本發(fā)明涉及圖像識別
技術領域：
，尤其涉及一種用于水果去核的視覺識別方法。
背景技術：
：黃桃含有豐富的抗氧化劑、膳食纖維、鈣鐵鋅硒等多種微量元素，常吃可降血糖血脂、抗自由基、祛除黑斑、提高免疫力，堪稱養(yǎng)生之桃。然而，黃桃的極不易保存性使得絕大部分的黃桃都用來做罐頭，在黃桃罐頭加工廠中，最耗時也是最耗費工廠人力成本的就是切半挖核環(huán)節(jié)。在炎熱的產(chǎn)季，需要工人在生產(chǎn)線上晝夜不停地挖核，產(chǎn)品質(zhì)量因個體差異和較高的勞動強度難以控制，使得工廠生產(chǎn)效率低，大量人工的投入也導致工廠生產(chǎn)成本的提高。因此，用機器代替人工、實現(xiàn)自動化去核是黃桃罐頭加工廠的必然發(fā)展趨勢。技術實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是：提供一種用于水果去核的視覺識別方法，用于模擬人的雙眼，實時動態(tài)的識別果核；同時該方法還能運用到其他水果的果核識別。為了達到上述目的，本發(fā)明提供了一種用于水果去核的視覺識別方法，包括以下步驟：步驟S100：通過工業(yè)攝像頭獲取圖像；步驟S200：對圖像進行壓縮處理；步驟S300：使用分割算法分割出桃子和桃核，得到灰度圖像，桃子區(qū)域顏色較亮，其他區(qū)域顏色較暗；步驟S400：對桃子和桃核進行特征提??；步驟S500：利用分類算法對特征數(shù)據(jù)進行分類識別，獲得最終數(shù)據(jù)，最終數(shù)據(jù)包括桃子的面積和桃核的方向，數(shù)據(jù)由上位機傳給下位機，下位機根據(jù)方向數(shù)據(jù)控制調(diào)整機構對桃子進行角度調(diào)整，根據(jù)桃子面積數(shù)據(jù)控制刀具將桃核挖下。其中，所述步驟S100：工業(yè)攝像頭為200萬像素，實時抓取圖像，獲取托盤上切半后的桃子的圖像信息；所述步驟S200：通過將圖像的行與列變?yōu)樵瓉淼?/3，以此來減小圖像的運算量，從而提高運算速度；所述步驟S300：利用RGB空間轉(zhuǎn)換到HSV空間，利用色度進行分割，設置色度閾值為T，當色度值小于T時為桃核區(qū)域，反之為桃子區(qū)域，從而得到桃子和桃核區(qū)域；所述步驟S400：利用橢圓擬合的方法，尋找對稱軸特征數(shù)據(jù)；橢圓擬合的具體實現(xiàn)方法是找到區(qū)域的輪廓線，使用最小二乘法得到近似橢圓。所述步驟S500：利用數(shù)據(jù)融合的方法，通過桃子的對稱軸、桃核的對稱軸、桃核的偏心距三個數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)融合，融合方法是當三者相近時，取三者平均值，當只有兩者接近時，取此兩者平均值，當互不接近時，取桃子對稱軸數(shù)據(jù)，來獲取桃核方向數(shù)據(jù)。其中，所述步驟S100主要過程的代碼如下：Matframe；VideoCapturecapture(θ)；capture.read(frame)；所述步驟S200主要過程的代碼如下：所述步驟S300主要過程的代碼如下：所述步驟S400主要過程的代碼如下：所述步驟S500主要過程的代碼如下：其中，下料機構將切半黃桃輸送到初始工位上，果核識別系統(tǒng)利用上述用于水果去核的視覺識別方法確定黃桃位置，并通過桃核方位調(diào)整機構對黃桃位置進行調(diào)整；識別果核的面積、位置，長軸和短軸，不斷調(diào)整，然后在挖核機構的作用下進行挖核，并完成黃桃和桃核的分離。有益效果：本發(fā)明能夠解決目前黃桃挖核機器采用的扭核方式造成的果肉浪費大，內(nèi)表面不光滑等缺點；同時相比于人工去核，該方法能夠更加精準識別，降低了浪費率，且能夠針對黃桃產(chǎn)品的個體差異對黃桃位置和挖取刀具進行調(diào)整，具有適應性強、工作效率高、節(jié)省人力物力、節(jié)約成本等優(yōu)點。附圖說明圖1為本發(fā)明實施例提供的用于水果去核的視覺識別方法模塊框圖。圖2為本發(fā)明實施例提供的用于水果去核的視覺識別方法流程圖。圖3為本發(fā)明實施例工業(yè)攝像頭獲取的圖像。圖4為本發(fā)明實施例使用分割算法分割出桃子和桃核，得到灰度圖像。具體實施方式為使本發(fā)明解決的技術問題、采用的技術方案和達到的技術效果更加清楚，下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明?？梢岳斫獾氖?，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本發(fā)明，而非對本發(fā)明的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本發(fā)明相關的部分而非全部內(nèi)容。本實施例的一種用于水果去核的視覺識別方法，包括以下步驟：步驟S100：通過工業(yè)攝像頭獲取圖像；步驟S200：對圖像進行壓縮處理；步驟S300：使用分割算法分割出桃子和桃核，得到灰度圖像，桃子區(qū)域顏色較亮，其他區(qū)域顏色較暗；步驟S400：對桃子和桃核進行特征提??；步驟S500：利用分類算法對特征數(shù)據(jù)進行分類識別，獲得最終數(shù)據(jù)，最終數(shù)據(jù)包括桃子的面積和桃核的方向，數(shù)據(jù)由上位機傳給下位機，下位機根據(jù)方向數(shù)據(jù)控制調(diào)整機構對桃子進行角度調(diào)整，根據(jù)桃子面積數(shù)據(jù)控制刀具將桃核挖下。其中，所述步驟S100：工業(yè)攝像頭為200萬像素，實時抓取圖像，獲取托盤上切半后的桃子的圖像信息。所述步驟S200：通過將圖像的行與列變?yōu)樵瓉淼?/3，以此來減小圖像的運算量，從而提高運算速度。所述步驟S300：利用RGB空間轉(zhuǎn)換到HSV空間，利用色度進行分割，設置色度閾值為T，當色度值小于T時為桃核區(qū)域，反之為桃子區(qū)域，從而得到桃子和桃核區(qū)域。所述步驟S400：利用橢圓擬合的方法，尋找對稱軸特征數(shù)據(jù)，特征數(shù)據(jù)包括桃子對稱軸、桃核對稱軸、桃核偏心距；橢圓擬合的具體實現(xiàn)方法是找到區(qū)域的輪廓線，使用最小二乘法得到近似橢圓。最小二乘法多項式曲線擬合方法原理：給定數(shù)據(jù)點pi(xi,yi)，其中i＝1,2,…,m。求近似曲線y＝φ(x)。并且使得近似曲線與y＝f(x)的偏差最小。近似曲線在點pi處的偏差δi＝φ(xi)-yi＝1,2,3....m按偏差平方和最小的原則選取擬合曲線，并且采取二項式方程為擬合曲線的方法,稱為最小二乘法多項式曲線擬合方法，公式如下:運用本算法時數(shù)學推導過程如下：1.設擬合多項式為：y＝a0+a1x+...+akxk，2.各點到這條曲線的距離之和，即偏差平方和如下：R2≡Σi=1n[yi-(a0+a1xi+...+akxik)]2.]]>3.為了求得符合條件的a值，對等式右邊求ai偏導數(shù)，因而得到了：-2Σi=1n[y-(a0+a1x+...+akxk)]x=0-2Σi=1n[y-(a0+a1x+...+akxk)]=0.......-2Σi=1n[y-(a0+a1x+...+akxk)]xk=0.]]>4.將等式左邊進行一下化簡，然后應該可以得到下面的等式：a0n+a1Σi=1nxi+...+akΣi=1nxika0Σi=1nxi+a1Σi=1nxi2+...+akΣi=1nxik+1.......a0Σi=1nxik+a1Σi=1nxik+1+...+akΣi=1nxi2k]]>5.把這些等式表示成矩陣的形式，就可以得到下面的矩陣：6.將這個范德蒙得矩陣化簡后可得到:7.也就是說X*A＝Y(jié)，那么A＝(X'*X)-1*X'*Y，便得到了系數(shù)矩陣A，同時，也就得到了本發(fā)明需要的擬合曲線。所述步驟S500：利用數(shù)據(jù)融合的方法，通過桃子的對稱軸、桃核的對稱軸、桃核的偏心距三個數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)融合，融合方法是當三者相近時，取三者平均值，當只有兩者接近時，取此兩者平均值，當互不接近時，取桃子對稱軸數(shù)據(jù)，來獲取桃核方向數(shù)據(jù)。我們在此文定義當兩個數(shù)相差小于15時則兩數(shù)接近。如當三個數(shù)據(jù)分別為181、179、185時，則目標數(shù)據(jù)為三者平均值182(四舍五入)，當三個數(shù)據(jù)分別為181、150、183時，則目標數(shù)據(jù)為第一個和第三個數(shù)據(jù)平均值182，當三個數(shù)據(jù)分別是181、150、230時，則取第一個數(shù)據(jù)(即桃子對稱軸數(shù)據(jù))181)。其中，所述步驟S100主要過程的代碼如下：Matframe；VideoCapturecapture(θ)；capture.read(frame)；所述步驟S200主要過程的代碼如下：所述步驟S300主要過程的代碼如下：所述步驟S400主要過程的代碼如下：所述步驟S500主要過程的代碼如下：其中，利用用于水果去核的視覺識別方法去核的過程如下：下料機構將切半黃桃輸送到初始工位上，利用果核識別系統(tǒng)確定黃桃位置，并通過桃核方位調(diào)整機構對黃桃位置進行調(diào)整；識別果核的面積、位置，長軸和短軸，不斷調(diào)整，然后在挖核機構的作用下進行挖核，并完成黃桃和桃核的分離。最后應說明的是：以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換，并不使相應技術方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術方案的范圍。當前第1頁1 2 3