一种烟叶上料系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及烟叶加工技术领域，具体涉及一种烟叶上料系统及方法，包括：料仓，料仓中设有可控的底板，底板上用于放置烟叶；激光投影灯，激光投影灯设置于料仓的上方以一预设的角度向料仓顶部投射一激光投影图案；图像传感器，用于采集料仓的俯视图像；吸取装置，吸取并移动烟叶至加工设备；控制器，控制器用于根据俯视图像计算烟叶姿态，并控制底板调整高度和/或角度，及控制吸取装置进行吸取。本发明专利技术的有益效果在于：通过设置激光投影灯与图像传感器，能够更为准确地计算出当前最上层烟叶的高度与倾斜状况，并通过设置可调节高度及角度的底板实现了在抓取时对烟叶的高度及倾角的补偿，避免了现有技术中烟叶高度不够或存在倾角进而导致抓取失败的问题。进而导致抓取失败的问题。进而导致抓取失败的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种烟叶上料系统及方法


[0001]本专利技术涉及烟叶加工
，具体涉及一种烟叶上料系统及方法。

技术介绍

[0002]烟叶作为一种重要的经济作物，其相较粮食等具有较高的经济附加值。而烟叶的品质则决定了其经济价值的高低，品质高的烟叶与品质低的烟叶其经济价值通常会存在较大差异。因此，当收获到烟叶后，往往需要对烟叶进行定级。当定级完成后，则需要根据烟叶所具有的不同品级来进行相应的加工工序，进而形成不同价位的香烟成品，以符合市场对于不同层次的产品的需求。通常情况下，当烟叶定级完成后，会根据烟叶的等级堆叠在料仓中，当需要加工时再将烟叶从料仓中取出，并进行后续的烘干、切丝等工序。
[0003]现有技术中，对于烟叶的抓取通常是采用机械臂或吸盘来进行的。理想状态下，机械臂或吸盘自料仓顶部对烟叶进行逐片抓取，随后移动至加工区域投放至加工设备中，以此来完成一次上料过程。但在实际过程中，由于烟叶在收纳进入料仓时可能发生断裂、折叠等情况，因此存储在料仓中的烟叶往往会存在偏移、倾斜等现象。这些现象给烟叶的抓取、上料工作造成了诸多困难。比如，由于烟叶被烤制后容易发生卷曲，进而使得下层烟叶暴露在外，在抓取时容易抓取到其他烟叶，造成烟叶抓取不稳的问题；当烟叶偏移时，可能会发生抓取不到烟叶，造成空上料的问题；或是因为烟叶倾斜导致抓取不稳定，烟叶在移动过程中发生掉落，甚至混杂进其他等级的料仓的情况。这些问题都会直接导致烟叶上料过程不符合相应的工艺要求，进而影响香烟成品的质量。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种烟叶上料系统及方法。
[0005]具体技术方案如下：一种烟叶上料系统，包括：料仓，所述料仓中设有可控的底板，所述底板上用于放置烟叶；激光投影灯，所述激光投影灯设置于所述料仓的上方以一预设的角度向所述料仓顶部投射一激光投影图案；图像传感器，所述图像传感器设置在所述料仓的上方，并指向所述料仓的顶部，用于采集所述料仓的俯视图像；吸取装置，可控制地吸取并移动所述烟叶至一外部的加工设备；控制器，所述控制器连接所述激光投影灯、所述图像传感器和所述底板，所述控制器用于根据所述俯视图像获取最上层的烟叶的叶片区域，并根据所述叶片区域生成烟叶姿态，随后控制所述底板调整高度和/或角度，及控制所述吸取装置进行吸取。
[0006]优选地，所述控制器包括：供电通信模块，所述供电通信模块连接所述激光投影灯、所述图像传感器和所述底板；烟叶分割模块，所述烟叶分割模块通过所述供电通信模块连接所述图像传感器，并从所述图像传感器中获取所述俯视图像；所述烟叶分割模块还将最上层的烟叶的叶片区域从所述俯视图像中分离，进而生成顶部烟叶图像；姿态获取模块，所述姿态获取模块连接所述烟叶分割模块，并根据所述顶部烟叶图像生成所述最上层的烟叶的所述烟叶姿态；所述烟叶姿态包括所述最上层的烟叶的倾角和高度；底板驱动模块，所
述底板驱动模块连接所述烟叶分割模块，并根据所述烟叶姿态控制所述底板，以调整所述底板的高度和/或角度；吸取驱动模块，所述吸取驱动模块连接所述烟叶分割模块，并根据所述分离图像控制所述吸取装置移动并吸取所述最上层的烟叶。
[0007]优选地，所述吸取装置包括：移动模块，所述移动模块用于控制所述吸取装置自所述料仓上方移动至所述加工设备处；多个吸盘，所述吸盘排布在所述吸取装置下表面，用于形成负压或正压；吸盘控制模块，所述吸盘控制模块连接所述控制器和多个所述吸盘，在所述吸取驱动模块的控制下；根据所述分离图像控制部分所述吸盘形成负压以吸取所述最上层的烟叶，和/或控制部分所述吸盘形成正压以吹除其他烟叶。
[0008]一种烟叶的上料方法，适用于上述的烟叶上料系统，具体包括：步骤S1：底板抬升烟叶，以使得最上层的烟叶移动至料仓的顶部；步骤S2：在所述烟叶表面投射一激光投影图案，随后采集所述料仓的俯视图像；所述俯视图像中包括所述激光投影图案，所述最上层的烟叶和/或所述底板；步骤S3：根据所述俯视图像判断所述底板上方是否具有烟叶；若是，转向步骤S4；若否，发出一停止信号随后结束上料；步骤S4：根据所述俯视图像和一预设的比对图像获得烟叶姿态；所述烟叶姿态包括所述烟叶的倾角和高度；步骤S5：根据所述烟叶姿态调整所述底板的高度和倾角；步骤S6：吸取所述烟叶并移动至一外部的加工设备，返回所述步骤S1。
[0009]优选地，所述比对图像的获取方法包括：步骤S01：在所述料仓的顶部水平设置一平板；步骤S02：在所述平板的表面投射所述激光投影图案，并拍摄所述比对图像。
[0010]优选地，所述步骤S3包括：步骤S31：记录所述俯视图像中每个像素的像素颜色；步骤S32：根据所述像素颜色和一预设的颜色阈值对所述像素进行分类；步骤S33：判断第一类所述像素的数量是否达到一门限值；若是，转向所述步骤S4；若否，发出一停止信号随后结束上料；优选地，所述步骤S4包括：步骤S41：自所述俯视图像中识别出最上层的所述烟叶，生成顶部烟叶图像；步骤S42：根据所述顶部烟叶图像和所述比对图像获得所述烟叶姿态。
[0011]优选地，所述步骤S41中采用一图像分割模型自所述俯视图像中识别出最上层的所述烟叶，进而生成所述顶部烟叶图像；所述图像分割模型包括：编码部，提取所述俯视图像的特征获得深层抽象特征；解码部，对所述深层抽象特征进行层层解析生成分割特征图谱，所述分割特征图谱包括每个像素点的标记值；跳接部，连接所述编码部和所述解码部，用于融合所述编码部和所述解码部的信息。
[0012]优选地，所述步骤S41包括：步骤S411：自所述俯视图像中获取一主脉区域；步骤S412：从所述主脉区域中提取最上层的所述烟叶的主茎区域；步骤S413：根据所述主茎区域生成一叶片区域，进而根据所述叶片区域生成所述顶部烟叶图像。
[0013]优选地，所述步骤S413包括：步骤S4131：于所述俯视图像中分离出多个轮廓区域；步骤S4132：根据所述主茎区域作为种子区域向所述轮廓区域蔓延，生成一最小闭合区域，以作为所述叶片区域；步骤S4133：根据所述叶片区域自所述俯视图像中截取所述顶部烟叶图像。
[0014]优选地，所述步骤S42包括：步骤S421：自所述顶部烟叶图像分离所述激光投影图案；步骤S422：根据所述激光投影图案和所述比对图像计算所述烟叶的高度；步骤S423：根据所述图像传感器的内参投影矩阵，对所述顶部烟叶图像重投影至预定的平面，并获得所述烟叶的倾角；步骤S424：根据所述烟叶的高度和所述烟叶的倾角输出所述烟叶姿态。
[0015]优选地，所述步骤S421中，采用语义识别方法分离所述激光投影图案。
[0016]上述技术方案具有如下优点或有益效果：通过设置激光投影灯与图像传感器，能够更为准确地计算出当前最上层烟叶的高度与倾斜状况，并通过设置可调节高度及角度的底板实现了在抓取时对烟叶的高度及倾角的补偿，避免了现有技术中烟叶高度不够或存在倾角进而导致抓取失败的问题；通过获取最上层烟叶的叶片区域，在准确抓取到最上层烟叶的同时避免了现有技术中基于人工智能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种烟叶上料系统，其特征在于，包括：料仓，所述料仓中设有可控的底板，所述底板上用于放置烟叶；激光投影灯，所述激光投影灯设置于所述料仓的上方以一预设的角度向所述料仓顶部投射一激光投影图案；图像传感器，所述图像传感器设置在所述料仓的上方，并指向所述料仓的顶部，用于采集所述料仓的俯视图像；吸取装置，可控制地吸取并移动所述烟叶至一外部的加工设备；控制器，所述控制器连接所述激光投影灯、所述图像传感器和所述底板，所述控制器用于根据所述俯视图像获取最上层的烟叶的叶片区域，并根据所述叶片区域生成烟叶姿态，随后控制所述底板调整高度和/或角度，及控制所述吸取装置进行吸取。2.根据权利要求1所述的烟叶上料系统，其特征在于，所述控制器包括：供电通信模块，所述供电通信模块连接所述激光投影灯、所述图像传感器和所述底板；烟叶分割模块，所述烟叶分割模块通过所述供电通信模块连接所述图像传感器，并从所述图像传感器中获取所述俯视图像；所述烟叶分割模块还将最上层的烟叶的叶片区域从所述俯视图像中分离，进而生成顶部烟叶图像；姿态获取模块，所述姿态获取模块连接所述烟叶分割模块，并根据所述顶部烟叶图像生成所述最上层的烟叶的所述烟叶姿态；所述烟叶姿态包括所述最上层的烟叶的倾角和高度；底板驱动模块，所述底板驱动模块连接所述烟叶分割模块，并根据所述烟叶姿态控制所述底板，以调整所述底板的高度和/或角度；吸取驱动模块，所述吸取驱动模块连接所述烟叶分割模块，并根据所述分离图像控制所述吸取装置移动并吸取所述最上层的烟叶。3.根据权利要求2所述的烟叶上料系统，其特征在于，所述吸取装置包括：移动模块，所述移动模块用于控制所述吸取装置自所述料仓上方移动至所述加工设备处；多个吸盘，所述吸盘排布在所述吸取装置下表面，用于形成负压或正压；吸盘控制模块，所述吸盘控制模块连接所述控制器和多个所述吸盘，在所述吸取驱动模块的控制下；根据所述分离图像控制部分所述吸盘形成负压以吸取所述最上层的烟叶，和/或控制部分所述吸盘形成正压以吹除其他烟叶。4.一种烟叶的上料方法，其特征在于，适用于权利要求1
‑
3任意一项所述的烟叶上料系统，具体包括：步骤S1：底板抬升烟叶，以使得最上层的烟叶移动至料仓的顶部；步骤S2：在所述烟叶表面投射一激光投影图案，随后采集所述料仓的俯视图像；所述俯视图像中包括所述激光投影图案，所述最上层的烟叶和/或所述底板；步骤S3：根据所述俯视图像判断所述底板上方是否具有所述烟叶；若是，转向步骤S4；若否，发出一停止信号随后结束上料；步骤S4：根据所述俯视图像和一预设的比对图像获得烟叶姿态；所述烟叶姿态包括所述烟叶的倾角和高度；步骤S...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏璐，张长安，刘江豫，
申请(专利权)人：上海启迪睿视智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：