(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201811067770.2
(22)申请日 2018.09.13
(71)申请人 云南佳叶现代农业发展有限公司
地址 650000 云南省昆明市官渡区银海领
域小区17幢1单元5层503、504室
(72)发明人 刘海彬 秦臻 王雷 曾宪文
薛原 奎发辉 陆亚鹏 陆奉春
(74)专利代理机构 北京市盈科律师事务所
11344
代理人 姜智慧
(51)Int.Cl.
B07C 5/342(2006.01)
B07C 5/02(2006.01)
B07C 5/36(2006.01)
B07C 5/38(2006.01)
(54)发明名称
分拣方法
(57)摘要
本发明涉及基于视觉识别的智能烟叶分级
分拣设备及分拣方法，该设备包括图像采集结
构、传送结构、分拣结构以及控制器；图像采集结
构位于传送结构的上方，传送结构上设有触发
件，分拣结构位于传送结构的末端，所述控制器
与图像采集结构以及触发件电连接。本发明通过
设置图像采集结构、传送结构、分拣结构以及控
制器，利用图像采集结构采集烟叶图像，导入控
制器内做分级分析，根据分级结果运用分拣结构
将待测烟叶分拣，全自动闭环完成分级及分拣，
阻断了分级工作中的人工干预，实现自动化程度
高，效率高，且减少人为因素对分级结果的干预，
可靠性强。权利要求书1页 说明书6页 附图5页CN 110893399 A 2020.03.20
C N 110893399
A
1.基于视觉识别的智能烟叶分级分拣设备，其特征在于，包括图像采集结构、传送结构、分拣结构以及控制器；所述图像采集结构位于所述传送结构的上方，所述传送结构上设有触发件，所述分拣结构位于所述传送结构的末端，所述控制器与所述图像采集结构以及所述触发件电连接。
2.根据权利要求1所述的基于视觉识别的智能烟叶分级分拣设备，其特征在于，所述图像采集结构包括壳体、设于所述壳体内顶面的摄像头以及设于所述壳体底部的矫正板，所述摄像头与所述控制器连接。
3.根据权利要求2所述的基于视觉识别的智能烟叶分级分拣设备，其特征在于，所述壳体的底部设有开口，所述矫正板位于所述开口的前端以及后端。
4.根据权利要求2所述的基于视觉识别的智能烟叶分级分拣设备，其特征在于，所述壳体的内顶面设有照明灯，所述壳体的外顶面设有排风扇。
5.根据权利要求4所述的基于视觉识别的智能烟叶分级分拣设备，其特征在于，所述传送结构包括传送动力源以及与传动动力源连接的传送带；所述传送带上设有所述触发件。
6.根据权利要5求所述的基于视觉识别的智能烟叶分级分拣设备，其特征在于，所述传动带上设有隔板，所述触发件设于所述隔板上。
7.根据权利要求5所述的基于视觉识别的智能烟叶分级分拣设备，其特征在于，所述分拣结构包括转盘式传动带以及若干个收集结构，所述转盘式传送带位于所述传送带的末端，若干个所述收集结构环绕着转盘式传送带间隔布置。
8.根据权利要求7所述的基于视觉识别的智能烟叶分级分拣设备，其特征在于，所述转盘式传动带包括旋转伺服电机、安装架、转盘传送电机以及传动带；所述旋转伺服电机与所述安装架连接，所述传动带架设在所述安装架上，且所述转盘传送电机与所述传动带连接。
9.根据权利要求8所述的基于视觉识别的智能烟叶分级分拣设备，其特征在于，所述控制器包括控制单元、显示屏以及处理器，控制单元与所述摄像头、触发件、旋转伺服电机、转盘传送电机、传送动力源以及照明灯电连接；所述处理器与所述摄像头连接，所述处理器用于获取摄像头拍摄的图像，并进行分级分析；所述显示屏与所述处理器连接，所述显示屏用于显示分级结果。
10.基于视觉识别的智能烟叶分级分拣设备的分拣方法，其特征在于，所述方法包括：将待分拣的烟叶放置在隔板上，传送带运输待分拣的烟叶；
当待分拣的烟叶传输至触发件所在位置，触动触发件；
控制器接收触发件的触发信号，驱动摄像头拍摄图像；
处理器对图像进行分级分析，获取分级结果；
控制单元根据分级结果控制旋转伺服电机转动对应的角度，与对应的收集结构对接，由收集结构收集烟叶。
权 利 要 求 书1/1页CN 110893399 A
基于视觉识别的智能烟叶分级分拣设备及分拣方法
技术领域
[0001]本发明涉及烟叶分拣装置，更具体地说是指基于视觉识别的智能烟叶分级分拣设备及分拣方法。
背景技术
[0002]烟叶分级是烟草行业的一项基础性工作，分级的目的是把不同质量的烟叶分开，使每个等级、每把烟叶具有相对一致的品质。
[0003]长期以来，国内外烟草行业对于烤烟烟叶外观质量的检测与分级均凭借人的感官检测结果和专家经验进行判断，这种感官检测和主观评定的人工分级方式效率低、主观随意性强。目前人工分级过程中仍然面临以下几方面问题：一是我国烟叶产区分散，质量差距大，分级过程复杂，同时复杂的分级过程增大了入户预检员的分级难度，使分级人员具有负面情绪、进行盲目分级从而不能给出客观的分级结果；二是我国烟农的知识文化水平和客观认识有限，对烟叶的质量认识存在偏差，对烟叶分级指标理解不透彻从而不能正确把握分级标准以及烟叶人工、主观分级给烟农带来烟叶级别可以随意判定的假象，而且利益驱动使部分烟农对等级划分意识淡薄；三是培训人员指导不力，对分级指标认识存在偏差，且专业素质差，表达能力欠佳，造成人力、物力以及财力的巨大耗损而且降低了烟叶分级效率。导致在实际工作中，把内纯度不高、等级水平波动、不能正确执行烟叶等级标准时有发生，继而影响烟农效益、烟叶收购质量、烟叶产区信誉及持续健康发展。
[0004]在人工分级过程中，研究人员渐渐发现依靠人的感官进行分级受主观干扰性及其他不确定性因素影响交大，因此，许多研究人员致力于计算机视觉技术在烟叶分级中的应用研究，也产生了基于视
觉技术的烟叶自动分级设备的生产，但是，这些设备存在以下的问题：现有多种采用成像设备进行烟叶评级的系统，若要严格控制光照明暗、颜以及需要昂贵的成像设备；在实际生产环境中，存在很多动态因素，系统硬件的环境适应性、工作可靠性仍有待加强，且仍然是半自动化设备，效率较低；烟叶分级过程环节多，参与人员文化水平多样化，对自动分级设备的自动化、智能化、易用性、实时性等都提出了更高的要求；无法完全阻断人为因素对分级结果的干预。
[0005]因此，有必要设计一种新的分拣设备，实现自动化程度高，效率高，且减少人为因素对分级结果的干预，可靠性强。
发明内容
[0006]本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供基于视觉识别的智能烟叶分级分拣设备及分拣方法。
[0007]为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：基于视觉识别的智能烟叶分级分拣设备，包括图像采集结构、传送结构、分拣结构以及控制器；所述图像采集结构位于所述传送结构的上方，所述传送结构上设有触发件，所述分拣结构位于所述传送结构的末端，所述控制器与所述图像采集结构以及所述触发件电连接。
[0008]其进一步技术方案为：所述图像采集结构包括壳体、设于所述壳体内顶面的摄像头以及设于所述壳体底部的矫正板，所述摄像头与所述控制器连接。
[0009]其进一步技术方案为：所述壳体的底部设有开口，所述矫正板位于所述开口的前端以及后端。
[0010]其进一步技术方案为：所述壳体的内顶面设有照明灯，所述壳体的外顶面设有排风扇。
[0011]其进一步技术方案为：所述传送结构包括传送动力源以及与传动动力源连接的传送带；所述传送带上设有所述触发件。
[0012]其进一步技术方案为：所述传动带上设有隔板，所述触发件设于所述隔板上。[0013]7.根据权利要求5所述的基于视觉识别的智能烟叶分级分拣设备，其特征在于，所述分拣结构包括转盘式传动带以及若干个收集结构，所述转盘式传送带位于所述传送带的末端，若干个所述收集结构环绕着转盘式传送带间隔布置。
[0014]其进一步技术方案为：所述转盘式传动带包括旋转伺服电机、安装架、转盘传送电机以及传动带；所述旋转伺服电机与所述安装架连接，所述传动带架设在所述安装架上，且所述转盘传送电机与所述传动带连接。
[0015]其进一步技术方案为：所述控制器包括控制单元、显示屏以及处理器，控制单元与所述摄像头
、触发件、旋转伺服电机、转盘传送电机、传送动力源以及照明灯电连接；所述处理器与所述摄像头连接，所述处理器用于获取摄像头拍摄的图像，并进行分级分析；所述显示屏与所述处理器连接，所述显示屏用于显示分级结果。
[0016]本发明还提供了基于视觉识别的智能烟叶分级分拣设备的分拣方法，所述方法包括：
[0017]将待分拣的烟叶放置在隔板上，传送带运输待分拣的烟叶；
[0018]当待分拣的烟叶传输至触发件所在位置，触动触发件；
[0019]控制器接收触发件的触发信号，驱动摄像头拍摄图像；
[0020]处理器对图像进行分级分析，获取分级结果；
[0021]控制单元根据分级结果控制旋转伺服电机转动对应的角度，与对应的收集结构对接，由收集结构收集烟叶。
[0022]本发明与现有技术相比的有益效果是：本发明的基于视觉识别的智能烟叶分级分拣设备，通过设置图像采集结构、传送结构、分拣结构以及控制器，利用图像采集结构采集烟叶图像，导入控制器内做分级分析，根据分级结果运用分拣结构将待测烟叶分拣，全自动闭环完成分级及分拣，阻断了分级工作中的人工干预，实现自动化程度高，效率高，且减少人为因素对分级结果的干预，可靠性强。
[0023]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
附图说明
[0024]图1为本发明具体实施例提供的基于视觉识别的智能烟叶分级分拣设备的立体结构示意图；
[0025]图2为本发明具体实施例提供的图像采集结构的主视结构示意图；
[0026]图3为本发明具体实施例提供的图像采集结构的剖切结构示意图；
[0027]图4为本发明具体实施例提供的传送结构的主视结构示意图；
[0028]图5为本发明具体实施例提供的传送结构的左视结构示意图；
[0029]图6为本发明具体实施例提供的分拣结构的剖切结构示意图；
[0030]图7为本发明具体实施例提供的分拣结构的左视结构示意图；
[0031]图8为本发明具体实施例提供的基于视觉识别的智能烟叶分级分拣设备的电气连接示意图。
具体实施方式
[0032]为了更充分理解本发明的技术内容，下面结合具体实施例对本发明的技术方案进一步介绍和说明，但不局限于此。
[0033]应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
[0034]还应当理解，在此本申请说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本申请。如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。[0035]还应当进一步理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。[0036]如图1～8所示的具体实施例，本实施例提供的基于视觉识别的智能烟叶分级分拣设备及分拣方法，可以运用在烟叶或者其他植物分类的过程中，实现自动化程度高，效率高，且减少人为因素对分级结果的干预，可靠性强。
[0037]如图1所示，本实施例提供了基于视觉识别的智能烟叶分级分拣设备，其包括图像采集结构、传送结构2、分拣结构以及控制器5；图像采集结构位于传送结构2的上方，传送结构2上设有触发件15，分拣结构位于传送结构2的末端，所述控制器5与所述图像采集结构以及触发件15电连接。
[0038]在传送结构2上放置待分拣的烟叶，当待分拣的烟叶传输至指定位置，触发所述触发件15后，控制器5接收触发件15被触发的信号，控制图像采集结构采集带分拣烟叶的图像，由置于控制器5内部的基于视觉识别和光照矫正的烟叶分级系统进行分级后，输出分级结果，控制器5驱动分拣结构将分级后的烟叶收集至指定位置，整个过程自动化程度高，且效率高，用控制器5内置的系统进行分级分析，减少人为因素对分级结果的干预，可靠性高。[0039]请参阅图2与图3，上述的图像采集结构包括壳体11、设于壳体11内顶面的摄像头13以及设于壳体11底部的矫正板16，摄像头13与控制器5连接。
[0040]壳体11的底部设有开口，所述矫正板16位于所述开口的前端以及后端。
[0041]壳体11的内顶面设有照明灯14，壳体11的外顶面设有排风扇12。
[0042]上述的矫正板16为颜/光照矫正板16。
[0043]具体地，上述的外壳由一种不透光材质制成，呈长方体造型，顶面及侧面全封闭，不设底面，外壳内部表面是反光材料，起到补光的作用，沿外壳内顶部的四周安装向下照明用的照明灯14，该照明灯14为光谱范围6000～6500K的白光灯；外壳内顶部安装像素1600W 以上的镜头或工业相机，镜头的焦距和成像距离有关，拍摄的画面必须完全包含烟叶及颜
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