一種基于圖像識(shí)別的盆花智能分級(jí)裝備及方法
【專利摘要】一種基于圖像識(shí)別的盆花智能分級(jí)裝備及方法，包括一具有主運(yùn)輸帶及一組次輸送帶的輸送系統(tǒng)；一圖像采集系統(tǒng)，用于采集主運(yùn)輸帶傳送的盆花圖像，并將采集的盆花圖像轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字圖像后傳輸給圖像識(shí)別系統(tǒng)；一圖像識(shí)別系統(tǒng)，用于對(duì)獲得的盆花圖像進(jìn)行識(shí)別，以得到盆花的等級(jí)及編號(hào)信息，并將該信息傳輸給PLC控制系統(tǒng)；一位置檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)盆花的位置和控制攝像機(jī)同步攝像；一PLC控制系統(tǒng)，用于接收和傳遞盆花位置信息、等級(jí)信息和同步信號(hào)，并向分離執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出動(dòng)作指令；一分離執(zhí)行機(jī)構(gòu)，用以實(shí)現(xiàn)接收PLC控制系統(tǒng)的指令并勾取盆花至對(duì)應(yīng)級(jí)的次輸送帶上。其可自動(dòng)完成盆花品質(zhì)等級(jí)的智能甄別，實(shí)現(xiàn)盆花分級(jí)的自動(dòng)化。
【專利說(shuō)明】一種基于圖像識(shí)別的盆花智能分級(jí)裝備及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種基于圖像識(shí)別的盆花智能分級(jí)裝備。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，花卉消費(fèi)量日益增長(zhǎng)，花卉在整個(gè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占有越來(lái)越重的比例，花卉產(chǎn)業(yè)已成為許多地區(qū)調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、振興地方經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)之一。與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)的花卉分級(jí)和包裝手段還比較落后，主要依賴于人工操作，不僅自動(dòng)化程度低，效率低下，分級(jí)的一致性也比較差。盆花的收獲期很短，人工分級(jí)和包裝的勞動(dòng)強(qiáng)度大，速度慢，無(wú)法滿足市場(chǎng)對(duì)盆花品質(zhì)和新鮮度的要求，簡(jiǎn)易的分級(jí)和包裝設(shè)備易造成盆花外形的損傷，因此本發(fā)明提供了一種基于圖像識(shí)別的的盆花智能分級(jí)裝備，可實(shí)現(xiàn)盆花分級(jí)的自動(dòng)化、智能化操作，提升花卉生產(chǎn)的自動(dòng)化水平和花卉的分級(jí)質(zhì)量，促進(jìn)花卉產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展，提高花卉產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的主要目的是提供一種適合溫室設(shè)施內(nèi)使用的基于圖像識(shí)別的盆花智能分級(jí)裝備。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下設(shè)計(jì)方案:
[0005]一種基于圖像識(shí)別的盆花智能分級(jí)裝備，其由盆花輸送系統(tǒng)及圖像采集系統(tǒng)、圖像識(shí)別系統(tǒng)、位置檢測(cè)裝置、PLC控制系統(tǒng)、分離執(zhí)行機(jī)構(gòu)和承載骨架組合構(gòu)成；
[0006]所述的盆花輸送系統(tǒng)包括一主運(yùn)輸帶及一組次輸送帶；該主運(yùn)輸帶用于輸送盆花至分級(jí)裝備檢測(cè)點(diǎn)直至到達(dá)對(duì)應(yīng)級(jí)次級(jí)輸送線的起始位置；各級(jí)次輸送帶，用于輸送經(jīng)分級(jí)后進(jìn)入本級(jí)輸送帶的盆花；主運(yùn)輸帶與次輸送帶分別由各自獨(dú)立的電機(jī)驅(qū)動(dòng)；
[0007]所述的圖像采集系統(tǒng)包括有光源、CXD攝像機(jī)和圖像采集卡，用于實(shí)時(shí)采集主運(yùn)輸帶上傳送的盆花圖像，并將該采集的盆花圖像轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字圖像后傳輸給圖像識(shí)別系統(tǒng)；
[0008]所述的圖像識(shí)別系統(tǒng)包括電平轉(zhuǎn)換卡、存有圖像識(shí)別軟件的計(jì)算機(jī)，用于對(duì)獲得的盆花圖像進(jìn)行識(shí)別，以得到盆花的等級(jí)及編號(hào)信息，并將該信息傳輸給PLC控制系統(tǒng)；
[0009]所述的位置檢測(cè)裝置用于檢測(cè)盆花的位置和控制攝像機(jī)同步攝像，由光電傳感器、射頻卡和讀卡器組成，至少在主運(yùn)輸帶上檢測(cè)點(diǎn)的入口處和次輸送帶的入口處設(shè)置有讀卡器；
[0010]所述的PLC控制系統(tǒng)包括PLC可編程序控制器和一組繼電器，用于接收和傳遞盆花位置信息、等級(jí)信息和同步信號(hào)，并向分離執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出動(dòng)作指令。
[0011]所述的分離執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括一組分別設(shè)置在各級(jí)次輸送帶起始位置處的無(wú)桿氣缸和機(jī)械手，用以實(shí)現(xiàn)接收PLC控制系統(tǒng)的指令并勾取盆花至對(duì)應(yīng)級(jí)的次輸送帶上。
[0012]所述基于圖像識(shí)別的盆花智能分級(jí)裝備中，采用至少3臺(tái)CXD攝像機(jī)，分別安置在分級(jí)裝備上且分位于主運(yùn)輸帶的正上方和兩側(cè)，所述的光源為CXD攝像機(jī)提供照明。
[0013]所述基于圖像識(shí)別的盆花智能分級(jí)裝備中，在CXD攝像機(jī)上安裝一調(diào)節(jié)拍攝距離和拍攝范圍的調(diào)焦鏡頭。
[0014]所述基于圖像識(shí)別的盆花智能分級(jí)裝備中，所述位置檢測(cè)裝置的光電傳感器采用電磁感應(yīng)式光電傳感器。
[0015]本發(fā)明的另一目的是提供一種基于圖像識(shí)別的盆花智能分級(jí)方法。
[0016]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下設(shè)計(jì)方案:
[0017]一種基于圖像識(shí)別的盆花智能分級(jí)方法，其方法步驟如下:
[0018]I)首先以盆花高度、盆花外徑和花朵參數(shù)3個(gè)指標(biāo)作為評(píng)級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)，將盆花分為N個(gè)等級(jí)，N為自然數(shù)，其中，花朵參數(shù)是指花朵數(shù)量或面積；構(gòu)建一個(gè)基于圖像識(shí)別的盆花智能分級(jí)裝備，由盆花輸送系統(tǒng)及圖像采集系統(tǒng)、圖像識(shí)別系統(tǒng)、位置檢測(cè)裝置、PLC控制系統(tǒng)、N個(gè)分離執(zhí)行機(jī)構(gòu)和承載骨架組合構(gòu)成；所述的盆花輸送系統(tǒng)包括一條主運(yùn)輸帶及N條次輸送帶，并配設(shè)若干用于托置盆花的托盤，在主運(yùn)輸帶上選定一檢測(cè)點(diǎn)構(gòu)建分級(jí)裝備，在該分級(jí)裝備上安設(shè)圖像采集系統(tǒng)的光源和CCD攝像機(jī)，在CCD攝像機(jī)上安裝一可適當(dāng)調(diào)節(jié)拍攝距離和拍攝范圍的調(diào)焦鏡頭，該圖像采集系統(tǒng)中還包括一個(gè)圖像采集卡；所述的圖像識(shí)別系統(tǒng)包括電平轉(zhuǎn)換卡及存有圖像識(shí)別軟件的計(jì)算機(jī)，該圖像識(shí)別軟件對(duì)盆花圖像進(jìn)行識(shí)別以生成盆花的等級(jí)信息；所述的位置檢測(cè)裝置由光電傳感器、若干射頻卡和至少N+1個(gè)讀卡器組成，分別在分級(jí)裝備的入口處和各個(gè)次輸送帶的入口處設(shè)置讀卡器，在每個(gè)托置盆花的托盤內(nèi)置有一個(gè)射頻卡，分級(jí)裝備的入口處設(shè)置有一組光電傳感器；所述的PLC控制系統(tǒng)包括PLC可編程序控制器和繼電器組；所述的各分離執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括一組設(shè)置在各級(jí)次輸送帶起始位置處的無(wú)桿氣缸和機(jī)械手；
[0019]2)啟動(dòng)系統(tǒng)，一組分別由托盤托置且待分級(jí)的盆花依次進(jìn)入盆花輸送系統(tǒng)的主運(yùn)輸帶；
[0020]3)當(dāng)一個(gè)盆花隨著盆花輸送系統(tǒng)的主運(yùn)輸帶運(yùn)動(dòng)到分級(jí)裝備入口處時(shí)，此處的光電傳感器發(fā)出同步信號(hào)給PLC控制系統(tǒng)，CCD攝像機(jī)按照同步信號(hào)的時(shí)序來(lái)采集該盆花的圖像，輸出模擬圖像，經(jīng)過(guò)圖像采集卡的A/D轉(zhuǎn)換和濾波處理，轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字圖像后傳輸給計(jì)算機(jī)；分級(jí)裝備入口處的讀卡器識(shí)別該盆花的編號(hào)并向計(jì)算機(jī)和PLC控制系統(tǒng)報(bào)告該編號(hào)盆花的位置信息；
[0021]4)當(dāng)計(jì)算機(jī)接收到圖像采集系統(tǒng)傳送來(lái)的盆花圖像后，安裝于計(jì)算機(jī)內(nèi)部的圖像識(shí)別軟件對(duì)盆花圖像進(jìn)行識(shí)別得到盆花的等級(jí)信息，同時(shí)，計(jì)算機(jī)還接收到來(lái)自讀卡器的盆花編號(hào)及位置信息，由此建立起盆花編號(hào)與等級(jí)信息之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，然后將盆花編號(hào)及其對(duì)應(yīng)的等級(jí)信息同時(shí)傳輸給PLC控制系統(tǒng)臨時(shí)儲(chǔ)存；圖像識(shí)別系統(tǒng)的電平轉(zhuǎn)換卡接收PLC控制系統(tǒng)傳送來(lái)的同步信號(hào)，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換和調(diào)理后，再傳送給圖像采集系統(tǒng)，控制攝像機(jī)同步采集盆花的圖像；
[0022]5)計(jì)算機(jī)和PLC控制系統(tǒng)通訊，由PLC控制系統(tǒng)發(fā)送命令給相應(yīng)該盆花等級(jí)的分離執(zhí)行機(jī)構(gòu)，該級(jí)分離執(zhí)行機(jī)構(gòu)的機(jī)械手勾取盆花至本級(jí)的次輸送帶上；
[0023]6)重復(fù)步驟3至步驟5，依次完成對(duì)該組全部盆花的分級(jí)。
[0024]所述的基于圖像識(shí)別的盆花智能分級(jí)方法中，是將盆花分為8個(gè)等級(jí):
[0025]對(duì)于高度小于35cm的盆花:側(cè)面面積在Ocm2?350cm2之間且頂部花的顏色比重在0%?25%之間的定為級(jí)別I ;側(cè)面面積在O?350cm2之間且頂部花的顏色比重在25%?30%之間的定為級(jí)別2 ;側(cè)面面積在350cm2?500cm2之間且頂部花的顏色比重在25%?30%之間的定為級(jí)別3 ;側(cè)面面積在350cm2?500cm2之間且頂部花的顏色比重大于30%的定為級(jí)別4。
[0026]對(duì)于高度大于或等于35cm的盆花:側(cè)面面積在350cm2?500cm2之間且頂部花的顏色比重在0%?25%之間的定為級(jí)別5 ;側(cè)面面積在350cm2?500cm2之間且頂部花的顏色比重在25%?35%之間的定為級(jí)別6 ;側(cè)面面積在500cm2以上且頂部花的顏色比重在25%?35%之間的定為級(jí)別7 ;側(cè)面面積在500cm2以上且頂部花的顏色比重大于35%的定為級(jí)別8。
[0027]對(duì)應(yīng)的，設(shè)立8條次輸送帶及相應(yīng)的8個(gè)分離執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
[0028]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:可以很好的完成盆花的智能分級(jí)，實(shí)現(xiàn)盆花分級(jí)的自動(dòng)化，能夠解決人工分級(jí)所造成的花丼品質(zhì)不一致、勞動(dòng)效率低下等問(wèn)題。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0029]圖1為本發(fā)明基于圖像識(shí)別的盆花智能分級(jí)裝備一優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖(主視)。
[0030]圖2為圖1所示實(shí)施例的俯視圖。
[0031 ] 圖3為圖1所示實(shí)施例的側(cè)視圖。
[0032]圖4為本發(fā)明基于圖像識(shí)別的盆花智能分級(jí)裝備各子系統(tǒng)間的關(guān)系圖(不包括盆花輸送系統(tǒng))。
[0033]圖中標(biāo)號(hào)說(shuō)明:
[0034]1、第一主電機(jī)；2、主運(yùn)輸帶；3、盆花托盤；4、射頻卡；5、光電傳感器；6、前讀卡器；
7、光源；8、頂部攝像機(jī)；9、左側(cè)攝像機(jī)；10、右側(cè)攝像機(jī)；11、調(diào)焦鏡頭；12、計(jì)算機(jī)；13、圖像采集卡；14、電平轉(zhuǎn)換卡；15、PLC可編程序控制器；16、繼電器組；17、后讀卡器；18、無(wú)桿氣缸；19、機(jī)械手；20、次輸送帶；21、次電機(jī)；22、潮汐床輸送線；23、左側(cè)攝像機(jī)位置調(diào)節(jié)裝置；24、右側(cè)攝像機(jī)調(diào)節(jié)裝置；25、第二主電機(jī)。
[0035]下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

【具體實(shí)施方式】
[0036]如圖1至圖4所示，本發(fā)明基于圖像識(shí)別的盆花智能分級(jí)裝備由盆花輸送系統(tǒng)、圖像采集系統(tǒng)、圖像識(shí)別系統(tǒng)、位置檢測(cè)裝置、PLC控制系統(tǒng)、分離執(zhí)行機(jī)構(gòu)和各種鋁型材及鈑金件構(gòu)建的骨架結(jié)構(gòu)等組成。
[0037]所述的盆花輸送系統(tǒng)包括:一主運(yùn)輸帶2，用于輸送盆花至對(duì)應(yīng)級(jí)次輸送帶的起始位置；一組次輸送帶20，其運(yùn)輸方向與主運(yùn)輸帶2的運(yùn)輸方向相互垂直，圖示實(shí)施例中共采用了 8條，用于輸送經(jīng)分級(jí)后進(jìn)入本級(jí)輸送帶的盆花；主運(yùn)輸帶與次輸送帶分別由各自獨(dú)立的電機(jī)驅(qū)動(dòng)；本實(shí)施例中，主運(yùn)輸帶分為兩段行程，故至少由第一主電機(jī)I和第二主電機(jī)25負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)，8條次輸送帶則至少由一個(gè)次電機(jī)21來(lái)整體驅(qū)動(dòng)。
[0038]所述的圖像采集系統(tǒng)至少包括光源7、CXD攝像機(jī)(本實(shí)施例中包括頂部CXD攝像機(jī)8、左側(cè)CXD攝像機(jī)9和右側(cè)CXD攝像機(jī)10)和圖像采集卡13。其中光源7、CXD攝像機(jī)可分別安裝于主運(yùn)輸帶的正上方和兩側(cè)，調(diào)焦鏡頭11安裝于各CXD攝像機(jī)上，圖像采集卡13安裝于計(jì)算機(jī)內(nèi)部的總線插槽上。為更好的實(shí)施拍攝，本發(fā)明還配有左側(cè)攝像機(jī)位置調(diào)節(jié)裝置23和右側(cè)攝像機(jī)調(diào)節(jié)裝置24。
[0039]為方便部分子系統(tǒng)的安裝，本優(yōu)選實(shí)施例中在主運(yùn)輸帶的適當(dāng)方位處構(gòu)件了分級(jí)裝備，該分級(jí)裝備的骨架由各種鋁型材及鈑金件構(gòu)建。
[0040]當(dāng)盆花運(yùn)輸至分級(jí)裝備的下方時(shí)，CXD攝像機(jī)按照同步信號(hào)的時(shí)序來(lái)采集盆花圖像，CCD攝像機(jī)輸出的是模擬圖像，經(jīng)過(guò)圖像采集卡的A/D轉(zhuǎn)換和濾波處理，轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字圖像后傳輸給計(jì)算機(jī)，在此過(guò)程中，光源為CCD攝像機(jī)提供照明，調(diào)焦鏡頭使拍攝距離和拍攝范圍可以適當(dāng)調(diào)節(jié)。
[0041]所述的圖像識(shí)別系統(tǒng)包括電平轉(zhuǎn)換卡14、計(jì)算機(jī)12和圖像識(shí)別軟件；計(jì)算機(jī)是圖像識(shí)別系統(tǒng)的硬件平臺(tái)，當(dāng)計(jì)算機(jī)接收到圖像采集系統(tǒng)傳送來(lái)的盆花圖像后，安裝于計(jì)算機(jī)12內(nèi)部的圖像識(shí)別軟件可以對(duì)盆花圖像進(jìn)行識(shí)別得到盆花的等級(jí)信息，同時(shí)，計(jì)算機(jī)還接收到來(lái)自讀卡器的盆花編號(hào)信息，由此建立起盆花編號(hào)與等級(jí)信息之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，然后將盆花編號(hào)及其對(duì)應(yīng)的等級(jí)信息同時(shí)傳輸給PLC控制系統(tǒng)臨時(shí)儲(chǔ)存起來(lái)；電平轉(zhuǎn)換卡接收PLC控制系統(tǒng)傳送來(lái)的同步信號(hào)，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換和調(diào)理后，再傳送給圖像采集系統(tǒng)，控制攝像機(jī)同步采集圖像。
[0042]本發(fā)明是以盆花高度、盆花外徑和花朵數(shù)量(或面積)3個(gè)指標(biāo)作為評(píng)級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)，可將盆花分為8個(gè)等級(jí)，具體見(jiàn)下表:
[0043]

0%彡頂部花的顏色比_車:彡25% 級(jí)別I
Ocni2^ {|0 --?Γ---- IR i$350cnf__
高度小25%Z頂部花的顏色比重Si 30%級(jí)別2.....j * *3 5 cm
'25%彡頂部花的顏色比重彡30%級(jí)別3
350cm2彡側(cè)面面積 sSSOOcni"--

30Z頂部花的顏色比甫級(jí)別4

0% 頂部花的顏色比甫《S 2 5% 級(jí)別5
350?^<側(cè)面面積彡500em2__
高度人 25%Z頂部花的顏色比甫《35% 級(jí)別6于或等___
于35cm25%彡頂部花的顏色比:?sS35%級(jí)別7
姻U而面積--

35%Z頂部花的顏色比電級(jí)別8
[0044]所述的位置檢測(cè)裝置由光電傳感器5、射頻卡4和讀卡器(可以是包括前讀卡器6和后讀卡器17)組成；分級(jí)裝備的入口處設(shè)置有一組光電傳感器5，當(dāng)盆花輸送至分級(jí)裝備即將進(jìn)行分級(jí)時(shí)，光電傳感器發(fā)出同步信號(hào)給PLC控制系統(tǒng)；射頻卡置于盆花底部的托盤內(nèi)，用以儲(chǔ)存盆花的編號(hào)和其它信息，在分級(jí)裝備的入口處和次輸送帶的入口處都設(shè)置了讀卡器，用以識(shí)別不同編號(hào)的盆花并向計(jì)算機(jī)和PLC控制系統(tǒng)報(bào)告該編號(hào)盆花的位置信息，根據(jù)盆花的位置信息及圖像信息，計(jì)算機(jī)建立起盆花編號(hào)與等級(jí)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
[0045]所述的PLC控制系統(tǒng)包括PLC可編程序控制器15和一繼電器組16 ;PLC控制系統(tǒng)接收位置檢測(cè)裝置傳送來(lái)的同步信號(hào)和盆花位置信息，然后將同步信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)給電平轉(zhuǎn)換卡14，同時(shí)PLC控制系統(tǒng)還接收計(jì)算機(jī)傳送來(lái)的盆花編號(hào)及與之對(duì)應(yīng)的等級(jí)信息，當(dāng)位置檢測(cè)裝置向PLC控制系統(tǒng)傳來(lái)盆花已到達(dá)與其等級(jí)對(duì)應(yīng)的次輸送帶的信號(hào)時(shí)，PLC控制系統(tǒng)向分離執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出動(dòng)作指令。
[0046]所述的分離執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括無(wú)桿氣缸18和機(jī)械手19 ;每一等級(jí)的次輸送帶入口處都設(shè)置了一個(gè)機(jī)械手，用以勾取盆花至次輸送帶上，無(wú)桿氣缸用于驅(qū)動(dòng)機(jī)械手的伸出和縮回，分離執(zhí)行機(jī)構(gòu)在接收到PLC控制系統(tǒng)發(fā)來(lái)的動(dòng)作指令后，機(jī)械手伸出并勾取盆花后縮回，將盆花勾至次輸送帶上。
[0047]圖4示出了本發(fā)明基于圖像識(shí)別的盆花智能分級(jí)裝備部分子系統(tǒng)間的關(guān)系圖。所述圖像采集系統(tǒng)的輸出端接圖像識(shí)別系統(tǒng)的輸入端，該圖像識(shí)別系統(tǒng)的輸出端接PLC控制系統(tǒng)的輸入端，所述的位置檢測(cè)裝置的輸出端接PLC控制系統(tǒng)的一輸入端，該P(yáng)LC控制系統(tǒng)的輸出控制端接分離執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸入端。
[0048]本發(fā)明基于圖像識(shí)別的盆花智能分級(jí)裝備的工作原理及過(guò)程是:在主電機(jī)I的作用下，驅(qū)動(dòng)主運(yùn)輸帶2上的盆花移動(dòng)，盆花放在內(nèi)部置有射頻卡4的盆花托盤3上，當(dāng)盆花移動(dòng)至分級(jí)裝備入口處的光電傳感器5的反射區(qū)域時(shí)，光電傳感器5將同步信號(hào)發(fā)送給PLC控制系統(tǒng)，同步信號(hào)經(jīng)過(guò)PLC可編程序控制器15、電平轉(zhuǎn)換卡14的轉(zhuǎn)換和調(diào)理后，傳輸給圖像采集系統(tǒng)，控制攝像機(jī)8、9和10共同同步采集圖像，其中光源7用于拍攝時(shí)的照明，調(diào)焦鏡頭11使拍攝距離和拍攝范圍可按實(shí)際需要進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)；CCD攝像機(jī)8、9、10輸出的模擬圖像經(jīng)過(guò)圖像采集卡13的A/D轉(zhuǎn)換和濾波處理，轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字圖像后傳輸給計(jì)算機(jī)12，安裝于計(jì)算機(jī)12內(nèi)部的圖像識(shí)別軟件對(duì)盆花圖像進(jìn)行識(shí)別后得到盆花的等級(jí)信息；而在此之前，當(dāng)盆花經(jīng)過(guò)智能分級(jí)裝備入口處的前讀卡器6時(shí)，其盆花編號(hào)被前讀卡器6識(shí)別，前讀卡器6立即通知計(jì)算機(jī)12和PLC可編程序控制器15當(dāng)前正在抵達(dá)分級(jí)裝備的盆花編號(hào)，計(jì)算機(jī)根據(jù)已得到的盆花編號(hào)，以及圖像識(shí)別軟件識(shí)別后得到的盆花等級(jí)信息，遂建立起盆花編號(hào)與等級(jí)信息之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，然后計(jì)算機(jī)再將盆花編號(hào)及其對(duì)應(yīng)的等級(jí)信息同時(shí)發(fā)送給PLC可編程序控制器15臨時(shí)儲(chǔ)存起來(lái)；盆花和盆花托盤3移出分級(jí)裝備后繼續(xù)向前移動(dòng)，當(dāng)移動(dòng)至次輸送帶20入口處的后讀卡器17時(shí)，其盆花編號(hào)被后讀卡器17識(shí)別，后讀卡器17立即通知PLC可編程序控制器15當(dāng)前正在抵達(dá)次輸送帶20的盆花編號(hào)，PLC可編程序控制器15發(fā)出命令使該盆花編號(hào)所對(duì)應(yīng)等級(jí)的繼電器組16閉合，于是由繼電器組16控制的無(wú)桿氣缸18開(kāi)始動(dòng)作，驅(qū)動(dòng)機(jī)械手19伸出并勾取盆花后縮回，將盆花勾至次輸送帶20上，次電機(jī)21用于驅(qū)動(dòng)次輸送帶的運(yùn)動(dòng)。
[0049]上述實(shí)施例可在不脫離本發(fā)明的范圍下加以若干變化，故以上的說(shuō)明所包含及附圖中所示的結(jié)構(gòu)應(yīng)視為例示性，而非用以限制本發(fā)明申請(qǐng)專利的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種基于圖像識(shí)別的盆花智能分級(jí)裝備，其特征在于:其由盆花輸送系統(tǒng)及圖像采集系統(tǒng)、圖像識(shí)別系統(tǒng)、位置檢測(cè)裝置、PLC控制系統(tǒng)、分離執(zhí)行機(jī)構(gòu)和承載骨架組合構(gòu)成； 所述的盆花輸送系統(tǒng)包括一主運(yùn)輸帶及一組次輸送帶；該主運(yùn)輸帶用于輸送盆花至分級(jí)裝備檢測(cè)點(diǎn)直至到達(dá)對(duì)應(yīng)級(jí)的次級(jí)輸送線起始位置；各級(jí)次輸送帶，用于輸送經(jīng)分級(jí)后進(jìn)入本級(jí)輸送帶的盆花；主運(yùn)輸帶與次輸送帶分別由各自獨(dú)立的電機(jī)驅(qū)動(dòng)； 所述的圖像采集系統(tǒng)包括有光源、CCD攝像機(jī)和圖像采集卡，用于實(shí)時(shí)采集主運(yùn)輸帶上傳送的盆花圖像，并將該采集的盆花圖像轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字圖像后傳輸給圖像識(shí)別系統(tǒng)； 所述的圖像識(shí)別系統(tǒng)包括電平轉(zhuǎn)換卡、存有圖像識(shí)別軟件的計(jì)算機(jī)，用于對(duì)獲得的盆花圖像進(jìn)行識(shí)別，以得到盆花的等級(jí)及編號(hào)信息，并將該信息傳輸給PLC控制系統(tǒng)； 所述的位置檢測(cè)裝置用于檢測(cè)盆花的位置和控制攝像機(jī)同步攝像，由光電傳感器、射頻卡和讀卡器組成，至少在主運(yùn)輸帶上檢測(cè)點(diǎn)的入口處和次輸送帶的入口處設(shè)置有讀卡器； 所述的PLC控制系統(tǒng)包括PLC可編程序控制器和一組繼電器，用于接收和傳遞盆花位置信息、等級(jí)信息和同步信號(hào)，并向分離執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出動(dòng)作指令； 所述的分離執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括一組分別設(shè)置在各級(jí)次輸送帶起始位置處的無(wú)桿氣缸和機(jī)械手，用以實(shí)現(xiàn)接收PLC控制系統(tǒng)的指令并勾取盆花至對(duì)應(yīng)級(jí)的次輸送帶上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于圖像識(shí)別的盆花智能分級(jí)裝備，其特征在于:采用至少.3臺(tái)CXD攝像機(jī)，分別安置在分級(jí)裝備上且分位于主運(yùn)輸帶的正上方和兩側(cè)，所述的光源為CXD攝像機(jī)提供照明。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于圖像識(shí)別的盆花智能分級(jí)裝備，其特征在于:在CCD攝像機(jī)上安裝一調(diào)節(jié)拍攝距離和拍攝范圍的調(diào)焦鏡頭。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于圖像識(shí)別的盆花智能分級(jí)裝備，其特征在于:所述位置檢測(cè)裝置的光電傳感器采用電磁感應(yīng)式光電傳感器。
5.一種基于圖像識(shí)別的盆花智能分級(jí)方法，其特征在于方法如下:. . 1)首先以盆花高度、盆花外徑和花朵參數(shù)3個(gè)指標(biāo)作為評(píng)級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)，將盆花分為N個(gè)等級(jí)，N為自然數(shù)，其中，花朵參數(shù)是指花朵數(shù)量或面積；構(gòu)建一個(gè)基于圖像識(shí)別的盆花智能分級(jí)裝備，由盆花輸送系統(tǒng)及圖像采集系統(tǒng)、圖像識(shí)別系統(tǒng)、位置檢測(cè)裝置、PLC控制系統(tǒng)、N個(gè)分離執(zhí)行機(jī)構(gòu)和承載骨架組合構(gòu)成；所述的盆花輸送系統(tǒng)包括一條主運(yùn)輸帶及N條次輸送帶，并配設(shè)若干用于托置盆花的托盤，在主運(yùn)輸帶上選定一檢測(cè)點(diǎn)構(gòu)建分級(jí)裝備，在該分級(jí)裝備上安設(shè)圖像采集系統(tǒng)的光源和CCD攝像機(jī)，在CCD攝像機(jī)上安裝一調(diào)節(jié)拍攝距離和拍攝范圍的調(diào)焦鏡頭，該圖像采集系統(tǒng)中還包括一個(gè)圖像采集卡；所述的圖像識(shí)別系統(tǒng)包括電平轉(zhuǎn)換卡及存有圖像識(shí)別軟件的計(jì)算機(jī)，該圖像識(shí)別軟件對(duì)盆花圖像進(jìn)行識(shí)別以生成盆花的等級(jí)信息；所述的位置檢測(cè)裝置由光電傳感器、若干射頻卡和至少N+1個(gè)讀卡器組成，分別在分級(jí)裝備的入口處和各個(gè)次輸送帶的入口處設(shè)置讀卡器，在每個(gè)托置盆花的托盤內(nèi)置有一個(gè)射頻卡，分級(jí)裝備的入口處設(shè)置有一組光電傳感器；所述的PLC控制系統(tǒng)包括PLC可編程序控制器和繼電器組；所述的各分離執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括一組設(shè)置在各級(jí)次輸送帶起始位置處的無(wú)桿氣缸和機(jī)械手； .2)啟動(dòng)系統(tǒng)，一組分別由托盤托置且待分級(jí)的盆花依次進(jìn)入盆花輸送系統(tǒng)的主運(yùn)輸帶； . 3)當(dāng)一個(gè)盆花隨著盆花輸送系統(tǒng)的主運(yùn)輸帶運(yùn)動(dòng)到分級(jí)裝備入口處時(shí)，此處的光電傳感器發(fā)出同步信號(hào)給PLC控制系統(tǒng)，CCD攝像機(jī)按照同步信號(hào)的時(shí)序來(lái)采集該盆花的圖像，輸出模擬圖像，經(jīng)過(guò)圖像采集卡的A/D轉(zhuǎn)換和濾波處理，轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字圖像后傳輸給計(jì)算機(jī)；分級(jí)裝備入口處的讀卡器識(shí)別該盆花的編號(hào)并向計(jì)算機(jī)和PLC控制系統(tǒng)報(bào)告該編號(hào)盆花的位置信息； .4)當(dāng)計(jì)算機(jī)接收到圖像采集系統(tǒng)傳送來(lái)的盆花圖像后，安裝于計(jì)算機(jī)內(nèi)部的圖像識(shí)別軟件對(duì)盆花圖像進(jìn)行識(shí)別得到盆花的等級(jí)信息，同時(shí)，計(jì)算機(jī)還接收到來(lái)自讀卡器的盆花編號(hào)及位置信息，由此建立起盆花編號(hào)與等級(jí)信息之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，然后將盆花編號(hào)及其對(duì)應(yīng)的等級(jí)信息同時(shí)傳輸給PLC控制系統(tǒng)臨時(shí)儲(chǔ)存；圖像識(shí)別系統(tǒng)的電平轉(zhuǎn)換卡接收PLC控制系統(tǒng)傳送來(lái)的同步信號(hào)，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換和調(diào)理后，再傳送給圖像采集系統(tǒng)，控制攝像機(jī)同步采集盆花的圖像； .5)計(jì)算機(jī)和PLC控制系統(tǒng)通訊，由PLC控制系統(tǒng)發(fā)送命令給相應(yīng)該盆花等級(jí)的分離執(zhí)行機(jī)構(gòu)，該級(jí)分離執(zhí)行機(jī)構(gòu)的機(jī)械手勾取盆花至本級(jí)的次輸送帶上； . 6)重復(fù)步驟3至步驟5，依次完成對(duì)該組全部盆花的分級(jí)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于圖像識(shí)別的盆花智能分級(jí)方法，其特征在于:將盆花分為8個(gè)等級(jí)； 對(duì)于高度小于35cm的盆花:側(cè)面面積在Ocm2?350cm2之間且頂部花的顏色比重在.0%?25%之間的定為級(jí)別I ;側(cè)面面積在O?350cm2之間且頂部花的顏色比重在25%?30%之間的定為級(jí)別2 ;側(cè)面面積在350cm2?500cm2之間且頂部花的顏色比重在25%?30%之間的定為級(jí)別3 ;側(cè)面面積在350cm2?500cm2之間且頂部花的顏色比重大于30%的定為級(jí)別4 ； 對(duì)于高度大于或等于35cm的盆花:側(cè)面面積在350cm2?500cm2之間且頂部花的顏色比重在0%?25%之間的定為級(jí)別5 ;側(cè)面面積在350cm2?500cm2之間且頂部花的顏色比重在25%?35%之間的定為級(jí)別6 ;側(cè)面面積在500cm2以上且頂部花的顏色比重在25%?.35%之間的定為級(jí)別7 ;側(cè)面面積在500cm2以上且頂部花的顏色比重大于35%的定為級(jí)別.8 ； 對(duì)應(yīng)的，設(shè)立8條次輸送帶及相應(yīng)的8個(gè)分離執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
【文檔編號(hào)】B07C5/04GK104162514SQ201310181158
【公開(kāi)日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2013年5月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月16日
【發(fā)明者】周增產(chǎn), 孫劍, 卜云龍, 商守海, 陳立振, 李迎忠 申請(qǐng)人:北京京鵬環(huán)球科技股份有限公司