。

4.根据权利要求2或3所述的基于图像处理的水果分选装置，其特征是，所述的水果传输支撑滚子为中部内凹结构，该水果传输支撑滚子的两端的半径和水果半径相当，中部内凹结构使水果在传输时保持相对平稳且保证间歇式多通道物料传输机构1每传动一次，水果旋转50-70度。

5.根据权利要求1所述的基于图像处理的水果分选装置，其特征是，所述的连续式单通道物料传输机构包括：第二机架、主动链轮、从动链轮、链条、托盘、托盘贴板、通电磁铁、永久性磁铁和托盘支架，其中：第二机架的两端分别设置主动链轮和从动链轮，主动链轮由电机提供动力，主动链轮的主轴与间歇式多通道物料传输机构相连且带动其运动，链条的两端分别设于主动链轮和从动链轮上且链条上由支撑轴等间距均匀分布托盘，支撑轴位于距离托盘外边沿1/3处，托盘的另一端接触托盘贴板，永久性磁铁设置于托盘内部，通电磁铁位于托盘贴板上且与贴板呈水平，永久性磁铁的磁性和通电磁铁的方向相反，以保证在卸料时产生反向力，以完成卸料。

6.根据权利要求5所述的基于图像处理的水果分选装置，其特征是，所述的通电磁铁和永久性磁铁之间的作用力为F且满足F>G/2，其中：G为水果、永久性磁铁和托盘的重力之和。

7.一种基于权利要求1-6中任一所述装置的水果分选方法，通过制取待检测水果的掩模图像用于消除三基色图像的分量中的背景干扰，然后通过计算待测水果缺陷面积总和实现分级筛选。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征是，所述方法包括：

1）分离出水果的NIR图像，据此对图像进行阈值处理，获得水果图像的掩模图像；

2）提取水果的RGB图像中的G分量图像；

3）利用掩模图像去除G分量图像中和缺陷相同亮度值的背景干扰；

4）单阈值完成分割背景后的G分量图像，获得水果的缺陷图像；

5）对水果存在区域进行位置标号，将同一批水果图像进行融合，即为相同标号处水果不同方位的缺陷面积之和，根据水果等级划分准则，完成各个区域的等级划分；

6）当水果从连续式单通道物料传输机构的托盘的起始处处输送至相应等级的分类箱时，触发该通电磁铁，导电磁铁产生磁性，与永久性磁铁产生相互排斥力，该力所产生的力矩与水果、托盘的重力矩相反，托盘绕支撑轴上的支点顺时针旋转，完成卸料。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征是，所述的步骤1）中的阈值处理是指：确定一个灰度值作为标准阈值，低于此值的像素为水果的缺陷部分，高于此值的像素则为正常水果表面。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征是，所述的步骤5）中的区域位置标号是指：将记录同一个水果各个面而设置的相机之间的各个水果所在区域依次分别标号。