往届作品展示

基于图像处理的梨的质量分拣装置

团队相关信息:

队长姓名:张宇航 队长学历层次:硕士

团队成员:张宇航、赵添伟、张志彪、田宠宠

指导教师单位及姓名:姜海勇(河北农业大学机电工程学院)、张博(河北农业大学机电工程学院)

作品简介:

基于图像处理的梨的质量分拣系统将梨品质数据在线采集的硬件平台与软件系统无缝衔接,满足梨数据的采集、传输、信息智能处理、结果展示等功能,为梨种植户提供决策支持,本项目目前适用于全国范围内的梨的质量分拣。 本装置由图像处理系统、传送带系统、机械臂分拣系统三部分构成。图像处理系统由3个CCD相机和PC机组成,传送带系统由步进电机、履带、收纳筐构成,机械臂分拣系统由微控制器、步进电机、机械爪构成。 图像处理系统由CCD相机采集信息,并由PC机处理信息,对梨进行不间断的检测,PC机将采集到的梨的品质信息进行转化传输至通信模块,利用互联网技术借由gprs信号传输给机械臂分拣系统与传送带系统。并与梨事先标定的基准值进行比较,当有所偏差时,即可通过传送带把梨运输到指定位置并驱动控制机械臂实现对梨的分拣。

主要创新点:

1.梨的图像信息采集摄像机系统采用CCD摄像机,多角度布置多个摄像头和光源系统,对图像采集区域内的梨进行摄像。 2.采用遗传算法优化卷积神经网络检测所采集的梨图像信息(形状、颜色、表面缺陷等)。 3.摒弃了通过称重模块对梨的重量进行测量,直接通过图像识别和卷积神经网络对梨的图像进行分析得出梨的重量。进而综合判断梨的品质,引导梨进入相应仓位完成分级。

技术关键和主要技术指标:

1.技术关键 本系统结合相关传感器技术,可以24小时不间断的将采集信息进行处理,无需过多人工操作,实现智能化分拣控制。 2.主要技术指标 ①通过机器视觉对梨进行分级的结果经试验测试与人工分级的结果平均一致率在95%以上,整机系统对梨造成的机械损伤率不超过3%; ②梨定向输出的成功率在95%以上。

推广应用价值:

当前由于梨进入市场不及时造成梨的损坏比重较大,高达样本总量的54%,本产品能很好的解决此问题。 通过本项目的实施,转变生产者对于先进技术应用的积极性,促进梨商品化处理产业健康、快速良好的发展,可实现管理效率和劳动生产率提升,推动智慧果园的建设与示范。 2020年7月,我们的作品设计在河北石家庄藁城梨种植基地展示,受到种植户及农业局领导的认可及好评。

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