速冻青豆残次品在线检测与剔除系统

王佳乐，王永强，周聪玲

(天津科技大学机械工程学院，天津 300222)

速冻青豆是对成熟青豆去壳、清洗、水煮熟化、沥水、冷冻后形成的颗粒椭球状产品，其中混有颜色和形状不合格的残次品，在产品包装前需要筛选剔除[1].目前行业内主要是人工挑选来完成，标准难以量化，筛选过程效率低，同时由于视觉疲劳会导致错选和漏选.

随着机器视觉检测技术已被广泛应用于在线自动检测中[2-9]，本文利用机器视觉技术对青豆残次品进行在线检测识别.通过系统结构设计，实现了青豆的自动有序排列，同时结合颜色信息和形状特征完成残次品青豆的快速识别定位，再利用 PLC驱动多路电磁阀控制高压气流的通断，将识别出的残次青豆予以剔除.

1 系统结构及工作原理

1.1 系统结构设计

系统整体结构包括上料铺料、采集图像和残次品剔除三部分(图 1).入料斗上端为矩形，下端呈楔形，便于青豆集中落入同步输送带并实现单层平铺.

根据速冻青豆的外形以及单粒识别剔除的需要，传输装置采用若干尼龙链板与同步带相结合的方式，在尼龙链板上均布沉头孔，便于定位剔除青豆.每片尼龙链板的两端分别有两个定位孔与同步带固定，其中间部分左右分别对称设计有 2行，每行 15个，共30个沉头孔，呈矩阵式均匀分布，如图2所示.

图1 整体结构图Fig. 1 Overall structure

图2 尼龙链板沉头孔示意图Fig. 2 Sketch of nylon plate countersunk hole

图像采集装置位于输送带的法向正上方，采用半封闭式漫反射白色灯箱、同轴正光照射方式，避免青豆下方出现阴影.为了有效提高识别效率，采用并列的两台彩色相机分别采集输送带左右两侧的对应区域，可有效提高在线识别的效率和精度.根据式(1)，最终选定镜头焦距为8mm.