专利名称：禽蛋品质无损自动检测分级设备及方法
技术领域：
本发明属于禽蛋分级加工机械，具体涉及禽蛋品质无损自动检测分级设备及方法。
背景技术：
禽蛋加工中，要求检测禽蛋的损壳、蛋大�。靶孪识�、蛋心颜色和蛋壳厚度。依检测分级结果，分别加工成不同等级的皮蛋、红黄盐蛋、红心极品盐蛋或作其它用途。沿袭至今的禽蛋检测分级采用手工作坊式的人工照蛋法。照蛋器用白炽灯光源，人工将蛋对准照蛋器开口漏光处，操作工依所见透射出的蛋内容物图像颜色，目测鉴别出蛋心颜色等级及新鲜度。人工照蛋检测蛋的品质，工人的工作条件差，劳动强度大，生产效率低，以及由于操作工疲劳、情绪或其它因素影响，禽蛋分级的质量不能得到保证。美国、加拿大等国家用哈夫单位法检测蛋的品质，其主要是依据蛋液高度与蛋重回归关系确定蛋的新鲜度的品质指标。哈夫单位法只能确定蛋的新鲜度且是破坏性测量，对蛋的逐个检测是不适宜的。赵锦霖等1986年8月31日提出了一份关于“自动选蛋机”的专利申请(中国发明专利号ZL 86105958)，该机用平行光束对禽蛋进行连续自动的质量检测，其光束扫描出被检蛋的长轴向贴壳宽度后，转换为电信号的方波长度不同来鉴别并剔除微变质蛋，贴壳蛋和臭蛋。但该机不能用来检测禽蛋加工中要求检测的损壳、蛋大�。靶难丈偷翱呛穸鹊绕分手副�。我国学者吴守一，方如明等撰文，(吴守一等，1989，农业机械学报，1989，5(4)64-70；方如明，1993，农业机械学报，1993，9(3)102-107)提出利用蛋的光学特性对其新鲜度进行检测的方法，也不能检测禽蛋的损壳、蛋心颜色、蛋大小和蛋壳厚度，且提出的装置不适宜于生产自动化，至今未见其实施于生产实际。美国恩布里克斯公司1998年1月16日提出一份关于“用于有选择地向家禽蛋注射的方法和装置”的专利申请(中国发明专利申请公开说明书，专利申请号98803403)，其方法采用红外光源和光检测器，检测来自光源穿过蛋的光的不同以鉴别出有生命的和无生命的家禽蛋。该装置并不涉及蛋品质的检测。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提出一种能够在移动状态下，利用计算机图像处理方法来检测禽蛋的品质状况，特别是与损壳、蛋大�。靶孪识�、蛋心颜色和蛋壳厚度等品质等相关的技术指标，进而对被检蛋实施分级的无损检测设备及无损检测方法，以提高蛋品加工中禽蛋品质检测的质量和效率。
本发明采用以下技术方案实现一种由蛋传送带(1)、机架(10)和集蛋台(16)组成的禽蛋品质无损自动检测设备，它带有一个受计算机程序控制的用于识别破损蛋的检测装置(2)、一个识别蛋品质的图像采集与信息检测装置(7)和一个用于剔除破损蛋和对蛋按大小、新鲜度、蛋心颜色和蛋壳厚度进行分级的分级机构总成(15)所组成的作业系统。所述的蛋破损检测装置(2)沿蛋输送带(1)的前进方向的起始端稍靠后的位置上设置，其前方顺序安装有图像采集与信息检测装置(7)和分级机构总成(15)，受计算机软件控制的计算机通过电缆与所述的破损检测装置(2)、图像采集与信息检测装置(7)和分级机构总成(15)连接，适时收集、处理所检测的信息，有自动选蛋电路与其配合。
所述的蛋破损蛋的检测装置(2)内设有1个检测室，该室内装有1个能够按照程序自动轻敲蛋的不同部位的敲蛋装置(19)，它由一个用来采集敲蛋声音信号的拾音器(20)和一个用于检测蛋品和剔除破损蛋的处理控制器(20)组成。
所述的图像检测装置有一个图像检测室，该室分上下两层下层为光源部分，上层为禽蛋检测暗室，两层间用中间有一小孔的隔板隔开，检测暗室上部有一方形开口正好装设CCD摄像头(6)，摄像头(6)通过电缆与插在计算机PCI扩展槽中的图像采集卡(5)相连，有一个调速装置(13)位于机架(10)靠近集蛋台(16)的下方，该装置通过控制电机(12)转速，并经主动带轮(11)，以调整检测输送带(1)输送速度。检测分级后的禽蛋由分级机构总成(15)输送到集蛋台(16)。
分级机构总成(15)中含有一个管式电磁铁(21)和垂直分合式分级导板(22)，分级导板与输送带成30°，以便于被检蛋导入相对应的分级口；电磁铁(21)控制分级导板(22)上下开合的分级动作。
计算机输出分级信号通过RS232/RS485�？榇偷娇杀喑炭刂破�(PLC)，并经PLC延时等控制后，PLC的相应输出端接通，再通过继电器C使对应管式电磁铁GCT得电并驱动分级导板22动作。
应用所述禽蛋品质无损检测设备的方法，在所述的计算机系统内有一个用于禽蛋分级的软件，所述的方法包括应用蛋破损检测装置识别被检的破损蛋；应用图像采集与信息检测装置识别被检蛋的品质和应用分级机构总成(15)剔除破损蛋与对蛋进行分级的作业的方法，所述的作业方式受一个专用的计算机程序及其辅助系统控制，计算机通过软件适时收集、处理所检测的信息，有一个自动选蛋电路与其配合。计算机系统(9)的检测分级软件用VC++编制，具有参数设定、图像采集、实时分析与处理、实时输入输出控制等功能。
所述的图像采集与信息检测方法，包括利用一个CCD摄像头(6)和一个与摄像头(6)相连的并插在计算机的扩展槽中的图像采集卡(5)以及计算机程序控制的检测步骤，包括依据被检之蛋的蛋心颜色、蛋大小及蛋壳厚度等光信号参数，建立蛋心颜色、蛋大小及蛋壳厚度的分级模型C、D、E和F，对应于蛋分级的蛋新鲜度、蛋心颜色、蛋大小及蛋壳厚度实时采集信号，进而对所检之破损蛋进行剔除，或者对合格之蛋进行分级。所述的敲蛋装置(19)轻敲蛋的不同部位，经拾音器(20)采集的敲蛋声音信号被送至处理控制器(20)，该控制器计算出被检蛋声音信号的三点基音频率的最大频差，分别代入由试验总结出的破损蛋和未破损蛋频差的隶属度函数式A(f)及B(f)，计算对于两个�：牧ナ舳龋凑兆畲罅ナ舳仍蚪信斜鸫佣鸪鏊鹂堑�。
所述的方法还包括图像采集与信号检测装置的下层光源通过隔板小孔及输送带上小孔透射给被检蛋(17)，其数据信息由位于该检测装置上方设置的摄像头(6)、图像数据采集卡以及由计算机组装而形成的实时图像采集系统所收集、处理，然后及时剔除破损蛋和对蛋实施分级作业。
推而广之，实施上述的设备和方法，可由一台控制计算机同时管理多条生产线作业，以提高生产效率。
本发明的技术原理是首先，被检禽蛋由输送带传送至破损检测室。检测室内自动敲蛋装置轻敲蛋不同部位，拾音器采集敲蛋声音信号并送至蛋破损检测与处理控制器。该控制器计算被检蛋声音信号的三点基音频率的最大频差，分别代入由试验总结出的破损蛋和未破损蛋频差的隶属度函数式A(f)及B(f)，计算对于两个�：牧ナ舳龋凑兆畲罅ナ舳仍蚪信斜鸫佣鸪鏊鹂堑�。蛋破损检测与处理控制器控制破损蛋检出机构剔除损壳蛋。然后未破损蛋继续由输送带传送到光检测室。室内光源通过小孔照射禽蛋；CCD摄像头摄取透射的禽蛋形状大小、蛋内容物颜色及蛋壳厚度的图像信号，并通过彩色图像采集卡将图像信号输入计算机并获得图像信号参数H、S、I，再由计算机软件分别对蛋新鲜度C(H，S，I)、蛋大小D(H，S，I)、蛋心颜色E(H，S，I)和蛋壳厚度F(H，S，I)的模式识别、计算分析与处理，然后输出蛋品质分级信号实时控制分级机构，以实现按不新鲜蛋的剔除及按蛋大小、蛋心颜色和蛋壳厚度的分级。
附图及其说明附
图1本发明及其中一个实施例中禽蛋品质无损检测分级设备总示意图(主视图)；附图2是图1的俯视图；附图3是本发明及其中的一个实施例中的破损蛋检测装置(破损蛋检测室)示意图；附图4是本发明及其中一个实施例中的分级机构总成示意图；附图5本发明及其中一个实施例中的分级驱动电路；附图6本发明的其中一个实施例的计算机测控系统的�？樽槌煽蛲迹桓酵�7本发明的其中一个实施例的蛋图像检测装置(检测室)示意；附图8本发明的其中一个实施例中工控软件初始化系统设计附图9本发明的其中一个实施例的图像处理流程。
附图中的部件说明如下由图11-检测输送带；2--破损检测装置；3--破损检测控制器；4--电气柜台；5--图像采集卡；6--CCD摄像头；7--图像信号检测室；8--光源室；9--计算机；10--机架；11--输送带主动轮；12--电机；13--调速装置；由图214--蛋托；15--分级机构总成；16集蛋台。
由图317--被检蛋；18--蛋托；19--敲蛋装置；20--拾音器。
由图521--管式电磁铁；22--分级导板。
由图5为分级驱动电路，它由计算机、可编程控制器(PLC)、固体继电器板(C0-C8)本发明具有以下积极效果1、通过检测与分析敲蛋声音频率，可准确鉴别破损蛋，其准确率高达95％以上。
2、一次蛋图像信号检测就可同时确定几种所需检测的禽蛋品质在输送带上禽蛋只须被检测一次，就可获得禽蛋蛋心颜色等级，禽蛋大小等级，新鲜度的等级和蛋壳厚度的等级。各检测分级项目都可通过计算机程序设定。本发明的设备由计算机控制禽蛋的检测与分级，操作方便，自动化程度高，效果好。
3、检测与分级精度高本设备检测分级精度大大高于目前普遍采用的人工照蛋法。分级精度可根据需要设定多级；分级误差在1/100以下。
4、检测分级功效高本设备单条生产线处理禽蛋能力为1-2枚/秒，根据需要生产线可扩展为4条，其处理能力将达到4-8枚/秒。
发明的实施方式实施例1利用本发明所试制的鸭蛋品质无损检测分级设备如附图1的总示意图。在自动化生产线上，鸭蛋按30cm间距卧放在输送带的蛋托上，输送带以不低于30cm/s的带速前进。被检蛋首先到达破损检测位，程序控制的用于识别破损蛋的检测装置采集敲蛋声音信号并进行分析判别，再将判别结果控制蛋破损分拣机构。因此，蛋破损测控软件具备下列功能同步采集声音信号；对采集到的声音数据进行实时分析处理，判别好壳蛋和损壳蛋；根据判别结果输出控制信号给蛋破损分拣机构；提供工作记录、数据保存及打印功能。根据功能分析，破损测控软件由如下图几个功能�？樽槌沙跏蓟？橹饕δ苁墙低吃诵兴枘诖婊撼迩跏蓟悖⒒袢∠低呈奔洌⒃谄聊簧舷允境隼�。
输入�？橹饕δ苁遣杉羰荩⑹迪滞娇刂�。本检测系统使用了一个电容式接近开关来实现同步控制。当有蛋来到敲击位置时，电容式接近开关送出一个信号到数字量I/O卡，数字量I/O卡将此信号转换为TTL低电平信号送入计算机某个端口，程序一直在检测这个端口，一旦发现这个端口变为低电平，就开始采集声音数据。从这一时刻开始，连续采集三个敲击声音信号，把数据存入内存缓冲区，并将一个数据已经准备好的数据分析处理�？槭潜救砑淖罟丶糠郑盏绞淙肽？樗统龅氖葑急负玫南⒑螅透菹⒉问侥诖嬷刑崛∩羰�。由于本系统是一次性采集三次敲击声音信号，因此本�？槭紫扔米远∏阉魉惴ǚ殖鋈鍪荻危来味杂φ馊吻没魃粜藕牛缓蠖悦恳欢问萁泄β势追治觯扑愠龌羝德剩信斜稹�
输出模块的主要功能是在计算机屏幕上显示检测结果，并根据检测结果送出控制信号。程序使用_outp()函数对计算机地址为300H的端口输出一个值。当为好壳蛋时，输出FEH，即是使这一端口的第0位为低电平，其它位都为高电平；当为损壳蛋时，输出为FDH，即是使这一端口的第1位为低电平，其它位为高电平。这两个端口的信号通过PCL-731A型数字量I/O卡输出，送入后面的延时控制器。
运行及停止�？楸灸？榈墓δ苁窃谙低称舳螅斯げ僮菁觳夤痰脑诵屑巴Ｖ梗ü慊鞑说セ蚬ぞ呃赴磁ィ梢云舳觳夤獭�
作为工控软件，记录每天的运行情况是必有可少的。工作记录�？榈墓δ苁羌锹枷低晨荚诵械氖奔�、检测总数以及合格品数量。可以存储和打印工作记录。
破损检测软件的其它功能还有设置检测参数和实时显示声音波形等。检测参数包括带通滤波的上限频率和下限频率，以及好壳蛋的频率范围。带通滤波是为了最大限度地滤除噪音，好壳蛋的频率范围可根据经验设定。
实施例2蛋图像检测装置由光室、彩色摄像头、图像采集卡、工业控制用计算机、数字量输入输出卡、PLC驱动机构、分级机构组成。如图8所示。
图像采集卡将来自CCD的视频信号转换成计算机可识别的数字信号，经由计算机PCI总线，通过DMA控制器直接送至计算机内部视频显存，完成计算机对外界图像的采集过程。它的技术特点与指标如下彩色和黑白图像采集；视频输入为标准PAL、NTSC或SECAM制信号；六路复合视频输入选择或三路Y/C输入选择；亮度、对比度、色度、饱和度软件可调；图像采集显示最大分辨率为768×576；具有开窗处理功能，窗口可为方形，也可以利用点屏蔽作任意形状窗口处理；硬件完成输入图像比例缩小；具有硬件镜像反转功能及具有硬件线性虚拟地址映射能力等。
彩色摄像头通过内部电荷耦合器件将外界自然光转化为视频信号送入图像采集卡视频输入端口。
表1摄像头常用性能指标设置
工业控制用计算机对由从图像采集卡和数字量I/O卡送到计算机中的数据进行处理，并由论文第二、三部分提出的鸭蛋品质检测模型计算出各检测项目等级，并用统一分级信号表示，同时将这一分级信号转化为相应的控制信号，通过计算机通讯串口传送到PLC，PLC根据不同的控制信号值发出不同驱动信号，送到相应的外部执行机构。
数字量输入输出卡采集开始前，将计算机需要的“采集开始”控制信号输入到计算机，计算机获得这一信号后，开始进行图像采集或图像分析等操作。
PLC驱动机构接收由计算机进行图像处理后得到的分级信号，进行相应处理，并根据不同分级信号向下级执行机构发出驱动命令，实现自动分级。
分级机构类似于传统的生产自动线，保证蛋正常运输到采集口以及蛋的准确分级。
工控软件总体设计如图8所示。
初始化系统�？橥瓿赏枷癫杉ê褪至縄/O卡的初始化；启动停止�？榻⒑拖鲇糜诩嗫毓馐易纯龊徒型枷翊碛敕治龅南叱蹋煌枷癫杉？榻馐抑兴上裢ü鼵CD经由图像采集卡采集到主机内存中；图像处理�？槎灾骰诖嬷械耐枷窠蟹治觯贸鏊璺旨缎畔ⅲ恍藕臝/O�？榻贸龅姆旨缎藕潘统鲋良扑慊獠浚苯扑慊獠靠刂品蠢⌒畔⒋良扑慊诓浚幌低橙罩灸？榧锹枷低车钠舳诵星榭龊偷鼻跋低臣觳庋嫉暗氖�。为了完成自动分级，系统又添加了PLC驱动�？椋闹饕δ苁谴蛹扑慊袢》旨缎藕牛葱谢苟�。
系统初始化�？橥瓿扇缦录父鋈挝裣低吃诵兄兴璧哪诖娉跏蓟�0；初始化图像采集卡为准输入状态；初始化数字量I/O卡，使其PC0端口处于输入状态。
启动停止模块主要完成图像采集和消除。设置开关变量bRun。当bRun＝TRUE时，首先调用OutCard DLL的接口函数指针pFuncHaveInsig()判断是否可采集，然后调用VideoCard DLL接口函数Capture()开始采集图像；当bRun＝FALSE时，停止采集。
图像采集�？橥枷癫杉怯蒝ideoCard DLL的接口函数Capture()实现的，它将实时采集到的图像保存到内存中，供图像处理模块分析。采集的图像在内存中以DIB位图格式保存。
实施例3图像处理�？槲颂岣呱剩诘靶孪识确咸跫那榭鱿拢杞械捌分什问�(包括壳厚、蛋芯颜色、大小、新鲜度)一次性检测出来。为此，用一个参数index来表示最后获得的蛋品质综合系数。不同的index对应不同分级情况。
用dthick表示壳厚的测量值，nthick表示按壳厚分类的蛋的等级。如果按壳厚将蛋分为2级，设中间阀值为valthick，那么 用dcolor表示蛋芯颜色的测量值，ncolor表示按蛋芯颜色分类的蛋的等级。如果按蛋芯颜色将蛋分为3级，设中间阀值为valcolor1、valcolor2，那么
用dsize表示蛋的大小的测量值，用nsize表示按蛋大小分类的蛋的等级，如果按蛋的大小将蛋分为3级，设中间阀值为valsize1、valsize2，那么 设index＝-12+9*nthick+3*ncolor+nsize分别令nthick＝1、2；ncolor＝1、2、3；nsize＝1、2、3，得到18个通道索引值，其中index＝0时，表示蛋不新鲜。由上述公式得到index＝0(不参与编号，单独列出，走直通道)″不新鲜的蛋！″；index＝1表示该蛋为″厚度偏薄 蛋芯颜色偏黄 大小偏小″；index＝2表示该蛋为″厚度偏薄 蛋芯颜色偏黄 大小中等″；index＝3表示该蛋为″厚度偏薄 蛋芯颜色偏黄 大小偏大″；index＝4表示该蛋为″厚度偏薄 蛋芯颜色红黄 大小偏小″；index＝5表示该蛋为″厚度偏薄 蛋芯颜色红黄 大小中等″；index＝6表示该蛋为″厚度偏薄 蛋芯颜色红黄 大小偏大″；index＝7表示该蛋为″厚度偏薄 蛋芯颜色红芯 大小偏小″；index＝8表示该蛋为″厚度偏薄 蛋芯颜色红芯 大小中等″；index＝9表示该蛋为″厚度偏薄 蛋芯颜色红芯 大小偏大″；index＝10表示该蛋为″厚度适中 蛋芯颜色偏黄 大小偏小″；index＝11表示该蛋为″厚度适中 蛋芯颜色偏黄 大小中等″；index＝12表示该蛋为″厚度适中 蛋芯颜色偏黄 大小偏大″；index＝13表示该蛋为″厚度适中 蛋芯颜色红黄 大小偏小″；index＝14表示该蛋为″厚度适中 蛋芯颜色红黄 大小中等″；index＝15表示该蛋为″厚度适中 蛋芯颜色红黄 大小偏大″；index＝16表示该蛋为″厚度适中 蛋芯颜色红芯 大小偏小″；index＝17表示该蛋为″厚度适中 蛋芯颜色红芯 大小中等″；index＝18表示该蛋为″厚度适中 蛋芯颜色红芯 大小偏大″。
index即是待测蛋的品质综合评价指标，即分级信号，也是计算机与PLC通讯时要传递的主要参数之一。本发明的图像处理流程如附图9所示。
初始化变量令dthick＝0.0，dcolor＝0.0，dsize＝0.0，nthick＝0，ncolor＝0，nsize＝0，并从注册表读各检测指标分类阀值valthick，valcolor1，valcolor2，valsize1，valsize2。采集图像到内存调用VideoCard DLL中接口函数Capture()将图像采集至内存。获得蛋的边界调用GetEggEdge()获得蛋体边界。获得蛋芯调用GetEggCenter()获得蛋芯所在矩形区域。获得蛋芯处颜色参数值H、S、I以蛋芯为中心，向四周分别扩展20个象素得到一个矩形，计算此矩形包围区域颜色参数值H、S、I的平均值即可。根据最大隶属原则判断蛋壳颜色将被测鸭蛋的I值分别代入A(I)和B(I)。计算出A(I)和B(I)的值，比较这两个值根据最大录属原则，若A(I)＞B(I)，则认为被测鸭蛋的蛋壳颜色为青色，否则为白色。
检测蛋新鲜度Haugh根据蛋壳颜色，将蛋芯处的H、S、I代入对应的白壳蛋和青壳蛋模型获得被检蛋的Haugh值。然后根据从注册表中读出的新鲜度达标值valhaugh判断蛋是否新鲜。如果Haugh≥valhaugh，则蛋视为新鲜，否则蛋不新鲜。
将蛋芯处的H、S、I分别代入蛋芯颜色、壳厚以及大小模型，得出dcolor，dthick，dsize，根据不同分类标准计算出各测量指标的分类等级，并计算出待检测蛋的index。
摄取随输送带以约30cm/s运动的被检蛋会产生带有毛边的图像。为了消除�：枷穸源砭鹊挠跋欤救砑圆杉耐枷裣冉凶钚≈德瞬�。具体方法如下由图像采集卡采集的图像以24位真彩色位图存贮在计算机内存中，图像处理过程中对颜色信息的访问采用直接内存访问方式。最小值滤波器使用3*3模板，以图像中心的红色分量值为主，工作步骤如下将模板在图中漫游，并将模板中心与图中某个象素位置重合；读取模板下各对应点象素的红色分量，找出这些值中最小的一个；将最小值赋给对应模板中心位置的象素；重复以上操作直到将整个图形搜索一遍。经过上述处理后，原来模糊的图像变成边界明晰的图像。
信号I/O模块是对OutCard DLL的调用。在图像开始采集之前设置一个“采集开始”的输入信号，采集未开始时此输入信号为高电平，一旦变为低电平，表示蛋已经到达摄像头处，开始采集图像。通过调用OutCard DLL的接口函数IsHaveInsig()来实现。
系统日志�？橹饕迪忠韵鹿δ芡臣票患觳獾暗淖苁�、19个分级等级(即19个分级通道)中蛋的数量。打印功能。将检测结果以文本的形式打印出来。
PC-PLC通讯�？檎庖荒？榈闹饕δ苁墙邮苄藕臝/O�？橹械牟杉藕疟曛�、系统日志�？橹械牡白苁恳约巴枷翊砟？橹械姆旨缎藕牛幸幌盗新呒怂愫螅嘤Φ牡绱盘玫缍鳌＜扑慊隤LC通讯中，PLC要向计算机获得三个信号采集开始信号(用1表示)、采集次数count信号以及被检测蛋的分级信号index，并将这三个信号值分别放在M0000、D0001、D0003内。信号的传输方向都是从计算机到PLC。其中，采集开始信号是按字节传送的，采集次数信号和通道索引信号都是按字传送。实施例检测准确率(％)结果如表2(每批次150枚鸭蛋)所示。
表2本发明的装置和系统对鸭蛋主要技术指标的检测符合率(％)
权利要求
1.一种由蛋传送带(1)、机架(10)和集蛋台(16)组成的禽蛋品质无损自动检测设备，其特征在于它带有一个受编程计算机系统控制的用于识别破损蛋的检测装置(2)、一个识别蛋品质的图像采集与信息检测装置(7)和一个用于剔除破损蛋与对蛋进行分级的二合一的分级机构总成(15)所组成的作业系统，所述的蛋破损检测装置(2)沿蛋输送带(1)的前进方向的起始端稍靠后的位置上设置，其前方顺序安装有图像采集与信息检测装置(7)和分级机构总成(15)，受计算机软件控制的计算机通过电缆与所述的破损检测装置(2)、图像采集与信息检测装置(7)和分级机构总成(15)连接，适时收集、处理所检测的信息，有自动选蛋电路与其配合。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于破损蛋的检测装置(2)内设有检测室，该室内安装有一个能够按照计算机程序和指令自动轻敲蛋的不同部位的敲蛋装置(19)、一个用来采集敲蛋声音信号的拾音器(20)和一个用于检测蛋品和剔除破损蛋的处理控制器(20)组成。
3.如权利要求1所述的设备，其特征在于所述的图像检测装置内设有一个图像检测室，该室分上下两层下层为光源部分，上层为禽蛋检测暗室，两层间用中间有一小孔的隔板隔开，检测暗室上部有一方形开口正好装设CCD摄像头(6)，摄像头(6)通过电缆与插在计算机的扩展槽中的图像采集卡(5)相连，它与计算机组装而形成的实时图像采集系统；有一个调速装置(13)位于机架(10)靠近集蛋台(16)的下方，该装置通过控制电机(12)转速，以调整输送带(1)的输送速度。。
4.如权利要求1所述的设备，其特征在于图像信号检测室下层光源采用白炽灯泡，光源通过隔板小孔及输送带上小孔透射被检禽蛋(19)上。
5.如权利要求1所述设备，其特征在于禽蛋输送带上安装有等距离的间隔装置上有固定的蛋托(18)，蛋托底部小孔正好与输送带小孔重叠。
6.如权利要求1所述的设备，其特征在于分级机构总成(15)中含有一个管式电磁铁(21)和垂直分合式分级导板(22)，分级导板与输送带成30°，以便于被检蛋导入相对应的分级口；电磁铁(21)控制分级导板(22)上下开合的分级动作。
7.应用如权利要求1所述禽蛋品质无损检测设备的检测方法，其特征在于在所述的计算机系统内有一个用于禽蛋分级的软件，所述的方法包括应用蛋破损检测装置识别被检的破损蛋；应用图像采集与信息检测装置识别被检蛋的品质和应用分级机构总成(15)剔除破损蛋与对蛋进行分级的作业的方法，所述的作业方式受一个专用的计算机程序控制，计算机通过软件适时采集、处理所检测的信息，有一个自动选蛋电路与其配合。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于所述的图像采集与信息检测方法，包括利用一个CCD摄像头(6)和一个与摄像头(6)相连的并插在计算机的扩展槽中的图像采集卡(5)以及计算机程序控制的检测步骤，包括依据被检之蛋的蛋心颜色、蛋大小及蛋壳厚度等光信号参数，建立蛋心颜色、蛋大小及蛋壳厚度的分级模型C、D、E和F，对应于蛋分级的蛋新鲜度、蛋心颜色、蛋大小及蛋壳厚度实时采集信号，进而对所检之破损蛋予以剔除，或者对合格之蛋进行分级；所述的敲蛋装置(19)轻敲蛋的不同部位，经拾音器(20)采集的敲蛋声音信号被送至处理控制器(20)，该控制器计算出被检蛋声音信号的三点基音频率的最大频差，分别代入由试验总结出的破损蛋和未破损蛋频差的隶属度函数式A(f)及B(f)，计算对于两个�：牧ナ舳龋凑兆畲罅ナ舳仍蚪信斜鸫佣鸪鏊鹂堑啊�
9.如权利要求7所述的检测方法，其特征在于图像采集与信号检测装置的下层光源通过隔板小孔及输送带上小孔透射给被检蛋(17)，其数据信息由位于该检测装置上方设置的摄像头(6)、图像数据采集卡以及由计算机组装而形成的实时图像采集系统所收集、处理，然后及时剔除破损蛋和对蛋实施分级作业。
10.权利要求7的所述方法，其特征在于由一台控制计算机同时管理多条生产线作业。
全文摘要
本发明涉及应用计算机图像采集技术研制的一种禽蛋品质无损自动检测设备及其方法。该设备带有一个编程计算机系统控制的用于识别破损蛋的检测装置、一个识别蛋品质的图像采集与信息检测装置和一个剔除破损蛋和对蛋实施分级的分级机构总成所组成的作业系统；蛋破损检测装置沿蛋输送带的前进方向的起始端稍靠后的位置上设置，其前方顺序安装有图像采集与信息检测装置和分级机构总成。在所述的计算机系统中有一个分级软件，计算机通过电缆与所述的蛋破损检测装置(2)、图像采集与信息检测装置(7)和分级机构总成(15)连接；适时收集、处理所检测的信息；有自动选蛋电路与其配合。
文档编号G01N33/02GK1485616SQ0213908
公开日2004年3月31日 申请日期2002年9月23日 优先权日2002年9月23日
发明者文友先, 刘俭英, 王巧华, 陈红, 熊利荣, 丁幼春, 陈小伟, 宗望远, 余佑生, 袁观宇 申请人:华中农业大学, 仙桃市食品总公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
