基于機器視覺的核桃分揀裝置

劉振興，田 旭，沈 博，任志誠

（河北省保定市南市區(qū)河北農業(yè)大學，河北 保定071001）

自動化開發(fā)是社會資源綜合控制的有效方式，它不僅為社會資源綜合調控提供了可靠的保障，還實現(xiàn)了數字化技術的應用。研究表明，將自動化技術巧妙的融合到社會生產中來，能夠提升實踐工作效率，促進產業(yè)發(fā)展速率的提升。由此，關于機器視覺技術在核桃分揀裝置中的融合分析，將為技術的科學性整合規(guī)劃提供了參考與剖析。

1 機器視覺技術概述

機器視覺技術，是一門涉及人工智能、神經生物學、心理物理學、計算機學科、圖像處理、模式識別等，諸多交叉學科的技術形式［1］。該技術科學利用計算機程序來模擬視覺功能，從客觀事物中提取圖像信息，并加以處理理解，最終達到實驗檢測、測量和控制的目的［2］。

以核桃分揀為例，對機器視覺技術進行探究，機器視覺技術是利用模擬視覺功能進行核桃圖像采取，然后通過光源、計算機、PLC技術、脈沖編碼器對圖像信息進行識別分析，最后系統(tǒng)按照圖形反饋回來的結果進行核桃分揀處理。以上所敘述的案例內容，就是核桃分揀技術在實際中應用的具體體現(xiàn)。

2 基于機器視覺的核桃分揀裝置

機器視覺處理技術，是現(xiàn)代技術綜合應用的代表，為了進一步彰顯出新技術的優(yōu)勢，就要明晰其應用要點：

圖像信息采集。圖像信息采集，是自動控制技術科學運用的基礎環(huán)節(jié)，該部分的系統(tǒng)技術應用主要包括：CCD鏡頭、工業(yè)相機、圖像采集卡、以及光源技術四部分［3］。其中CCD鏡頭，主要負責進行攝像結構的聚焦調節(jié)，并應用濾光等對準備攝影的圖像進行影像采集。如，核桃成色分析等。工業(yè)相機，則是借助CCD傳達的交感信號進圖像感信息反饋，是圖片影像資源的主要反饋渠道，綜合調控的主要形式。核桃圖像信息的模擬框架。而圖像采集卡，是在圖像信息收集的連接端口處進，行數據采集模擬信號的高度對接。光源技術，是指在LED光源之上，對齒輪照明期間的圖像信息進行亮度調節(jié)。

如，借助機器視覺進行核桃分揀期間，自動分揀裝置利用自動化處理體系進行物資分揀處理期間，系統(tǒng)自動化控制環(huán)節(jié)就會先進行圖像信息采集。其操作要點可歸納為：①CCD鏡頭在程序內開始傳輸核桃時，對核桃進行圖像采集；②工業(yè)相機將外部鏡頭收集到的信號，以數字編碼的形式傳輸到內部控制體系下；③當采集信號從最初的虛擬影像轉換為真實影像后，影像信息立即在端口處尋找到與之匹配的信息模型；④當CCD攝像窗口在不斷的核桃影像拍攝期間，LED環(huán)節(jié)將通過圖像攝影處理的方式，對拍攝到的圖像進行區(qū)分。

對于視覺調控技術在核桃分揀裝置中的應用探究，主要是從圖像信息采集的視角上，對視覺調控結構進行技術應用要點的科學性調配。同時，數字化技術深入性剖析期間，也善于利用數字化技術，進行核桃分揀過程的圖像對應性采集。

3 核桃分揀程序計算

核桃分揀程序計算，也是說核桃分揀就的挑選過程。一方面，數字化處理程序是利用色度的分辨情況，對核桃質量的好壞進行初步判定；另一方面，核桃分揀程序通過矢量條件等判定，二次進行核桃的質量。這一系統(tǒng)數據模型式的分揀過程，就是機器視覺在核桃分揀裝置中應用的具體體現(xiàn)。

如，某企業(yè)主要進行核桃加工處理，為了提升企業(yè)產品的加工速率，就借助機器視覺技術進行核桃分揀。該程序實際應用期間，在系統(tǒng)影像采集處理基礎之上，進行了核桃質量的篩選計算。本次技術應用的要點可歸納為：①機器視覺技術在核桃分揀器內部建立了一個自定義判斷程序，該程序分為“是”和“否”兩個窗口。如果單個核桃皮的表面色彩符合成熟核桃的色彩標準，系統(tǒng)進行質量判斷時，程序執(zhí)行“是”；反之，若核桃影像所拍攝到的色彩度與標準色彩代碼之間有差異，系統(tǒng)就會執(zhí)行“否”命令；②核桃分揀裝置對第一次記錄的結果進行系統(tǒng)記錄后，繼續(xù)執(zhí)行分揀層序。該部分主要是從核桃質量層面進行判斷。假設本次核桃質量檢驗的標準為“7-10g”為成熟核桃的標志。系統(tǒng)進行篩選時，所有不在該區(qū)間中的核桃都將執(zhí)行“否”判斷，其他執(zhí)行“是”。③最后，系統(tǒng)將系統(tǒng)兩次自動化程序判斷后的結果進行總結，將兩次均執(zhí)行“是”的核桃歸為一類，并繼續(xù)保留，將結果均為“否”的核桃直接輸出，將兩次“是、否”參半的歸為一類，也繼續(xù)保留。

本小節(jié)中所描述的，機器視覺技術在核桃自動分揀裝置中的應用程序分析過程的論述上，一方面技術是從核桃的外部成色上進行核桃情況的判定，一方面是從核桃的質量視角上進行處理優(yōu)化。這樣的技術探究方法，不僅可以保障核桃選擇的外觀，也可以保障核桃的內部品質。

（1）PIC程序操作。PIC程序，是微控編程數字控制技術，它可以通過程序編寫、單片機等，進行自動化程序結構的優(yōu)化控制。為了充分發(fā)揮機器視覺處理技術在核桃分揀工作中的優(yōu)勢，也可以借助PLC程序，更進一步對核桃分揀的品質進行細化。如果我們只是利用機器視覺處理技術中的程序計算進行核桃分揀，系統(tǒng)只能從核桃的初步形態(tài)視角上進行質量的篩選。但隨著消費市場的競爭逐步激烈，消費者的購買需求也有了不同程度的提升，為了更進一步提升核桃分揀的質量，就可以借助PLC技術進行核桃優(yōu)化分揀。

如，某企業(yè)進行核桃生產處理期間，就在機器視覺處理技術中融合到核桃分揀程序后，又利用了PLC技術進行核桃生產資源的優(yōu)化。本次核桃分揀技術的技術操作要點可歸納為：①在原有數字化程序的基礎上，運用PLC單片機建立了核桃規(guī)格的檢驗裝置；②在初步質量和色度選擇都合格的狀態(tài)下，PLC程序再通過核桃圓潤程序、大小等外部硬性條件的標準進行帥選。本次所有合格產品均通過優(yōu)質加工端口輸出，不合格核桃從普通端口輸出。③核桃處理裝置在質量與色度兩者具有一方面的部分資源進行分檔式選擇。即，PLC程序中設計了一個核桃色度與質量處理渠道，將所有核桃色度一般，但質量達標的一等商品；而色度較好，但質量不達標作為二等。一等作為可以作為一般性核桃，二等核桃則要直接進行嚼碎處理，直接轉為原料進行回收利用。

以上關于機器視覺處理技術在核桃分揀技術中的應用，是PLC技術實際中應用的具體體現(xiàn)，它可以對機器視覺處理技術中的核心環(huán)節(jié)進一步進行優(yōu)化，從而實現(xiàn)了核桃分揀后裝置的進一步優(yōu)化。

（2）脈沖編碼器選擇處理。機器視覺處理技術在核桃分揀程序中的應用，也體現(xiàn)為利用脈沖代碼進行信息資源的綜合分析。其一，機器視覺處理技術操作期間，所有的核桃分揀處理環(huán)節(jié)的信息，都是借助脈沖編碼器，實現(xiàn)從視覺圖像到傳輸信息的綜合調控信息反饋進行周期循環(huán)。其二，核桃分揀過程中，系統(tǒng)以CCD系統(tǒng)為基礎，進行處理信息的綜合調控與分析，這樣圖像信息為基礎的機器視覺處理方法，也是核桃準確分揀的技術保障。

4 結 語

綜上所述，基于機器視覺的核桃分揀裝置，是數字化技術綜合運用的理論要點歸納。在此基礎上，本文通過圖像信息采集、核桃分揀程序計算、PIC程序操作、以及脈沖編碼器選擇處理四方面，對核桃分揀裝置中的數字化技術進行要點剖析。因此，文章研究結果，將為數字化技術綜合探索提供參考與借鑒。