[发明专利]群体产地鸭蛋外形尺寸的视觉检测分级装置及其方法

摘要

本发明公开了一种群体产地鸭蛋外形尺寸的视觉检测分级装置及其方法，涉及禽蛋加工分级技术领域。本装置的结构是在装置台上设置有传送带和光源，在传送带的上面装有鸭蛋，在传送带的下方设置有光源，光源通过传送带上辊子间的空隙透射到鸭蛋上；在装置台的上方设置有暗箱，在暗箱的顶部正中，设置有工业相机，工业相机的镜头距装置台面的高度为33cm；光电开关设置于暗箱的内侧；光电开关通过数据线与单片机相连；单片机和工业相机分别通过数据线与计算机相连。本发明能够完成自动分级，分级标准统一，分级准确；高效率、高智能；能够实现无损分级；用机器代替人眼，降低人工劳动强度，具有良好的应用推广前景。

主权项

一种群体产地鸭蛋外形尺寸的视觉检测分级方法，包括视觉检测分级装置，所述的视觉检测分级装置由装置台(10)、暗箱(20)、工业相机(30)、计算机(40)、单片机(50)、光电开关(60)、传送带(70)和光源(80)组成；其位置和连接关系是：在装置台(10)上设置有传送带(70)和光源(80)，在传送带(70)的上面装有鸭蛋(00)，在传送带(70)的下方设置有光源(80)，光源(80)通过传送带(70)上辊子(71)间的空隙透射到鸭蛋(00)上；在装置台(10)的上方设置有暗箱(20)，在暗箱(20)的顶部正中，设置有工业相机(30)，工业相机(30)的镜头距装置台(10)面的高度为33cm；光电开关(60)设置于暗箱(20)的内侧；光电开关(60)通过数据线与单片机(50)相连；单片机(50)和工业相机(30)分别通过数据线与计算机(40)相连；所述的计算机(40)内置有图像处理软件，其工作流程是：①读取图像(310)；②裁剪出单枚产地鸭蛋图像(320)；③对鸭蛋进行灰度化，移去边缘图像，中值滤波，二值化，填充孔洞，腐蚀膨胀去毛刺(330)；④提取鸭蛋的边缘坐标，最小二乘法椭圆拟合(340)；⑤通过椭圆方程，得到椭圆的长半轴a和短半轴b(350)；⑥分为两类分级模型：鸭蛋大小的分级(360)；鸭蛋扁平程度的分级(370)；鸭蛋大小的分级(360)A、计算鸭蛋的体积V和表面积S(361)；B、判断925000≤V≤1050000且46725≤S≤51000(362)，若是，则判别为中等大小的鸭蛋(363)，再跳转到步骤E，否则进入步骤C；C、判断V＜925000或S＜46725(364)，若是，则判别为小鸭蛋(365)， 再跳转到步骤E，否则进入步骤D；D、判别为大鸭蛋(366)；E、结束(367)；鸭蛋扁平程度的分级(370)a、计算鸭蛋的离心率e和椭圆率f(371)；b、判断0.668≤e≤0.709且0.256≤f≤0.295(372)，若是，则判别为扁平适中的鸭蛋(373)，再跳转到步骤f，否则进入步骤c；c、判断0.6＜e＜0.668或0.22＜f＜0.256(374)，若是，则判别为较圆润的鸭蛋(375)，再跳转到步骤f，否则进入步骤d；d、判断0.709＜e＜0.73或0.295＜f＜0.34(376)，若是，则判别为较扁平的鸭蛋(377)，再跳转到步骤f，否则进入步骤e；e、判别为异形蛋(378)；f、结束(379)；其特征在于视觉检测分级方法是：①打开光源开关，进行图像采集并储存将鸭蛋按每排3枚放置在传送带上，每当有一排鸭蛋进入暗箱，将触发1次安装在暗箱内侧的光电开关，当光电开关被触发3次时，单片机传递信号给计算机控制相机自动拍照，故每张图像中含有9枚鸭蛋，拍照完成后单片机重新开始计数；②从图像中裁剪出单枚鸭蛋的图像由于图像是由运动的鸭蛋触发光电开关拍照获得，9枚鸭蛋在图像中的位置较为固定，故可以通过预定的窗口将9枚鸭蛋依次从图像中裁剪出来，得到单枚鸭蛋的图像；③对单枚鸭蛋的图像进行预处理，将鸭蛋从背景中分割出来1)对图像灰度化使之变成灰度图；2)移去边界上因裁剪范围过大带入其他鸭蛋的图像；3)中值滤波；4)将灰度图转化成为二值图；5)填充由鸭蛋上的脏污而产生的图像上孔洞；6)腐蚀膨胀去除由传送带漏光而产生的毛刺状物；④提取鸭蛋的边缘坐标，通过最小二乘法对鸭蛋进行椭圆拟合；⑤通过椭圆的方程，得到椭圆的长半轴a和短半轴b，从而计算出鸭蛋的体积V：表面积S：离心率e：椭圆率f：⑥将外形尺寸参数带入分级模型中，实现对鸭蛋的大小和扁平程度的分级；1)鸭蛋大小的分级：A、若被测鸭蛋925000≤V≤1050000且46725≤s≤51000，则判别为中等大小的鸭蛋，否则进入下一轮判别；B、若被测鸭蛋V＜925000或S＜46725，则判别为小鸭蛋，否则进入下一轮判别；C、直接判别为大鸭蛋；2)鸭蛋扁平程度的分级：a、若被测鸭蛋0.668≤e≤0.709且0.256≤f≤0.295，则判别为扁平适中的鸭蛋，否则进入下一轮判别；b、若被测鸭蛋0.6＜e＜0.668或0.22＜f＜0.256，则判别为较圆润的鸭蛋，否则进入下一轮判别；c、若被测鸭蛋0.709＜e＜0.73或0.295＜f＜0.34，则判别为较扁平的鸭蛋，否则进入下一轮判别；d、直接判别为异形蛋。