[发明专利]基于深度相机的黑果枸杞分选装置及识别与分类算法

说明书

本发明公开一种基于深度相机的黑果枸杞分选装置，包括可旋转的圆锥台，在圆锥台的外周设置有挡圈，在挡圈与圆锥台之间形成容纳槽，在容纳槽上间隔均匀的设置有外侧开口的黑果枸杞大小的凹槽，凹槽向外侧向下倾斜；在挡圈上设置有与凹槽外侧开口相对应的出料口，出料口外连接有传送带，传送带下方设置有分选机构。本发明还公开一种基于深度信息的黑果枸杞识别与分类算法，由三台深度相机通过三维卷积神经网络和极限学习机来实现；本发明采用机器全自动分拣，提高效率和筛选准确率，通过深度相机在穹顶光源和白色背景板的配合下采集到黑果枸杞的RGB图像以及深度信息图像，进而能够达到黑果枸杞合理的分选以及有效的提高分选精度，完成全自动分选模式。

技术领域

本发明涉及黑果枸杞分拣领域，具体说是一种基于深度相机的黑果枸杞分选装置及识别与分类算法。

背景技术

黑果枸杞，是枸杞属科多年生灌木，具棘刺，浆果球形，皮薄，皮熟后紫黑色，果实含丰富的紫红色素，极易溶于水，属天然的水溶性花色甙黄酮类。藏医用于治疗心热病、心脏病、月经不调、停经等且药效显著。由于黑果枸杞价格昂贵，品质要求较高，目前对于黑果枸杞的分选，大多数都是采用人工分选，需要每个工人通过肉眼仔细的对每一颗黑果枸杞进行挑选，且每个工人一天也只能挑选两三斤的枸杞，这种人工分选的方法耗费大量人力，也提高了黑果枸杞的成本，而且人工分选标准不一，不利于黑果枸杞的统一分级。同时现有的分选装置也无法实现对黑果枸杞进行一颗一颗的分选，无法精确的对黑果枸杞实现品质分级。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术存在的不足，提供一种基于深度相机的黑果枸杞分选装置及算法；能够通过深度相机所获得信息判断黑果枸杞质量进而进行精密分选。

技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种基于深度相机的黑果枸杞分选装置，包括可旋转的圆锥台，在所述圆锥台的外周设置有挡圈，在所述挡圈与圆锥台之间形成与圆锥台连接并随圆锥台旋转的容纳槽，在所述容纳槽上间隔均匀的设置有外侧开口的黑果枸杞大小的凹槽，所述凹槽向外侧向下倾斜；在所述挡圈上设置有与凹槽外侧开口相对应的出料口，所述出料口外连接有传送带，所述传送带下方设置有分选机构，所述分选机构包括相机分选装置、吹扫装置和落料筐。

作为优选，所述相机分选装置包括设置在传送带末端下方的光电传感器、深度相机、穹顶光源和背景板，所述穹顶光源设置在深度相机的上下两侧，所述背景板对准深度相机的拍摄方向设置，所述光电传感器设置在深度相机的上方，所述穹顶光源为全光谱卤素灯，所述背景板为白色背景板。

作为优选，所述深度相机设置有3个，每个深度相机配置2个相匹配的穹顶光源和一个对应的背景板；所述深度相机拍摄方向水平，所述背景板10垂直设置在深度相机的拍摄方向，3个深度相机在圆周上以相隔120°的位置设置。

作为优选，所述吹扫装置包括喷阀控制器和与喷阀控制器连接的高速喷阀，所述高速喷阀设置在传送带末端垂直向下的落料通道的一侧，所述高速喷阀的工作压力为5公斤，每秒开关次数为50次。

作为优选，所述落料筐至少包括两个，分别为正品落料筐和残次品落料筐。

作为优选，在所述传送带的末端下方设置有连接传送带的透明落料管，所述透明落料管垂直设置。

作为优选，在所述容纳槽内位于出料口之前的位置还设置有挡板，所述挡板连接圆锥台和挡圈。

采用上述基于深度相机的黑果枸杞分选装置的一种基于深度信息的黑果枸杞识别与分类算法，由三台深度相机通过三维卷积神经网络并结合极限学习机分类器来实现；包括以下步骤：

1)深度相机采集RGB图像和深度信息图像；

2)将RGB图像和深度信息图像经过前期处理后输入三维卷积神经网络，三维卷积神经网络的输出为高维特征向量，将此高维特征向量输入到二层全连接神经网络的分类器进行分类识别；