基于图像识别的茶鲜叶自动拣选设备及方法技术

本发明专利技术公开了一种基于图像识别的茶鲜叶自动拣选设备及方法，包括进料装置和传送装置(4)，传送装置(4)上方设有图像识别装置(5)、拣选装置(6)和控制器，图像识别装置(5)下方是图像识别区，拣选装置(6)下方是拣选区，图像识别区与拣选区大小形状相同，图像识别区和拣选区均由多个等边长的小区域排列组成。本发明专利技术将图像识别区和拣选区划分为多个小区域，两个区域的坐标一一对应，每个区域用一个吸盘负责该区域的茶叶拾取，实现流水化作业。实现流水化作业。实现流水化作业。

【技术实现步骤摘要】
基于图像识别的茶鲜叶自动拣选设备及方法


[0001]本专利技术涉及茶叶加工领域，具体为基于图像识别的茶鲜叶自动拣选设备及方法。

技术介绍

[0002]茶鲜叶是制茶的原料，鲜叶质量是茶叶品质的基础，优质的鲜叶才能加工出优良的茶叶，故鲜叶质量标准的研究是一项非常重要的工作。目前茶鲜叶分级主要有三种方法：鲜叶风选、滚筛分选和震动筛分。鲜叶风选出的鲜叶存在重叠遮挡，分选效果、效率有待提高；而滚筛分选茶叶常因振动勾挂在筛眼上，清理十分困难且不易拆卸，导致过滤网容易堵塞对后续筛选产生影响。
[0003]随着茶叶科学、图像识别、智能控制技术的发展，茶叶加工设备向机械化、自动化、智能化和茶叶产品标准化的升级已成为必然的发展趋势，为此我们提供基于图像识别的茶鲜叶自动拣选设备及方法。
[0004]对茶叶进行图像识别是较为成熟的技术，例如中国专利CN111414971A就公开一种基于卷积神经网络的成品茶叶种类及品级识别方法，还又如CN115019226A公开了一种基于改进型YoloV4模型的茶叶采摘识别方法，CN115338875A公开了一种基于图像识别的茶叶智能采摘系统及方法。这些现有技术都可以实现利用计算机自动识别出茶叶的缺陷，但这些现有技术都是立足于茶叶的自动摘采阶段，就目前的行业现状来说，种植茶叶的地区一般较为偏远，想要大规模实现自动摘采不大现实，因此专利技术主要是想到在对摘采后的茶叶进行自动拣选，这样就可以将自动拣选设备布置在厂房中，相较于自动摘采更具有可大规模推广的可能。

技术实现思路

[0005]针对现有技术将图像识别技术和自动摘采结合难以在种植现场推广的问题，本申请提供了一种将图像识别技术和自动拣选结合的技术，通过自动化的手段实现批量的茶叶拣选。
[0006]本专利技术的技术方案：
[0007]一种基于图像识别的茶鲜叶自动拣选设备，包括进料装置和传送装置4，传送装置4上方设有图像识别装置5、拣选装置6和控制器，图像识别装置5下方是图像识别区，拣选装置6下方是拣选区，图像识别区与拣选区大小形状相同，图像识别区和拣选区均由多个等边长的小区域排列组成。
[0008]所述传送装置4的进料口通过振动给料器3与进料装置出料口连接，所处传送装置4经过图像识别区和拣选区，出料口与尾料斗8连接，所述图像识别区和拣选区紧挨无间距连接。
[0009]所述图像识别区位于拣选区上游且两者紧挨无间距连接，图像识别区和拣选区分别均分为24个等边长的小区域，保证两个区域之间坐标一一对应，传送装置4间歇式运动，每次运动的距离等于一个图像识别区的长度。
[0010]所述图像识别装置包括第一箱体51、支架53、CCD相机52、光源54，第一箱体51位于传送装置4正上方，第一箱体51内部顶端中心位置布置有支架53，支架53上安装工业彩色CCD相机52，第一箱体51内部沿着传送装置4运动方向的两侧各斜向安装有一排LED面光源54，第一箱体51内部沿着传送装置4的进出两端设置有防叠加结构55，所述防重叠装置55采用横、纵、竖向三轴机械臂结构的吸盘，通过连接的出料管将重叠鲜叶移至尾料；所述第一箱体51的内壁设为黑色，所述CCD相机52的镜头与传送带相对平行，所述LED面光源54斜向传送带上茶鲜叶照射。
[0011]所述拣选装置6包括第二箱体61，箱体61内侧顶端均匀安装有LED面光源63，光源63下方是支架64，支架64上安装有两排吸盘62，两排吸盘62布置于拣选区06顶端中轴线处，每个吸盘对应一个拣选区的小区域，与以中轴线为分界线两排吸盘分别负责各自区域的拣选工作。
[0012]所述吸盘62采用横、纵两轴机械臂结构，采用液压动力驱动，吸嘴采用“碗形结构”，且与出料管相连，出料管用于输送不符合条件的茶鲜叶至尾料。
[0013]一种的基于图像识别的茶鲜叶自动拣选方法，包括上述自动拣选设备，包括：
[0014]步骤A，利用图像识别装置5对传输装置4上位于图像识别区的茶叶进行图像数据采集，识别出不合格茶叶的坐标；
[0015]步骤B，传输装置4移动一个识别区的长度距离，根据不合格茶叶的坐标启动对应的吸盘62将茶叶吸出；
[0016]重复步骤A和B。
[0017]步骤A包括：
[0018]A1，所述传输装置4将茶鲜叶送至图像识别区后，传送带停止运行；
[0019]A2，工业CCD线阵相机52获取传送带上茶鲜叶的图像数据，并对数据进行滤波去噪预处理，随后提取茶鲜叶的外形轮廓，最后进行形态学处理，检测到茶鲜叶存在重叠现象时，确定重叠茶鲜叶的坐标并将其坐标上传至控制器，驱动防重叠结构(55)吸走重叠的鲜叶，至检测无重叠鲜叶止；
[0020]A3，将提取的茶鲜叶外形轮廓与设置的符合条件的标准外形轮廓进行对比，若对比误差小于误差设定值，则判定茶鲜叶符合条件，反之则判定茶鲜叶不符合条件；
[0021]A4，根据识别结果，锁定不符合条件的茶鲜叶的坐标，并将坐标发送给控制器，然后启动传送装置运动一个识别区的长度距离，将另一批茶鲜叶传送至图像识别区5。
[0022]在A2中，所述图像识别区(5)检测到茶鲜叶存在重叠现象时，确定重叠茶鲜叶的坐标并将其坐标上传至控制器，驱动防重叠结构(55)吸走重叠的鲜叶，至检测无重叠鲜叶止，所述防重叠装置(55)采用横、纵、竖向三轴机械臂结构的吸盘，通过连接的出料管将重叠鲜叶移至尾料。
[0023]在A4中：所述不符合条件的茶鲜叶位于两个及以上小区域时，通过算法确定茶鲜叶的重心，并将重心的坐标发送给控制器；当检测到重心位于两个及以上小区域分界处时，计算茶鲜叶位于不同小区域的面积，比较不同小区域面积的大小，以面积最大值的小区域坐标为准，并将其坐标上传至控制器。
[0024]具体的步骤包括：
[0025]1人工或通过自动化设备将茶鲜叶放入进料斗1中，启动提升机2和振动给料器3和
传送装置4；
[0026]2所述传送装置4的传感器检测有茶鲜叶时，传送装置4将茶鲜叶均匀不重叠的输送至图像识别区，然后停止运行；
[0027]3所述图像识别装置5的工业CCD相机52获取传送带上茶鲜叶的图像数据，识别出茶鲜叶的外形轮廓，将不符合条件的茶鲜叶的坐标发送给控制器，然后再次启动传送装置；
[0028]4所述传送装置4将已识别的茶鲜叶输送至拣选区后停止运行，控制器根据接收的坐标信息，驱动拣选区对应的吸盘，依次将不符合条件的茶鲜叶输送至尾料斗8；此时图像识别区开始对下一批茶叶执行步骤2；
[0029]5再次启动传送装置4，将符合条件的全部茶鲜叶输送至茶叶加工的下一道工序进行加工；此时图像识别区和拣选区开始对下一批茶叶执行识别和拣选；
[0030]6重复步骤2
‑
5，直至完成全部茶鲜叶的分选。
[0031]本专利技术的有益效果是：
[0032]1.本专利技术的基于图像识别的茶鲜叶自动拣选设备及方法，进料装置中提升机、振动给料器，以及传送装置的传送带三者配合，叠加图像识别本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于图像识别的茶鲜叶自动拣选设备，包括进料装置和传送装置(4)，其特征在于：传送装置(4)上方设有图像识别装置(5)、拣选装置(6)和控制器，图像识别装置(5)下方是图像识别区，拣选装置(6)下方是拣选区，图像识别区与拣选区大小形状相同，图像识别区和拣选区均由多个等边长的小区域排列组成。2.根据权利要求1所述基于图像识别的茶鲜叶自动拣选设备，其特征在于：所述传送装置(4)的进料口通过振动给料器(3)与进料装置出料口连接，所处传送装置(4)经过图像识别区和拣选区，出料口与尾料斗(8)连接，所述图像识别区和拣选区紧挨无间距连接。3.根据权利要求2所述基于图像识别的茶鲜叶自动拣选设备，其特征在于：所述图像识别区位于拣选区上游且两者紧挨无间距连接，图像识别区和拣选区分别均分为24个等边长的小区域，保证两个区域之间坐标一一对应，传送装置(4)间歇式运动，每次运动的距离等于一个图像识别区的长度。4.根据权利要求3所述基于图像识别的茶鲜叶自动拣选设备，其特征在于：所述图像识别装置包括第一箱体(51)、支架(53)、CCD相机(52)、光源(54)，第一箱体(51)位于传送装置(4)正上方，第一箱体(51)内部顶端中心位置布置有支架(53)，支架(53)上安装工业彩色CCD相机(52)，第一箱体(51)内部沿着传送装置(4)运动方向的两侧各斜向安装有一排LED面光源(54)，第一箱体(51)内部沿着传送装置(4)的进出两端设置有防叠加结构(55)，所述防重叠装置(55)采用横、纵、竖向三轴机械臂结构的吸盘，通过连接的出料管将重叠鲜叶移至尾料；所述第一箱体(51)的内壁设为黑色，所述CCD相机(52)的镜头与传送带相对平行，所述LED面光源(54)斜向传送带上茶鲜叶照射。5.根据权利要求3所述基于图像识别的茶鲜叶自动拣选设备，其特征在于：所述拣选装置(6)包括第二箱体(61)，箱体(61)内侧顶端均匀安装有LED面光源(63)，光源(63)下方是支架(64)，支架(64)上安装有两排吸盘(62)，两排吸盘(62)布置于拣选区(06)顶端中轴线处，每个吸盘对应一个拣选区的小区域，与以中轴线为分界线两排吸盘分别负责各自区域的拣选工作。6.根据权利要求5所述基于图像识别的茶鲜叶自动拣选设备，其特征在于：所述吸盘(62)采用横、纵两轴机械臂结构，采用液压动力驱动，吸嘴采用“碗形结构”，且与出料管相连，出料管用于输送不符合条件的茶鲜叶至尾料。7.一种基于图像识别的茶鲜叶自动拣选方法，包括权利要求1
‑
7任一项所述的自动拣选设备，其特征在于包括：步...

【专利技术属性】
技术研发人员：甘密，夏先春，汪飞，李志强，
申请(专利权)人：贵州省机电研究设计院，
类型：发明
国别省市：