一种咖啡豆分级机及分级方法与流程

本发明涉及一种咖啡豆分级机及分级方法，属于农业物料筛选设备技术领域。

背景技术：

分级机用于散体物料品质检测和分级的一种无损分选设备,在粮食、食品、颜料化工等行业有着广泛的应用,对分选难度大的再生塑料片、塑料颗粒、玉米、各种豆类、矿石、辣椒、蒜米、瓜子类、葡萄干、种子、中药、海米、虾皮、丁香鱼、及特种物料分选效果都十分显著。

目前，我国在咖啡种植面积和产量已经极具规模，但在咖啡豆大小品质分级和后续加工处理方面却存在较多的问题。现阶段，咖啡生豆的大小品质分级主要是依靠人工分级，人工分级一方面导致劳动强度高，另一方面由于人的视觉缺陷导致分级准确率较低。

技术实现要素：

本发明针对现有技术中咖啡生豆大小品质分级困难、烘焙咖啡豆颜色品质分级困难的问题，提供一种咖啡豆分级机及分级方法，本发明的咖啡豆分级机可将咖啡生豆按照粒径进行分级，将烘焙咖啡豆按照颜色进行分级，提高咖啡豆的分选效率，减轻人力劳动强度。

本发明为解决其技术问题而采用的技术方案是：

一种咖啡豆分级机，包括进料部1、匀料筛分部2、分级部3、气吹部4、收料部5、电气控制箱6、气泵7，进料部1与匀料筛分部2连通，

进料部1包括机架ⅰ8、料斗9、振动电机ⅰ11、掺杂物收集器ⅰ12，机架ⅰ8为矩形框架结构，料斗9顶端通过料斗安装组件10安装在机架ⅰ8顶端，料斗9下部延伸至机架ⅰ8内，振动电机ⅰ11固定设置在料斗9的侧壁，掺杂物收集器ⅰ12水平固定设置在机架ⅰ8内的底部，料斗9的出料口14倾斜设置在料斗9底部的侧壁且出料口14的低端与匀料筛分部2连通，料斗9内的底部水平向下倾斜设置有底板筛网ⅰ13，底板筛网ⅰ13位于出料口14的上方且底板筛网ⅰ13的低端与出料口14的高端连通，料斗9的底端侧壁开设有掺杂物出口15且掺杂物出口15位于出料口14下方；

匀料筛分部2包括机架ⅱ16、振动床主体17、振动电机ⅱ19、掺杂物收集器ⅱ20，机架ⅱ16为矩形框架结构，振动床主体17通过振动床连接组件18水平向下倾斜设置在机架ⅱ16的顶端且振动床主体17的低端与分级部3连通，振动床主体17的底壁为底板筛网ⅱ21，底板筛网ⅱ21上沿分级部3方向固定设置有若干个s型曲线轨道22，振动电机ⅱ19固定设置在振动床主体17的下端，掺杂物收集器ⅱ20水平固定设置在机架ⅱ16内的底部；s型曲线轨道22的宽度为咖啡豆平均粒径的1.1~1.8倍；

分级部3包括光电传感器ⅰ23、光电传感器ⅱ、ccd摄像机24、微处理器25、密封箱体26、补光灯27、清洁器28，光电传感器ⅰ23、光电传感器ⅱ分别设置在底板筛网ⅱ21两侧且光电传感器ⅰ23、光电传感器ⅱ均位于s型曲线轨道22的末端，光电传感器ⅰ23、光电传感器ⅱ分别通过数据线与微处理器25连接，密封箱体通过支撑架固定设置在机架ⅱ16侧上方，靠近匀料筛分部2的密封箱体侧壁为倾斜的透明玻璃分级板，透明玻璃分级板的倾斜度与咖啡豆离开s型曲线轨道22下落的倾斜度相同，密封箱体内壁固定设置有若干个ccd摄像机24，ccd摄像机24的镜头正对透明玻璃分级板且每个ccd摄像机24的镜头相应s型曲线轨道22的出口；微处理器25固定设置在密封箱体26的底部，ccd摄像机24通过数据传输线与微处理器25连接，补光灯27固定设置在密封箱体26的顶部，密封箱体26的透明玻璃分级板顶端和底端固定设置有水平滑轨，清洁器28的两端分别滑设在透明玻璃分级板顶端和底端的水平滑轨内；

气吹部4包括气管柱29、电磁阀、气泵7，气管柱29固定设置在机架ⅱ16底端且若干个气管柱29分别设置在s型曲线轨道22的正下方，气管柱29上均匀设置有若干个气孔，气孔的开口方向与s型曲线轨道22中咖啡豆落下出口处方向一致，气管柱29的一端封闭且另一端通过输气管与气泵7连通，输气管上设置有电磁阀，电磁阀与微处理器25连接；

收料部5包括收集箱ⅰ30、收集箱ⅱ31、收集箱ⅲ32、收集箱ⅳ33、收集箱ⅴ34，收集箱ⅰ30、收集箱ⅱ31、收集箱ⅲ32、收集箱ⅳ33、收集箱ⅴ34沿气管柱29气孔的喷吹气流方向依次设置在密封箱体26的下方；

电气控制箱6设置在收集箱ⅴ34一侧，振动电机ⅰ11、振动电机ⅱ19、微处理器25、气泵7通过线缆与电气控制箱6电连接；

所述料斗安装组件10包括尼龙盘ⅰ、尼龙盘ⅱ、弹簧ⅰ、螺栓ⅰ、螺栓ⅱ、尼龙绳ⅰ，尼龙盘ⅰ固定设置在弹簧ⅰ的顶端，尼龙盘ⅱ固定设置在弹簧ⅰ的底端，尼龙盘ⅰ通过螺栓ⅰ与料斗9顶端固定连接，尼龙盘ⅱ通过螺栓ⅱ与机架ⅰ8的顶端连接，尼龙绳将料斗9顶端缠绕固定在机架ⅰ8的顶端；

所述振动床连接组件18包括尼龙盘ⅲ、尼龙盘ⅳ、弹簧ⅱ、螺栓ⅲ、螺栓ⅳ、尼龙绳ⅱ，尼龙盘ⅲ固定设置在弹簧ⅱ的顶端，尼龙盘ⅳ固定设置在弹簧ⅱ的底端，尼龙盘ⅲ通过螺栓ⅱ与振动床主体17的底端固定连接，尼龙盘ⅳ通过螺栓ⅱ与机架ⅱ16的顶端连接，尼龙绳将振动床主体17底端缠绕固定在机架ⅱ16的顶端；

所述气管柱29的侧壁中部设置有水平方向的双排气孔，双排气孔与气管柱的轴线夹角为13°；

所述气管柱29的两端通过卡环固定设置在机架ⅱ16底端。

一种咖啡豆分级方法，咖啡豆为咖啡生豆，按照咖啡豆粒径进行分级，采用咖啡豆分级机进行分级，具体步骤如下：

（1）将咖啡豆加入到进料部的料斗中，在振动电机ⅰ的振动下实现初步筛分，初步筛分的掺杂物穿过料斗底部的底板筛网ⅰ进入掺杂物出口，掺杂物在重力作用下通过掺杂物出口落入掺杂物收集器ⅰ中，初步筛分咖啡豆留在底板筛网ⅰ上方并在振动电机ⅰ的振动和重力作用下通过料斗的出料口进入匀料筛分部的振动床主体中；

（2）匀料筛分部的振动床主体中的初筛咖啡豆在振动电机ⅱ的振动下实现精确筛分，精确筛分的掺杂物穿过振动床主体底部的底板筛网ⅱ，掺杂物在重力作用下落入掺杂物收集器ⅱ中，精确筛分的咖啡豆留在底板筛网ⅱ上方并在振动电机ⅱ的振动和重力作用下分列进入底板筛网ⅱ顶端的s型曲线轨道中，单列咖啡豆在单个s型曲线轨道中依次排列移动；

（3）咖啡豆到达s型曲线轨道末端，光电传感器将检测到的咖啡豆位置信号传递给微处理器，微处理器控制分级部的ccd摄像机采集s型曲线轨道出口处的咖啡豆的图像信息，补光灯对ccd摄像机采集s型曲线轨道出口处的咖啡豆图像过程进行补光，ccd摄像机将采集到的咖啡豆图像传送给微处理器，微处理器对咖啡豆图像进行二值化处理得到二值化处理图像，采用最小外接矩形法得到咖啡豆果径宽度d，按照咖啡豆果径宽度d将咖啡豆分为d≥6.5mm、6.5mm＞d≥6.0mm、6.0mm＞d≥5.5mm、5.5mm＞d≥5.0mm、d＜5.0mm五个等级；微处理器将咖啡豆分级信息和重力进行计算处理得到气吹部气管柱对咖啡豆的推力，再将气吹部气管柱对咖啡豆的推力转换成电磁阀的开合度；

（4）微处理器控制气吹部中电磁阀的开合度，气管柱内的气体将从咖啡豆s型曲线轨道落下的咖啡豆吹进收料部的该咖啡豆所在级别的收集箱中。

一种咖啡豆分级方法，咖啡豆为烘焙咖啡豆，按照烘焙咖啡豆的颜色进行分级，采用咖啡豆分级机进行分级，具体步骤如下：

（1）将咖啡豆加入到进料部的料斗中，在振动电机ⅰ的振动下实现初步筛分，初步筛分的掺杂物穿过料斗底部的底板筛网ⅰ进入掺杂物出口，掺杂物在重力作用下通过掺杂物出口落入掺杂物收集器ⅰ中，初步筛分咖啡豆留在底板筛网ⅰ上方并在振动电机ⅰ的振动和重力作用下通过料斗的出料口进入匀料筛分部的振动床主体中；

（2）匀料筛分部的振动床主体中的初筛咖啡豆在振动电机ⅱ的振动下实现精确筛分，精确筛分的掺杂物穿过振动床主体底部的底板筛网ⅱ，掺杂物在重力作用下落入掺杂物收集器ⅱ中，精确筛分的咖啡豆留在底板筛网ⅱ上方并在振动电机ⅱ的振动和重力作用下分列进入底板筛网ⅱ顶端的s型曲线轨道中，单列咖啡豆在单个s型曲线轨道中依次排列移动；

（3）咖啡豆到达s型曲线轨道末端，光电传感器将检测到的咖啡豆位置信号传递给微处理器，微处理器控制分级部的ccd摄像机采集s型曲线轨道出口处的咖啡豆的图像信息，补光灯对ccd摄像机采集s型曲线轨道出口处的咖啡豆图像过程进行补光，ccd摄像机将采集到的咖啡豆图像传送给微处理器，微处理器将咖啡豆图像构建成rgb颜色空间模型，再将rgb颜色空间模型转化成hsv模型，选取hsv模型中的v分量作为咖啡豆的颜色特征值集合；采用基本全局阈值法得到像素阈值，按照咖啡豆像素阈值将咖啡豆分为浅度烘焙豆＞0.13、中度烘焙豆0.13≥＞0.05、深度烘焙豆0.05≥三个等级；微处理器将咖啡豆分级信息和重力进行计算处理得到气吹部气管柱对咖啡豆的推力，再将气吹部气管柱对咖啡豆的推力转换成电磁阀的开合度；

（4）微处理器控制气吹部中电磁阀的开合度，气管柱内的气体将从咖啡豆s型曲线轨道落下的咖啡豆吹进收料部的该咖啡豆所在级别的收集箱中。

进一步地，所述将rgb颜色空间模型转化成hsv模型的方法，具体步骤为：

（1）rgb颜色空间模型的三个分量分别为r、g和b，选取r、g、b三个分量中的最大值为t1，选取r、g、b三个分量中的最小值为t2；

（2）rgb颜色空间模型转化成hsv模型：hsv模型中h取值为：当t1=t2时，h=0°；当t1=r且g≥b时，h=60°*(g-b)/(t1-t2)；当t1=r且g<b时，h=60°*(g-b)/(t1-t2)+360°；当t1=g时，h=60°*(b-r)/(t1-t2)+120°；当t1=b时，h=60°*(r-g)/(t1-t2)+240°；s的取值为：当t1=0时，s=0;当t1≠0时，s=(t1-t2)/t1；v的取值为：v=t1；

（3）选取hsv模型中的v分量作为咖啡豆的颜色特征值集合。

进一步地，所述基本全局阈值法获取像素阈值的方法，具体步骤为：

（1）在咖啡豆的颜色特征值集合中任意选取一个v分量值作为初始估计值g；

（2）利用初始估计值g去分割咖啡豆的颜色特征值集合得到集合g1和集合g2,其中集合g1由大于初始估计值g的像素组成，g2由小于初始估计值g的像素组成；

（3）计算集合g1的平均像素值得到平均像素值g1；计算像素集合g2的平均像素值得到平均像素值g2；

（4）平均像素值g1与平均像素值g2的平均值作为计算阈值g31=（g1+g2）/2；

（5）将计算阈值g31取代步骤（2）的初始估计值g，重复n-1次依次进行步骤（2）~（4）得到计算阈值g3n，再将计算阈值g3n取代步骤（2）的初始估计值g3n-1，依次进行步骤（2）~（4）得到计算阈值g3n+1，当g3n+1-g3n=0时，g3n即为像素阈值。

本发明的有益效果：

（1）本发明在进料部和匀料筛分部同时设有开孔底板筛网，对物料进行了两次较为彻底的筛分，其中第一次主要是将掺杂物等进行筛分，第二次筛分主要是将破碎的物料等残次品进行筛分,通过对物料的两次彻底筛分，有效提高该系统的工作效率；

（2）本发明使用了s型轨道，使得咖啡豆能够单排单列依次通过该轨道，达到使物料分布更加均匀的目的，同时也为后续图像的采集与处理提供了方便；

（3）本发明的分级部，采用了基于机器视觉的图像检测方法，有效降低劳动程度，检测结果的准确性也得到提升；

（4）本发明在执行机构部分采用气动装置进行分级，依靠气流对不同物料会产生不同的冲击力从而将咖啡豆送至相应的物料收集箱内，完成在线自动分级，该方法结构原理简单，易操作，为绿色低耗能源，无污染。

附图说明

图1为咖啡豆分级机的结构示意图；

图2为分级部、气吹部、收料部组装示意图（主视）；

图3为料斗结构示意图；

图4为振动床主体俯视图；

图5为气管柱结构示意图；

其中：1-进料部、2-匀料筛分部、3-分级部、4-气吹部、5-收料部、6-电气控制箱、7-气泵、8-机架ⅰ、9-料斗、10-料斗安装组件、11-振动电机ⅰ、12-掺杂物收集器ⅰ、13-底板筛网ⅰ、14-出料口、15-掺杂物出口、16-机架ⅱ、17-振动床主体、18-振动床连接组件、19-振动电机ⅱ、20-掺杂物收集器ⅱ、21-底板筛网ⅱ、22-s型曲线轨道、23-光电传感器器、24-ccd摄像机、25-微处理器、26-密封箱体、27-补光灯、28-清洁器、29-气管柱、30-收集箱ⅰ、31-收集箱ⅱ、32-收集箱ⅲ、33-收集箱ⅳ、34-收集箱ⅴ。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，对本发明作进一步说明。

实施例1：如图1~5所示，一种咖啡豆分级机，包括进料部1、匀料筛分部2、分级部3、气吹部4、收料部5、电气控制箱6、气泵7，进料部1与匀料筛分部2连通，

进料部1包括机架ⅰ8、料斗9、振动电机ⅰ11、掺杂物收集器ⅰ12，机架ⅰ8为矩形框架结构，料斗9顶端通过料斗安装组件10安装在机架ⅰ8顶端，料斗9下部延伸至机架ⅰ8内，振动电机ⅰ11固定设置在料斗9的侧壁，掺杂物收集器ⅰ12水平固定设置在机架ⅰ8内的底部，料斗9的出料口14倾斜设置在料斗9底部的侧壁且出料口14的低端与匀料筛分部2连通，料斗9内的底部水平向下倾斜设置有底板筛网ⅰ13，底板筛网ⅰ13位于出料口14的上方且底板筛网ⅰ13的低端与出料口14的高端连通，料斗9的底端侧壁开设有掺杂物出口15且掺杂物出口15位于出料口14下方；振动电机ⅰ11带动料斗9振动，可初步将咖啡豆中的杂质和外形品质很差的咖啡豆筛出；

匀料筛分部2包括机架ⅱ16、振动床主体17、振动电机ⅱ19、掺杂物收集器ⅱ20，机架ⅱ16为矩形框架结构，振动床主体17通过振动床连接组件18水平向下倾斜设置在机架ⅱ16的顶端且振动床主体17的低端与分级部3连通，振动床主体17的底壁为底板筛网ⅱ21，底板筛网ⅱ21上沿分级部3方向固定设置有若干个s型曲线轨道22，振动电机ⅱ19固定设置在振动床主体17的下端，掺杂物收集器ⅱ20水平固定设置在机架ⅱ16内的底部；s型曲线轨道22的宽度为咖啡豆平均粒径的1.1~1.8倍；振动电机ⅱ19带动振动床主体17实现上下振动，使得咖啡豆均匀在曲线形轨道上运动，在实现匀料作用的同时，掺杂物和外形品质差的咖啡豆从振动床主体17底部的筛网排出；

分级部3包括光电传感器ⅰ23、光电传感器ⅱ、ccd摄像机24、微处理器25、密封箱体26、补光灯27、清洁器28，光电传感器ⅰ23、光电传感器ⅱ分别设置在底板筛网ⅱ21两侧且光电传感器ⅰ23、光电传感器ⅱ均位于s型曲线轨道22的末端，光电传感器ⅰ23、光电传感器ⅱ分别通过数据线与微处理器25连接，密封箱体通过支撑架固定设置在机架ⅱ16侧上方，靠近匀料筛分部2的密封箱体侧壁为倾斜的透明玻璃分级板，透明玻璃分级板的倾斜度与咖啡豆离开s型曲线轨道22下落的倾斜度相同，密封箱体内壁固定设置有若干个ccd摄像机24，ccd摄像机24的镜头正对透明玻璃分级板且每个ccd摄像机24的镜头相应s型曲线轨道22的出口；微处理器25固定设置在密封箱体26的底部，ccd摄像机24通过数据传输线与微处理器25连接，补光灯27固定设置在密封箱体26的顶部，密封箱体26的透明玻璃分级板顶端和底端固定设置有水平滑轨，清洁器28的两端分别滑设在透明玻璃分级板顶端和底端的水平滑轨内；本实施例的补光灯安装在密封箱外壁面的上端，光线直射分选物料，进行补光作用，可有效避免因光源不均匀而引起的图像效果不佳问题，确保ccd摄像机能够采集到效果最佳的图像信息，以便进行后续处理；清洁器位于色选玻璃板的一端，与直线导轨副导轨上的滑块相联，同时，直线滑块与气动机构相联，清洁器随同滑块在导轨上滑动，可以实现在色选玻璃板表面左右移动，实现去除色选玻璃的灰尘、异物等，以避免对图像信息采集过程造成误差；

气吹部4包括气管柱29、电磁阀、气泵7，气管柱29通过卡环固定设置在机架ⅱ16底端且若干个气管柱29分别设置在s型曲线轨道22的正下方，气管柱29上均匀设置有若干个气孔，气孔的开口方向与s型曲线轨道22中咖啡豆落下出口处方向一致，气管柱29的一端封闭且另一端通过输气管与气泵7连通，输气管上设置有电磁阀，电磁阀与微处理器25连接；微处理器25通过电磁阀的开合度控制气流的流速，即可控制气吹部4对咖啡豆的推力；

收料部5包括收集箱ⅰ30、收集箱ⅱ31、收集箱ⅲ32、收集箱ⅳ33、收集箱ⅴ34，收集箱ⅰ30、收集箱ⅱ31、收集箱ⅲ32、收集箱ⅳ33、收集箱ⅴ34沿气管柱29气孔的喷吹气流方向依次设置在密封箱体26的下方；

电气控制箱6设置在收集箱ⅴ34一侧，振动电机ⅰ11、振动电机ⅱ19、微处理器25、气泵7通过线缆与电气控制箱6电连接；

料斗安装组件10包括尼龙盘ⅰ、尼龙盘ⅱ、弹簧ⅰ、螺栓ⅰ、螺栓ⅱ、尼龙绳ⅰ，尼龙盘ⅰ固定设置在弹簧ⅰ的顶端，尼龙盘ⅱ固定设置在弹簧ⅰ的底端，尼龙盘ⅰ通过螺栓ⅰ与料斗9顶端固定连接，尼龙盘ⅱ通过螺栓ⅱ与机架ⅰ8的顶端连接，尼龙绳将料斗9顶端缠绕固定在机架ⅰ8的顶端；

振动床连接组件18包括尼龙盘ⅲ、尼龙盘ⅳ、弹簧ⅱ、螺栓ⅲ、螺栓ⅳ、尼龙绳ⅱ，尼龙盘ⅲ固定设置在弹簧ⅱ的顶端，尼龙盘ⅳ固定设置在弹簧ⅱ的底端，尼龙盘ⅲ通过螺栓ⅱ与振动床主体17的底端固定连接，尼龙盘ⅳ通过螺栓ⅱ与机架ⅱ16的顶端连接，尼龙绳将振动床主体17底端缠绕固定在机架ⅱ16的顶端；

气管柱29的侧壁中部设置有水平方向的双排气孔，双排气孔与气管柱的轴线夹角为13°；

气管柱29的两端通过卡环固定设置在机架ⅱ16底端。

实施例2：一种咖啡豆分级方法，咖啡豆为咖啡生豆，按照咖啡豆粒径进行分级，采用实施例1的咖啡豆分级机进行分级，具体步骤如下：

（1）将咖啡豆加入到进料部的料斗中，在振动电机ⅰ的振动下实现初步筛分，初步筛分的掺杂物穿过料斗底部的底板筛网ⅰ进入掺杂物出口，掺杂物在重力作用下通过掺杂物出口落入掺杂物收集器ⅰ中，初步筛分咖啡豆留在底板筛网ⅰ上方并在振动电机ⅰ的振动和重力作用下通过料斗的出料口进入匀料筛分部的振动床主体中；

（2）匀料筛分部的振动床主体中的初筛咖啡豆在振动电机ⅱ的振动下实现精确筛分，精确筛分的掺杂物穿过振动床主体底部的底板筛网ⅱ，掺杂物在重力作用下落入掺杂物收集器ⅱ中，精确筛分的咖啡豆留在底板筛网ⅱ上方并在振动电机ⅱ的振动和重力作用下分列进入底板筛网ⅱ顶端的s型曲线轨道中，单列咖啡豆在单个s型曲线轨道中依次排列移动；

（3）分级部的ccd摄像机采集s型曲线轨道出口处的咖啡豆的图像信息，补光灯对ccd摄像机采集s型曲线轨道出口处的咖啡豆图像过程进行补光，ccd摄像机将采集到的咖啡豆图像传送给微处理器，微处理器对咖啡豆图像进行二值化处理得到二值化处理图像，采用最小外接矩形法得到咖啡豆果径宽度d，按照咖啡豆果径宽度d将咖啡豆分为d≥6.5mm、6.5mm＞d≥6.0mm、6.0mm＞d≥5.5mm、5.5mm＞d≥5.0mm、d＜5.0mm五个等级；微处理器将咖啡豆分级信息和重力进行计算处理得到气吹部气管柱对咖啡豆的推力，再将气吹部气管柱对咖啡豆的推力转换成电磁阀的开合度；

（4）微处理器控制气吹部中电磁阀的开合度，气管柱内的气体将从咖啡豆s型曲线轨道落下的咖啡豆吹进收料部的该咖啡豆所在级别的收集箱中。

实施例3：一种咖啡豆分级方法，咖啡豆为烘焙咖啡豆，按照烘焙咖啡豆的颜色进行分级，采用实施例1的咖啡豆分级机进行分级，具体步骤如下：

（1）将咖啡豆加入到进料部的料斗中，在振动电机ⅰ的振动下实现初步筛分，初步筛分的掺杂物穿过料斗底部的底板筛网ⅰ进入掺杂物出口，掺杂物在重力作用下通过掺杂物出口落入掺杂物收集器ⅰ中，初步筛分咖啡豆留在底板筛网ⅰ上方并在振动电机ⅰ的振动和重力作用下通过料斗的出料口进入匀料筛分部的振动床主体中；

（2）匀料筛分部的振动床主体中的初筛咖啡豆在振动电机ⅱ的振动下实现精确筛分，精确筛分的掺杂物穿过振动床主体底部的底板筛网ⅱ，掺杂物在重力作用下落入掺杂物收集器ⅱ中，精确筛分的咖啡豆留在底板筛网ⅱ上方并在振动电机ⅱ的振动和重力作用下分列进入底板筛网ⅱ顶端的s型曲线轨道中，单列咖啡豆在单个s型曲线轨道中依次排列移动；

（3）分级部的ccd摄像机采集s型曲线轨道出口处的咖啡豆的图像信息，补光灯对ccd摄像机采集s型曲线轨道出口处的咖啡豆图像过程进行补光，ccd摄像机将采集到的咖啡豆图像传送给微处理器，微处理器将咖啡豆图像构建成rgb颜色空间模型，再将rgb颜色空间模型转化成hsv模型，选取hsv模型中的v分量作为咖啡豆的颜色特征值集合；采用基本全局阈值法得到像素阈值，按照咖啡豆像素阈值将咖啡豆分为浅度烘焙豆＞0.13、中度烘焙豆0.13≥＞0.05、深度烘焙豆0.05≥三个等级；微处理器将咖啡豆分级信息和重力进行计算处理得到气吹部气管柱对咖啡豆的推力，再将气吹部气管柱对咖啡豆的推力转换成电磁阀的开合度；

（4）微处理器控制气吹部中电磁阀的开合度，气管柱内的气体将从咖啡豆s型曲线轨道落下的咖啡豆吹进收料部的该咖啡豆所在级别的收集箱中。

本实施例所述将rgb颜色空间模型转化成hsv模型的方法，具体步骤为：

（1）rgb颜色空间模型的三个分量分别为r、g和b，选取r、g、b三个分量中的最大值为t1，选取r、g、b三个分量中的最小值为t2；

（2）rgb颜色空间模型转化成hsv模型：hsv模型中h取值为：当t1=t2时，h=0°；当t1=r且g≥b时，h=60°*(g-b)/(t1-t2)；当t1=r且g<b时，h=60°*(g-b)/(t1-t2)+360°；当t1=g时，h=60°*(b-r)/(t1-t2)+120°；当t1=b时，h=60°*(r-g)/(t1-t2)+240°；s的取值为：当t1=0时，s=0;当t1≠0时，s=(t1-t2)/t1；v的取值为：v=t1；

（3）选取hsv模型中的v分量作为咖啡豆的颜色特征值集合。

本实施例所述基本全局阈值法获取像素阈值的方法，具体步骤为：

（1）在咖啡豆的颜色特征值集合中任意选取一个v分量值作为初始估计值g；

（2）利用初始估计值g去分割咖啡豆的颜色特征值集合得到集合g1和集合g2,其中集合g1由大于初始估计值g的像素组成，g2由小于初始估计值g的像素组成；

（3）计算集合g1的平均像素值得到平均像素值g1；计算像素集合g2的平均像素值得到平均像素值g2；

（4）平均像素值g1与平均像素值g2的平均值作为计算阈值g31=（g1+g2）/2；

（5）将计算阈值g31取代步骤（2）的初始估计值g，重复n-1次依次进行步骤（2）~（4）得到计算阈值g3n，再将计算阈值g3n取代步骤（2）的初始估计值g3n-1，依次进行步骤（2）~（4）得到计算阈值g3n+1，当g3n+1-g3n=0时，g3n即为像素阈值。

上面结合附图对本发明的具体实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。