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    基于視覺技術的蘋果分級系統
    發布時間:2020-10-23

    近年來,隨著農業科技的發展和人民生活水平的提高,國內外水果品種越來越多,人們對水果的品質也有了更高的要求。為了提高水果的加工質量和出品等級,需要對水果進行嚴格的質量分級和大小分級?,F有的水果分選機大多結構較為復雜,一般多以大型生產線為主,制造成本高,分選效率低,分選成本也較高。且現有的水果分選機又以重量分選機為主,而農產品基地的水果銷售多以尺寸大小、質地為衡量標準,重量分選機就不適合在農產品基地使用了。

    而在尺寸大小、顏色分級方面,采用機器視覺技術的分級系統,具有檢測速度快、正確率高、適用范圍寬等優勢,能夠滿足水果自動檢測的要求。本文維視智造從水果的圖像采集、主要特征圖像分析、分級剔除等方面進行闡述。

    一、分級系統構成及圖像采集過程

    蘋果分級系統由自動傳送帶、工業相機、工業鏡頭、光源、圖像處理軟件、計算機、通訊模塊、剔除裝置構成?;谝曈X技術的蘋果分級系統是一套典型的機器視覺分選系統,其主要技術包括圖像采集系統及圖像處理程序。由于蘋果分級的其中一項檢測是基于顏色信息的,所以本項目采用MV-EM510C工業CCD,條形光源及合適焦距的五百萬像素鏡頭。

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    典型機器視覺系統構成

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    基于自動化流水線的蘋果圖像采集

    二、評估特征分析處理

    基于視覺技術的水果分級,主要檢測三類特征:尺寸、顏色及缺陷。圖像分析的第一步是把蘋果區域圖像從整個圖像當中分割出來;然后通過求取蘋果的小外接圓作為蘋果尺寸的判斷依據;將RGB彩色圖像分解成R、G、B三個單通道圖像,通過分析R通道圖像的灰度等級來描述其顏色;蘋果上缺陷顏色完全不同于蘋果本身的顏色,所以直接尋找低灰度等級的區域圖像。

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    原始圖像

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    RGB單通道圖像

    由于蘋果的顏色主要是紅色,所以采用R通道圖像進行分割是比較合適的。通過閾值分割、面積篩選、開閉運算,進而獲取蘋果區域圖像。

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    去除背景后的蘋果圖像基于R通道圖像的缺陷分割

    通過一系列的圖像預處理及數據處理,最終獲取到“蘋果小外接圓直徑”、“R通道平局灰度等級”、“缺陷區域面積”,最終參考“GB1065-89”的蘋果分級標準,對蘋果進行分級,并把相應結果傳輸給剔除機構。

    三、自動分級

    自動化評估分級系統采用PLC對不同顏色等級、有無缺陷、不同尺寸等級,分別設計了相應流水線,針對不同的分級要求,分別采用柔性抓手分類及電動分類通道等方式進行分選。

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