一种基于CCD图像传感器的长条形瓜果检测采摘一体装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开一种基于CCD图像传感器的长条形瓜果检测采摘一体装置。方案包括机械臂、以及安装在机械臂末端的执行机构，其特征在于：所述执行机构主要由检测装置、剪切装置、夹持机构和控制器，所述检测装置为CCD图像传感器，所述机械臂末端的执行机构到达黄瓜同一高度后，所述CCD图像传感器获取黄瓜视频信号、并对视频信号进行二值化处理，得到矩形波，所述控制器对所得矩形波进行处理和测量得到图像中长条形瓜果长度值，并与预设长条形瓜果长度值进行比较，如≥预设长条形瓜果长度值，则所述控制器发送剪切命令到剪切装置带动剪刀刀片剪切果梗，剪切的长条形瓜果由夹持机构夹持。

A long strip melon fruit detection and picking integrated device based on CCD image sensor

The utility model discloses a long strip melon fruit detection and picking integrated device based on the CCD image sensor. The scheme includes a mechanical arm and an actuator mounted at the end of the arm, characterized by: the actuator is mainly a detection device, a shearing device, a clamping mechanism, and a controller, the detection device is an CCD image sensor, and the execution mechanism at the end of the manipulator reaches the same height of the cucumber, and the CCD image is described. The sensor obtains the cucumber video signal and the two value processing of the video signal to get the rectangle wave. The controller deals with the rectangle wave and obtains the length of the long strip in the image, and compares it with the length value of the presupposed long strip, such as the control of the length value of the presupposition long strip, then the control is controlled. The cutter sends a shearing command to the shearing device to drive the scissors blade to cut the fruit stalk, and the cut long strip fruit is clamped by the clamping mechanism.

【技术实现步骤摘要】
一种基于CCD图像传感器的长条形瓜果检测采摘一体装置
本技术涉及一种长条形瓜果检测采摘一体装置。
技术介绍
长条形瓜果往往需要根据长度进行分类适时采摘，以供应不同需求的客户，在种植地，对于长条形瓜果的生长程度难以进行实地测量，往往根据经验目测采摘，但往往出现误差。对于订单上的某一长条形瓜果的固定长度要求来说，若长条形瓜果采摘长度过短，则影响声誉和客户的满意度；若长条形瓜果采摘长度过长，则间接增加了生产成本。此外，如果携带卷尺进行测量，则十分不便，采摘过程易于丢失。为了解决上述问题，一些摘果器采用了带刻度的套袋技术来实地测量长条形瓜果长度，但此法仅适用于人工采摘，无法为机械化采摘提供便利，仍然无法减轻人工劳动强度，难以适应农业现代化的潮流。目前，设施黄瓜在逐步走向机械化采摘，采摘前对瓜果进行成熟度识别是自动化果蔬采摘机械人实现采摘功能的关键。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种基于CCD图像传感器的长条形瓜果检测采摘一体装置。为实现上述目的，本技术的方案包括机械臂、以及安装在机械臂末端的执行机构，其特征在于：所述执行机构主要由检测装置、剪切装置、夹持机构和控制器，所述检测装置为CCD图像传感器，所述机械臂末端的执行机构到达黄瓜同一高度后，所述CCD图像传感器获取黄瓜视频信号、并对视频信号进行二值化处理，得到矩形波，所述控制器对所得矩形波进行处理和测量得到图像中长条形瓜果长度值，并与预设长条形瓜果长度值进行比较，如≥预设长条形瓜果长度值，则所述控制器发送剪切命令到剪切装置带动剪刀刀片剪切果梗，剪切的长条形瓜果由夹持机构夹持。所述的基于CCD图像传感器的长条形瓜果检测采摘一体装置，其特征在于：所述机械臂由依次连接的腰关节、肩关节、大臂、肘关节、小臂及腕关节组成。所述的基于CCD图像传感器的长条形瓜果检测采摘一体装置，其特征在于：所述控制器采用AT89C51单片机。所述的基于CCD图像传感器的长条形瓜果检测采摘一体装置，其特征在于：所述腰关节底部设有基座。本技术人基于CCD图像传感器的长条形瓜果检测采摘一体装置优点：在摘剪长条形瓜果果实前能实现对长条形瓜果长度的测量，实现对满足客户要求长度的瓜果进行选择及自动采摘。根据客户要求的瓜果长度而言，本专利技术的长条形瓜果往往需要根据长度进行分类适时采摘，以供应不同需求的客户。在种植地，可通过CCD图像传感器，对于长条形瓜果的长度进行实地测量，不需根据经验目测采摘，不会出现较大误差，测量误差小。对于订单上的某一长条形瓜果的固定长度要求来说，同一批采摘下来的瓜果长度的测量数据的标准偏差往往很小，提高了瓜果种植基地的声誉和客户的满意度；不会采摘过长，节省了成本。此外，不需要携带卷尺进行测量，测量十分方便。与
技术介绍
相比，此法适用于机械化采摘，减轻了人工劳动强度，具有自动化程度高、人工成本低等优点。附图说明图1是本技术瓜果检测采摘一体装置结构示意图；图2是本技术瓜果检测采摘一体装置控制流程图；图3是待测黄瓜示意图。具体实施方式下面结合附图对本技术进行详细说明。如图1-2所示，本技术的基于CCD图像传感器的长条形瓜果检测采摘一体装置，包括机械臂、检测装置12、剪切装置13、夹持机构14、控制器。所述机械臂的前端依次安装检测装置12、剪切装置13和夹持机构14，所述检测装置12为CCD图像传感器（电荷藕合器件图像传感器），所述机械臂末端的执行机构（由检测装置、剪切装置、夹持机构和控制器组成）到达黄瓜3同一高度后，所述CCD图像传感器12获取黄瓜视频信号，并对视频信号进行二值化处理，得到矩形波，所述控制器对所得矩形波进行处理和测量得到图像中长条形瓜果长度值，并与预设长条形瓜果长度值（即客户订单要求的长条形瓜果长度）进行比较，如≥预设长条形瓜果长度值，则所述控制器发送剪切命令到剪切装置13带动剪刀刀片15剪切果梗，剪切的长条形瓜果由夹持机构14夹持。具体地，所述CCD图像传感器测量长条形瓜果长度的方法：时序脉冲驱动CCD图像传感器，CCD图像传感器输出瓜果的视频信号，对视频信号进行二值化处理得到矩形波宽度，对矩形波进行处理和测量得到图像中长条形瓜果的尺寸，根据图像中长条形瓜果的长度尺寸，对所述图像中瓜果进行成熟度判定。操作前先将土垄1上将要被采摘的黄瓜经由牵引线2置于同一固定高度，机械臂末端执行器到达黄瓜3同一高度后，CCD图像传感器获取黄瓜视频信号后，CCD图像传感器将光学信息转换成与光强成正比的电荷量，通过信号处理二值化，单片机控制器对所得矩形波进行处理和测量得到图像中长条形瓜果的尺寸，与客户订单要求的长条形瓜果长度比较，如果该瓜果长度适合采摘，则控制器自动发送剪切命令到剪切装置13带动剪刀刀片15剪切果梗，剪切的果实由夹持机构14夹持，整个果实检测及采摘过程在一次操作中完成。进一步的，所述机械臂为四自由度关节型机械臂，由依次连接的腰关节6、肩关节7、大臂8、肘关节9、小臂10及腕关节11组成。在所述腰关节6底部设有基座5。所述基座5设置于地面。进一步的，所述控制器采用AT89C51单片机。上所述，并非对本技术做任何形式上的限制，虽然本专利技术已以较佳实施案例揭示如上，然而并非用以限定本专利技术，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本专利技术技术方案范围内，当可利用上述揭示的结构及
技术实现思路
做出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施案例，但是凡是未脱离本专利技术技术方案的内容，依据本专利技术的技术实质对以上实施案例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本专利技术技术方案范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于CCD图像传感器的长条形瓜果检测采摘一体装置，包括机械臂、以及安装在机械臂末端的执行机构，其特征在于：所述执行机构主要由检测装置（12）、剪切装置（13）、夹持机构（14）和控制器，所述检测装置（12）为CCD图像传感器，所述机械臂末端的执行机构到达黄瓜（3）同一高度后，所述CCD图像传感器（12）获取黄瓜视频信号、并对视频信号进行二值化处理，得到矩形波，所述控制器对所得矩形波进行处理和测量得到图像中长条形瓜果长度值，并与预设长条形瓜果长度值进行比较，如≥预设长条形瓜果长度值，则所述控制器发送剪切命令到剪切装置（13）带动剪刀刀片（15）剪切果梗，剪切的长条形瓜果由夹持机构（14）夹持。

【技术特征摘要】
1.一种基于CCD图像传感器的长条形瓜果检测采摘一体装置，包括机械臂、以及安装在机械臂末端的执行机构，其特征在于：所述执行机构主要由检测装置（12）、剪切装置（13）、夹持机构（14）和控制器，所述检测装置（12）为CCD图像传感器，所述机械臂末端的执行机构到达黄瓜（3）同一高度后，所述CCD图像传感器（12）获取黄瓜视频信号、并对视频信号进行二值化处理，得到矩形波，所述控制器对所得矩形波进行处理和测量得到图像中长条形瓜果长度值，并与预设长条形瓜果长度值进行比较，如≥预设长条形瓜果长度值，则所述控制器发送剪切命令到剪...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙浩然，郑蓓蓉，陈玉梅，申允德，钟蓉，
申请(专利权)人：温州大学，
类型：新型
国别省市：浙江,33