大葉農作物葉片分級方法及系統與流程

本發明涉及大葉農作物葉片分級技術領域，特別涉及一種大葉農作物葉片分級方法及系統。

背景技術：

大葉農作物是一類重要的經濟作物，在我國的農業生產中占有重要的地位。在大葉農作物葉片的收購環節，目前大葉農作物葉片質量分級的手段仍舊以人工為主，存在著勞動強度大、主觀性強、工作效率低、分級標準不易掌握、分級精度不穩定等缺點，甚至造成了收購分級專家的灰色利益、農民和收購方因分級不同意見引起的質量糾紛等問題。

并且，大葉農作物葉片的分組分級對人工要求很高，分級工人需要進行系統的專業分級培訓，并且還要一段時間熟練技能，然后才能在分級時根據各級別大葉農作物葉片的視覺、觸覺、嗅覺反應做出綜合判斷。對于一般分級技術較熟練的工人，分級的效率為60kg/(人·天)左右(以每天工作八個小時計)。分級后的大葉農作物葉片由具有大葉農作物葉片等級質量鑒別檢驗資格的人員對其進行復查，按相關分級標準進行等級質量檢驗，合格率為67.55％-91.78％不等。由此可見，人工分級的前期培訓較為復雜，培訓時間較長，而分級的效率低下且正確率良莠不齊，對于大葉農作物的收購和生產都會帶來明顯的阻礙。

技術實現要素：

本發明旨在至少在一定程度上解決上述相關技術中的技術問題之一。

為此，本發明的一個目的在于提出一種大葉農作物葉片分級方法，該方法能夠實現大葉農作物葉片的自動化分級，節省了大量人力資源，具有效率高，分級客觀、準確的優點。

本發明的第二個目的在于提供一種大葉農作物葉片分級系統。

為了實現上述目的，本發明第一方面的實施例提出了一種大葉農作物葉片分級方法，包括以下步驟：采集輸送皮帶上的大葉農作物葉片的圖像；將所述大葉農作物葉片的圖像與預設大葉農作物葉片等級模板進行匹配，如果匹配成功，根據匹配結果確定所述大葉農作物葉片的等級；根據所述大葉農作物葉片的等級將所述大葉農作物葉片輸送至對應的倉庫。

根據本發明實施例的大葉農作物葉片分級方法，首先采集大葉農作物葉片的圖像，將 采集到的圖像與預設大葉農作物葉片等級模板進行匹配，在匹配成功時，根據匹配結果確定大葉農作物葉片的等級，然后根據大葉農作物葉片的等級將大葉農作物葉片輸送至對應的倉庫中。因此，該方法能夠實現大葉農作物葉片的自動化分級，節省了大量人力資源，具有效率高，分級客觀、準確的優點，同時，該方法操作簡單，易于實現。

另外，根據本發明上述實施例的大葉農作物葉片分級方法還可以具有如下附加的技術特征：

在一些示例中，還包括：顯示所述大葉農作物葉片的等級。

在一些示例中，還包括：如果所述大葉農作物葉片的圖像與預設大葉農作物葉片等級模板匹配失敗，則將所述大葉農作物葉片輸送至廢料倉。

在一些示例中，所述大葉農作物葉片包括上部、中部和下部三個部位，所述預設大葉農作物葉片等級模板包括大葉農作物葉片上部等級模板、大葉農作物葉片中部等級模板和大葉農作物葉片下部等級模板。

在一些示例中，在所述采集輸送皮帶上的大葉農作物葉片的圖像之前，還包括：獲取所述輸送皮帶上的大葉農作物葉片的部位信息；根據所述大葉農作物葉片的部位選擇與該部位對應的大葉農作物葉片等級模板。

本發明第二方面的實施例還提供了一種大葉農作物葉片分級系統，包括：輸送皮帶，所述輸送皮帶用于輸送大葉農作物葉片；采集模塊，所述采集模塊用于采集所述輸送皮帶上的大葉農作物葉片的圖像；多個倉庫，所述多個倉庫與所述輸送皮帶相連，用于分別存儲不同等級的大葉農作物葉片；控制器，所述控制器與所述采集模塊相連，用于獲取所述大葉農作物葉片的圖像，并將所述大葉農作物葉片的圖像與預設大葉農作物葉片等級模板進行匹配，并在匹配成功時，根據匹配結果確定所述大葉農作物葉片的等級，并根據所述大葉農作物葉片的等級控制輸送皮帶將所述大葉農作物葉片輸送至對應的倉庫中。

根據本發明實施例的大葉農作物葉片分級系統，首先采集大葉農作物葉片的圖像，將采集到的圖像與預設大葉農作物葉片等級模板進行匹配，在匹配成功時，根據匹配結果確定大葉農作物葉片的等級，然后根據大葉農作物葉片的等級將大葉農作物葉片輸送至對應的倉庫中。因此，該系統能夠實現大葉農作物葉片的自動化分級，節省了大量人力資源，具有效率高，分級客觀、準確的優點，同時，該系統結構簡單，操作方便。

另外，根據本發明上述實施例的大葉農作物葉片分級系統還可以具有如下附加的技術特征：

在一些示例中，還包括：顯示模塊，所述顯示模塊與所述控制器相連，用于顯示所述大葉農作物葉片的等級。

在一些示例中，所述多個倉庫中包括一個廢料倉，所述控制器還用于在所述大葉農作物葉片的圖像與所述預設大葉農作物葉片等級模板匹配失敗時，控制輸送皮帶將所述大葉農作物葉片輸送至所述廢料倉。

在一些示例中，所述大葉農作物葉片包括上部、中部和下部三個部位，所述預設大葉農作物葉片等級模板包括大葉農作物葉片上部等級模板、大葉農作物葉片中部等級模板和大葉農作物葉片下部等級模板。

在一些示例中，所述控制器還用于接收所述輸送皮帶上的大葉農作物葉片的部位信息，并根據所述大葉農作物葉片的部位選擇與該部位對應的大葉農作物葉片等級模板。

本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。

附圖說明

本發明的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1是根據本發明一個實施例的大葉農作物葉片分級方法的流程圖；

圖2是根據本發明另一個實施例的大葉農作物葉片分級方法的流程圖；

圖3是根據本發明一個實施例的大葉農作物葉片分級系統的結構示意圖；

圖4是根據本發明一個實施例的大葉農作物葉片分級系統的光源結構圖；以及

圖5是根據本發明一個實施例的大葉農作物葉片分級系統的成像結構示意圖。

具體實施方式

下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。

以下結合附圖描述根據本發明實施例的大葉農作物葉片分級方法及系統。

圖1是根據本發明一個實施例的大葉農作物葉片分級方法的流程圖。如圖1所示，該方法包括以下步驟：

步驟S101，采集輸送皮帶上的大葉農作物葉片的圖像。

步驟S102，將大葉農作物葉片的圖像與預設大葉農作物葉片等級模板進行匹配，如果匹配成功，根據匹配結果確定大葉農作物葉片的等級。

其中，在本發明的一個實施例中，大葉農作物葉片包括上部、中部和下部三個部位。每個部位又分為若干等級，例如，大葉農作物葉片中部分為C1F-C4F四個等級。對應地， 預設大葉農作物葉片等級模板包括大葉農作物葉片上部等級模板、大葉農作物葉片中部等級模板和大葉農作物葉片下部等級模板。即大葉農作物葉片上部的圖像與大葉農作物葉片上部等級模板進行匹配，大葉農作物葉片中部的圖像與大葉農作物葉片中部等級模板進行匹配，大葉農作物葉片下部的圖像與大葉農作物葉片下部等級模板進行匹配。

因而，在本發明的一個實施例中，在步驟S101(也即采集輸送皮帶上的大葉農作物葉片圖像)之前，還包括：獲取輸送皮帶上的大葉農作物葉片的部位信息，然后根據大葉農作物葉片的部位選擇與該部位對應的大葉農作物葉片等級模板。例如，假設確定的大葉農作物葉片部位為大葉農作物葉片上部，則選擇與之對應的大葉農作物葉片上部等級模板。其中，在具體實施過程中，例如通過人工確定大葉農作物葉片的部位。

進一步地，在確定大葉農作物葉片的等級之后，還包括：顯示大葉農作物葉片的等級。

步驟S103，根據大葉農作物葉片的等級將大葉農作物葉片輸送至對應的倉庫。換言之，即將不同等級的大葉農作物葉片存儲在與該等級相對應的倉庫中。例如，假設每個大葉農作物葉片的每個部位分為四個等級，則應該有四個對應的倉庫，在確定該部位的大葉農作物葉片等級后，將其存儲到該等級對應的倉庫中。

在本發明的一個實施例中，在上述步驟S102中，如果大葉農作物葉片的圖像與預設大葉農作物葉片等級模板匹配失敗，則判定該大葉農作物葉片為不良大葉農作物葉片(例如青、霉、雜、梗等不良大葉農作物葉片)，并將該大葉農作物葉片輸送至廢料倉。

作為具體的示例，本發明上述實施例的方法的原理可以概述為：通過對將不同部位的大葉農作物葉片進行多光譜成像，根據分級算法的輸出將成像大葉農作物葉片歸入到特定部位(上部、中部、下部)的1～4這四個等級中的其中一個，在大葉農作物葉片到達對應的入倉位置時，控制大葉農作物葉片入倉。此外對于青、霉、雜、梗等不良大葉農作物葉片統一放入到NG倉(即廢料倉)中。

結合圖2所示，本發明的實施例在具體實施過程中，例如可以通過相機采集大葉農作物葉片的圖像，將采集的大葉農作物葉片圖像提交給控制系統，控制系統通過對采集的圖像進行識別和分類，判定大葉農作物葉片等級，然后控制硬件動作(例如夾爪)實現大葉農作物葉片的分倉。在該過程中，控制系統一方面控制相機采集圖像，另一方面也從相機中獲取數據，實現了數據的交互，結合圖2所示，其具體實現步驟如下：

步驟1：相機連續采集大葉農作物葉片圖像，并實時記錄輸送皮帶距離。進一步地，從采集到的連續圖像序列中分割出大葉農作物葉片區域，并生成大葉農作物葉片區域的ID號。

步驟2：大葉農作物葉片區域等級確認，并將等級確認結果通過圖像發送至ICW。

步驟3：IPU程序通過7480卡讀取編碼器點數，對大葉農作物葉片區域的ID號進行 位置跟蹤，進而實現大葉農作物葉片分倉控制。

綜上，根據本發明實施例的大葉農作物葉片分級方法，首先采集大葉農作物葉片的圖像，將采集到的圖像與預設大葉農作物葉片等級模板進行匹配，在匹配成功時，根據匹配結果確定大葉農作物葉片的等級，然后根據大葉農作物葉片的等級將大葉農作物葉片輸送至對應的倉庫中。因此，該方法能夠實現大葉農作物葉片的自動化分級，節省了大量人力資源，具有效率高，分級客觀、準確的優點，同時，該方法操作簡單，易于實現。

本發明的進一步實施例還提供了一種大葉農作物葉片分級系統。

圖3是根據本發明一個實施例的大葉農作物葉片分級系統的結構示意圖。如圖3所示，該系統包括：輸送皮帶110、采集模塊120、多個倉庫130和控制器140。

其中，輸送皮帶110用于輸送大葉農作物葉片。在圖3所示的示例中，輸送皮帶110例如設置為環形形狀。

采集模塊120用于采集輸送皮帶上的大葉農作物葉片的圖像。在具體示例中，采集模塊120例如為相機。

多個倉庫130與輸送皮帶110相連，用于分別存儲不同等級的大葉農作物葉片。

控制器140與采集模塊110相連，用于獲取大葉農作物葉片的圖像，并將大葉農作物葉片的圖像與預設大葉農作物葉片等級模板進行匹配，并在匹配成功時，根據匹配結果確定大葉農作物葉片的等級，并根據大葉農作物葉片的等級控制輸送皮帶將大葉農作物葉片輸送至對應的倉庫中。

其中，在本發明的一個實施例中，大葉農作物葉片包括上部、中部和下部三個部位。每個部位又分為若干等級，例如，大葉農作物葉片中部分為C1F-C4F四個等級。對應地，預設大葉農作物葉片等級模板包括大葉農作物葉片上部等級模板、大葉農作物葉片中部等級模板和大葉農作物葉片下部等級模板。即大葉農作物葉片上部的圖像與大葉農作物葉片上部等級模板進行匹配，大葉農作物葉片中部的圖像與大葉農作物葉片中部等級模板進行匹配，大葉農作物葉片下部的圖像與大葉農作物葉片下部等級模板進行匹配。

因而，在本發明的一個實施例中，控制器140還用于接收輸送皮帶上的大葉農作物葉片的部位信息，并根據大葉農作物葉片的部位選擇與該部位對應的大葉農作物葉片等級模板。例如，假設確定的大葉農作物葉片部位為大葉農作物葉片上部，則選擇與之對應的大葉農作物葉片上部等級模板。其中，在具體實施過程中，例如，由人工判定大葉農作物葉片的部位，并將大葉農作物葉片的部位信息輸入至控制器140中。

進一步地，在確定大葉農作物葉片等級之后，將不同等級的大葉農作物葉片存儲在與該等級相對應的倉庫中。例如，假設每個大葉農作物葉片的每個部位分為四個等級，則應該有四個對應的倉庫，在確定該部位的大葉農作物葉片等級后，將其存儲到該等級對應的 倉庫中。

在本發明的一個實施例中，多個倉庫130中包括一個廢料倉，控制器140還用于在大葉農作物葉片的圖像與預設大葉農作物葉片等級模板匹配失敗時，判定該大葉農作物葉片為不良大葉農作物葉片(例如青、霉、雜、梗等不良大葉農作物葉片)，并控制輸送皮帶110將該大葉農作物葉片輸送至廢料倉。

進一步地，在本發明的一個實施例中，該系統還包括：顯示模塊150(圖中未示出)。顯示模塊150與控制器140相連，用于顯示大葉農作物葉片的等級。

作為具體的示例，本發明上述實施例的系統的原理可以概述為：通過對將不同部位的大葉農作物葉片進行多光譜成像，根據分級算法的輸出將成像大葉農作物葉片歸入到特定部位(上部、中部、下部)的1～4這四個等級中的其中一個，在大葉農作物葉片到達對應的入倉位置時，控制大葉農作物葉片入倉。此外對于青、霉、雜、梗等不良大葉農作物葉片統一放入到NG倉(即廢料倉)中。

在具體示例中，結合圖4所示，本發明實施例的光學結構設計如下：相機(采集模塊110)例如采用TruePIXA，相機視場為1050mm，工作距離為1632mm(相機外殼靠近目標物的一邊離目標物距離)，分辨率為0.635mm。

光源例如采用Corona reflector type C，聚焦距離為190mm，外殼兩端長度為1030mm，光照寬度為1020mm。光源結構圖例如圖4所示。更為具體地，該示例中成像方式為45°對稱照射，相機垂直拍攝。成像結構示意圖例如圖5所示。

綜上，根據本發明實施例的大葉農作物葉片分級系統，首先采集大葉農作物葉片的圖像，將采集到的圖像與預設大葉農作物葉片等級模板進行匹配，在匹配成功時，根據匹配結果確定大葉農作物葉片的等級，然后根據大葉農作物葉片的等級將大葉農作物葉片輸送至對應的倉庫中。因此，該系統能夠實現大葉農作物葉片的自動化分級，節省了大量人力資源，具有效率高，分級客觀、準確的優點，同時，該系統結構簡單，操作方便。

在本發明的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內”、“外”、“順時針”、“逆時針”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。

此外，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個該特征。在本發明的描述中，“多個”的含義是至少兩個，例如兩個，三個等，除非另有明確具體的限定。

在本發明中，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關系，除非另有明確的限定。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

在本發明中，除非另有明確的規定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過中間媒介間接接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結合和組合。

盡管上面已經示出和描述了本發明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發明的限制，本領域的普通技術人員在本發明的范圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。