基于机器视觉的鲜笋识别、清洗与自动剪切系统与方法与流程

本发明涉及鲜笋加工技术领域，具体为一种基于机器视觉的鲜笋识别、清洗与自动剪切系统与方法。

背景技术：

机器视觉是人工智能正在快速发展的一个分支。简单说来，机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断。机器视觉系统是通过机器视觉产品将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，得到被摄目标的形态信息，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号，图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。

专利公布号为cn107744152a的发明公开了一种竹笋自动加工系统及工艺，加工系统包括将竹笋根部朝向竹笋输送方向输出的上料输送机、吹掉竹笋上残留沙土的气清洗机、切掉竹笋根部的切根机、将竹笋分出等级输出的直径分级机、剥掉竹笋表皮的剥分机、水洗掉竹笋上残留笋皮和沙土的水清洗机、蒸煮竹笋的蒸煮设备、将竹笋切成笋片或笋条的切条机、进行深加工的深加工设备、将笋片或笋条称重包装成小包装的称重包装机、包装成成品的打包机、成品堆叠成垛的码垛机以及传送收集笋根、笋皮、废屑的排屑输送机。该发明在保证竹笋产品质量的基础上，一方面满足了各种直径尺寸竹笋的连续快速自动化加工生产，另一方面有效解决了笋根无法剥净，笋皮剥净率偏低，竹笋破损率偏高的问题。但是该发明在竹笋的加工过程中的自动化和机械化程度不够，例如竹笋的筛分环节和竹笋的洁净程度的判断均需要人工的干预，导致竹笋加工的质量和加工效率都有所欠缺。

专利公布号为cn204519242u的实用新型公开了一种即食竹笋加工的竹笋剥皮机，包括机架、位于机架两侧的上料输送机构和若干剥皮单元，所述上料输送机构包括由驱动电机驱动并倾斜设置在机架上的上料带，所述机架顶部位于上料带与剥皮单元之间设置由若干平行设置的预热辊组成预热区，所述预热区两端分别于剥皮单元与上料带连接，所述预热辊中心开设有加热空腔，预热辊上均匀布置若干与所述加热空腔连通的喷汽孔，所述加热空腔经蒸汽导管与蒸汽发生系统连接。该实用新型由蒸汽发生系统为预热区中的预热辊提供能够加热的蒸汽，当竹笋由上料带上料后，经预热区预处理，软化竹笋外壳，为其进入到剥皮单元做好充分准备，进一步提高剥皮效率。但是，该实用新型的剥皮环节未对竹笋进行直径分级，会导致竹笋的剥皮质量下降，甚至损害笋肉。

技术实现要素：

本发明的目的在于，针对现有技术的上述不足，提供一种基于机器视觉的鲜笋识别、清洗与自动剪切系统与方法，以达到将机器视觉应用在鲜笋初加工中的清洗、筛分和剪切环节，进而提高鲜笋初加工的效率和质量的效果。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于机器视觉的鲜笋识别、清洗与自动剪切系统，包括ccd识别系统、清洗系统、自动剪切系统和筛分系统，所述ccd识别系统和清洗系统、自动剪切系统、筛分系统电性连接，且所述清洗系统、自动剪切系统和筛分系统组合使用；所述ccd识别系统与清洗系统连接，ccd识别系统中的画面摄取系统采集清洗过程中鲜笋的时时画面，将画面传输给图像处理系统，进而控制清洗系统中的各种设备运转；所述ccd识别系统与筛分系统连接，画面摄取系统采集鲜笋画面，将画面传输给图像处理系统后，进而控制筛分系统中的筛分机根据鲜笋直径大小进行筛分；所述ccd识别系统与自动剪切系统连接，画面摄取系统采集鲜笋画面，将画面传输给图像处理系统后，进而自动剪切系统中的各种设备运转。

优选的，所述ccd识别系统主要基于机器视觉技术，且所述机器视觉技术的主要包括画面摄取系统和图像处理系统，其中画面摄取系统包括摄像机和图像采集卡。

优选的，所述图像处理系统与清洗系统、自动剪切系统电性连接。

优选的，所述清洗系统包括的设备有吹洗机和循环水洗机，所述洗吹机上设置有电加热模块。

优选的，所述自动剪切系统包括的设备有切根机、剥皮机和切条机，所述剥皮机设置有前置加热雾化器。

优选的，所述筛分系统的设备为筛分机，筛分内容为直径筛分。

优选的，所述吹洗机的输出端与切根机的输入端连接，所述切根机的输出端与筛分机的输入端连接，所述筛分机的输出端与剥皮机的输入端连接，所述剥皮机的输出端与循环水洗机的输入端连接，所述循环水洗机的输出端与切条机的输入端连接。

一种采用前述系统的基于机器视觉的鲜笋识别、清洗与自动剪切的方法，其包括如下步骤：吹洗机将鲜笋的表皮和根部泥土吹洗除去，之后通过切根机将鲜笋的根部切除，进入筛分机后，根据鲜笋的直径大小将鲜笋筛分为不同的等级，并且进入不同的输送通道，相同直径等级的鲜笋被剥皮机剥皮，剩下的鲜笋笋肉通过循环水洗机水洗，去除鲜笋表面残留的泥土等污渍，待鲜笋洗净后，鲜笋进入切条机，并且将鲜笋剪切成符合要求大小和形状。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)、本发明提供的基于机器视觉的鲜笋识别、清洗与自动剪切系与方法，统通过将机器视觉技术运用在鲜笋初加工过程中的清洗、筛分和剪切环节，达到了更好的加工质量和更高的加工效率的目的。机器视觉系统最基本的特点就是提高生产的灵活性和自动化程度，在一些不适于人工作业的危险工作环境或者人工视觉难以满足要求的场合，常用机器视觉来替代人工视觉，同时，在大批量重复性工业生产过程中，用机器视觉检测方法可以大大提高生产的效率和自动化程度。运用在鲜笋初加工中的表现具体为，鲜笋加工效率提升，鲜笋剥皮切根后的外形更加完好，利于后续的鲜笋剪切，即鲜笋的初加工质量更高，并且机器视觉的引入，再配合自动化的清洗、筛分和剪切设备，使得鲜笋初加工的自动化程度大幅提高。

(2)、本发明提供的基于机器视觉的鲜笋识别、清洗与自动剪切系统及方法，通过为吹洗机上配备电加热模块，为剥皮机设置前置加热雾化器，达到了提高洗吹效率和剥皮质量及效率的目的。鲜笋在进行吹洗时由于外部泥土未完全干燥(尤其是根部泥土)，在吹洗时无法将泥土很好地去除，会造成后续的切根困难或者切根刀具磨损，而该吹洗机可以吹出热风，有效干燥鲜笋上的泥土，更加容易地清除鲜笋上的泥土。而为剥皮机设置前置加热雾化器是为了在剥皮前软化鲜笋表皮，可以更加容易地去除表皮，从而提高剥皮质量及效率。

附图说明

图1为本发明系统与方法整体组成与流程框图；

图2为本发明ccd识别系统的结构框图；

图3为本发明实施例一的清洗系统结构框图；

图4为本发明实施例二的自动剪切系统结构框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：如图1-3，本实施例提供的基于机器视觉的鲜笋识别、清洗与自动剪切系统，包括ccd识别系统、清洗系统、自动剪切系统和筛分系统，ccd识别系统和清洗系统、自动剪切系统、筛分系统电性连接，且清洗系统、自动剪切系统和筛分系统组合使用。

ccd识别系统主要基于机器视觉技术，且机器视觉技术的主要包括画面摄取系统和图像处理系统，其中画面摄取系统包括摄像机和图像采集卡。图像处理系统与清洗系统、自动剪切系统电性连接。

清洗系统包括的设备有吹洗机和循环水洗机，洗吹机上设置有电加热模块，鲜笋在进行吹洗时由于外部泥土未完全干燥(尤其是根部泥土)，在吹洗时无法将泥土很好地去除，会造成后续的切根困难或者切根刀具磨损，而该吹洗机可以吹出热风，有效干燥鲜笋上的泥土，更加容易地清除鲜笋上的泥土。自动剪切系统包括的设备有切根机、剥皮机和切条机，筛分系统的设备为筛分机，筛分内容为直径筛分，通过直径筛分，划分等级，有利于后续的针对性剥皮，剥皮质量更高，不易损坏笋肉。

吹洗机的输出端与切根机的输入端连接，切根机的输出端与筛分机的输入端连接，筛分机的输出端与剥皮机的输入端连接，剥皮机的输出端与循环水洗机的输入端连接，循环水洗机的输出端与切条机的输入端连接。

ccd识别系统与清洗系统连接，ccd识别系统中的画面摄取系统采集清洗过程中鲜笋的时时画面，将画面传输给图像处理系统，进而控制清洗系统中的各种设备运转；ccd识别系统与筛分系统连接，画面摄取系统采集鲜笋画面，将画面传输给图像处理系统后，进而控制筛分系统中的筛分机根据鲜笋直径大小进行筛分；ccd识别系统与自动剪切系统连接，画面摄取系统采集鲜笋画面，将画面传输给图像处理系统后，进而自动剪切系统中的各种设备运转。

一种采用前述述系统的基于机器视觉的鲜笋识别、清洗与自动剪切的方法，其包括如下步骤：吹洗机将鲜笋的表皮和根部泥土吹洗除去，之后通过切根机将鲜笋的根部切除，进入筛分机后，根据鲜笋的直径大小将鲜笋筛分为不同的等级，并且进入不同的输送通道，相同直径等级的鲜笋被剥皮机剥皮，剩下的鲜笋笋肉通过循环水洗机水洗，去除鲜笋表面残留的泥土等污渍，待鲜笋洗净后，鲜笋进入切条机，并且将鲜笋剪切成符合要求大小和形状。

实施例二：参见图1、2和4，本实施例提供的基于机器视觉的鲜笋识别、清洗与自动剪切系统，包括ccd识别系统、清洗系统、自动剪切系统和筛分系统，ccd识别系统和清洗系统、自动剪切系统、筛分系统电性连接，且清洗系统、自动剪切系统和筛分系统组合使用。

ccd识别系统主要基于机器视觉技术，且机器视觉技术的主要包括画面摄取系统和图像处理系统，其中画面摄取系统包括摄像机和图像采集卡。图像处理系统与清洗系统、自动剪切系统电性连接。

清洗系统包括的设备有吹洗机和循环水洗机，自动剪切系统包括的设备有切根机、剥皮机和切条机，剥皮机设置有前置加热雾化器，为了在剥皮前软化鲜笋表皮，可以更加容易地去除表皮，从而提高剥皮质量及效率。筛分系统的设备为筛分机，筛分内容为直径筛分，通过直径筛分，划分等级，有利于后续的针对性剥皮，剥皮质量更高，不易损坏笋肉。

吹洗机的输出端与切根机的输入端连接，切根机的输出端与筛分机的输入端连接，筛分机的输出端与剥皮机的输入端连接，剥皮机的输出端与循环水洗机的输入端连接，循环水洗机的输出端与切条机的输入端连接。

ccd识别系统与清洗系统连接，ccd识别系统中的画面摄取系统采集清洗过程中鲜笋的时时画面，将画面传输给图像处理系统，进而控制清洗系统中的各种设备运转；ccd识别系统与筛分系统连接，画面摄取系统采集鲜笋画面，将画面传输给图像处理系统后，进而控制筛分系统中的筛分机根据鲜笋直径大小进行筛分；ccd识别系统与自动剪切系统连接，画面摄取系统采集鲜笋画面，将画面传输给图像处理系统后，进而自动剪切系统中的各种设备运转。

本发明实施例通过将机器视觉技术运用在鲜笋初加工过程中的清洗、筛分和剪切环节，达到了更好的加工质量和更高的加工效率的目的。机器视觉系统最基本的特点就是提高生产的灵活性和自动化程度，在一些不适于人工作业的危险工作环境或者人工视觉难以满足要求的场合，常用机器视觉来替代人工视觉，同时，在大批量重复性工业生产过程中，用机器视觉检测方法可以大大提高生产的效率和自动化程度。运用在鲜笋初加工中的表现具体为，鲜笋加工效率提升，鲜笋剥皮切根后的外形更加完好，利于后续的鲜笋剪切，即鲜笋的初加工质量更高，并且机器视觉的引入，再配合自动化的清洗、筛分和剪切设备，使得鲜笋初加工的自动化程度大幅提高。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。