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目前国内脱水蔬菜分选技术落后,主要采用人工分选方法。人工分选速度慢、受人为因素影响大,难以坚持严格、统一的标准,分选精度不易保证。影响出口创汇能力。本文研究了用计算机视觉技术对大蒜片外观质量进行无损检测和分选的理论和方法,开发了一套脱水大蒜片在线分选装置。
主要研究内容有:
1)整个分选装置的结构设计
整体结构设计为进料机构、计算机视觉系统和执行机构三大部分。进料机构保证大蒜片均匀、一致地下滑到视觉检测区;计算机视觉系统对动态的大蒜片进行实时拍摄、检测和定位;执行机构采用高压气流对已定位的不合格蒜片进行剔除。
2)脱水大蒜片检测和分选方法研究
将采集到的实时图像转换为需要的彩色图像;根据蒜片和背景的颜色特征选取RGB颜色系统中的R分量作为特征值,利用阈值分割法和边缘检测法对图像进行分割;对分割后的图像进行快速而稳定的去噪;目标定位时,并没有采用常规的在整个区域内加标记的方法,提出将图像分成多个区域,然后在每个区域内加标记,大大提高了检测速度,满足了实时在线检测的要求;确定喷嘴位置时,先根据计算确定喷嘴到拍摄区域上端距离的所在范围,再根据二分法找到距离的精确值,使执行机构能对不合格蒜片准确剔除。
3)计算机视觉系统软件开发
软件采用了多线程技术,用户线程为主线程,实时拍摄图像为辅助线程,使多项任务并行执行,节省了时间。采用了多处理机系统,图像采集、处理和控制执行分别由两台计算机控制,使图像采集、处理和控制执行并行运行,缩短了整个系统的处理周期,满足快速检测的需要。根据检测方法的研究结果,开发了全套检测和分级应用软件。功能齐全,界面友好。
4)脱水大蒜片在线分级的实现
对整机进行安装调试,选用多个品种脱水大蒜片对分选装置的性能进行测试。试验结果表明:分选率达80%以上,带出比在35%以内。实现了脱水大蒜片的在线自动分级,整套装置已在镇江贝莱特食品包装有限公司投入试运行。
本研究内容国内尚未见报道,研制的脱水大蒜片在线分选装置国内未见同类产品。为提高我国脱水蔬菜出口创汇能力,缩小我国与发达国家在农产品无损检测技术工程化方面的差距起到积极作用。