基于视觉伺服的珍珠颜色智能分拣系统研究与实现

发布时间：2020-06-04 17:16

【摘要】：针对目前市场上珍珠分拣自动化、智能化水平较低的问题,本文在前期实现珍珠形状分拣系统的研究基础上,进一步研究了基于视觉伺服的珍珠颜色智能分拣系统。主要内容包括基础部件的设计及实现、珍珠颜色分类的算法实现、机器人目标识别等。首先,为了减少珍珠表面的反光并保证珍珠颜色的一致性,本文设计了密封型的图像获取装置,设计了反射光照明系统;针对珍珠单颗控制上料机构的缺乏,设计了窝眼外槽轮式的珍珠单颗控制上料机构;同时,改进了基于吹气式的密封型珍珠多表面图像获取装置以及立体式可实现珍珠大小分级的分类容器。其次,在珍珠颜色分类时,本文根据图像的特性研究了相应的图像预处理方法,利用连通区域面积删除和阈值分割,实现珍珠目标准确提取;同时,在L*a*b颜色空间中,采用三通道颜色均值,设计GA-SVM分类器进行珍珠颜色分类。最后,本文将工业机器人视觉伺服系统应用到珍珠分拣行业,深入研究了相机标定、坐标系转换及人眼标定等,实现了机器人对分拣目标的位置识别。本文根据国家标准将珍珠颜色划分为五个色系,通过多种珍珠颜色识别方法的对比试验,将珍珠颜色分类准确率从74.21%提高到98.42%,并配合机械臂的高速运动实现珍珠高效率的抓取分拣。
【图文】：

外也不像中国将其作为一味药材使用，因此需求量也较珠行业仍停留在人工分级阶段，但关于利用机器视觉纪出现并相继有高校及企业加入研究。2003 年，中国究了珍珠的自动化分级，设计了分级机构，如图 1.1 所珠旋转从而获取图像，对图像进行处理后输出分类信号珍珠下落，同时打开位于下部的分检机构中间叶片及进容器中。在图像算法上，使用迭代法对灰度图像进行最操作来分割背景，其中颜色分类，使用 HIS 颜色空间的。同年，廖义奎[15]等人主要是研究珍珠分割算法，，分析特征的彩色图像特征变换法。次年，又设计了珍珠自动带孔的转盘结构，将进料箱中的珍珠一颗一颗提取到过传输轴把传输托盘运送到相应等级的输出槽上方，入相应的斜槽中。这些早期的研究对实现珍珠自动分

图 1.2 珍珠自动分离机控制系统结构图Figure 1.2 Structure of the pearl automatic separator control system009 年，天津大学的曾江云[17]、桑胜光[18]等人设计了穹顶型效均匀光照，其中曾江云主要研究形状检测，而桑胜光负法。浙江工业大学的庞章炯[19]等人设计了旋转机构，带动用高角度照明方式，平衡珍珠反光及光照不均匀的问题。用色度直方图局部分布进行阈值划分分类，简单分为白色四类。
【学位授予单位】：浙江农林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP391.41;TP242;TS933.23

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本文编号：2696708