基于机器视觉的水果分拣系统
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２ ． １ 机 器视 觉 软件 设计
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目前 ，国 内对 水果 品质 的检 测 大 部 分 还 是 传 统
的人 工 检 测 ，这 种 人 工 检 测 是 通 过人 为 的感 官 对 水 果 的 质 量好 坏 进 行 判 断 。这 种 检测 方 法 判 断 出来 的
２号 并 联 机 器 人
水 果 质 量 良莠 不 齐 ，而 且 效 率 低下 。 随着 社 会 的发
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《 装备制造技术） ） ２ ０ １ ７ 年第 ｏ ３ 期
基 于机器视 觉 的水果分拣 系统
卢 勇威
（ 广西 职业 技 术学 院 ， 广西 南宁 ５ ３ ０ ２ ２ ６ ）
摘 要： 为 了解决人 为分拣 水果质量低 、 效率差等 问题 ， 提 出了基 于机 器视 觉的水果智能分拣方法。通过 高速相机 对传送
展， 人工成本 的提高 ， 对水果分拣智能化提 出了更高 的要求 【 ｌ ｌ 。因此 实现 水 果分 拣 智 能化 在 高速 发 展 的农
业 现代 化 进程 中显 得尤 为 重要 。 传 统 工 业 机 器 人 已经 可 以代 替 人 工 对 大 部 分 的
１ 号并 联机器人 传送线 ２
图 ２ 水 果 分 拣 系统 控 制流 程 图
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ６ — １ ２ — ０ ５
基金项 目： 《 基于现代农业智能 技术的高职机 电类专业 和实训 基地建设 的研究与实践》 （ 编号 ： 桂教职成（ ２ ０ １ ５ ） ２ ２号 ， 重点一 １ ）
作者简介 ： 卢勇威 （ １ ９ ７ １ 一 ） ， 男， 广 西 南 宁人 ， 研究生 ， 副教授 ， 研 究 方 向为 智 能 控 制 技 术 。
工 控 电 脑 ｌ
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目标位置 、 形状 、 颜 色
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取该水果 ， 劣质水果会在传送线 ｌ 上送进废品箱 ， 如
图 ２所 示 。
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ｌ 水 果 位 置Ｈ 相 机 ｝ ～ 图 像 数 据
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序 将 颜 色不 同的 水果 定 为 劣 质 品 ，机 器人 将 不会 捡
百度文库１ 水 果 分 拣 系统 的 组 成 及 原 理
本文 以并 联机器人为主体 ，对基于机器视觉的 水 果 分 拣 系统 研 究 ， 如图 １ 所示 。水果 分 拣 系统 主要
由相 机 、 图像 采 集 卡 、 工 控 电脑 、 Ｐ Ｌ Ｃ、 传 送 带 和并 联 机 器人 组 成 。其 中相 机 和 Ｐ Ｌ Ｃ均 使用 以太 网传 输 与 工 控 电脑 相 连 ， Ｐ Ｌ Ｃ再 通 过 以太 网 与 并 联 机 器 人 通 讯 从 而 控制 机 器人 动 作 『 ３ ］ 。系统 的软件 由 自主设 计 的 分 拣 控 制平 台及 ＭＯ Ｔ ＯＣ Ｏ Ｍ 动 态链 接 库构 成 。
产品进行搬运 。但基于示教或离线编程 的工业机器
图 １ 水果分拣 系统结构示意 图
系统的工作原理为 ：水果在传送 线 １ 上不断地 人 ，对运动产 品的摆放和工作的环境都有严格的要 进入分拣 区域 ， 在对射传感器感应到水果后 ， 计算机 求， 而 且这 种 方 法并 不 能对 产 品 的质 量进 行识 别 。工 业 机 器 人要 在 生 产 线 中进行 分拣 抓 取 ，就 需 要 在 工 对 连 续 高速 地 拍 照 的相 机 进 行控 制 ，然后 高 速 相 机 业机器人基础上构建机器视觉系统 ，使得机器人具 将采集到的图像上传 到计算机进行分析运算 ，通过 有相似于人 眼的功能 。拥有视觉系统 的机器人通过 分 析 分拣 目标 的 运 动轨 迹 、 识 别 水果 的等 级 差异 、 变 高 速 相机 和 图像 处 理算 法 【 ２ Ｊ ， 即可 分辨 出水 果 的好 坏 换水果的坐标等信息 ，从而实现工业机器人分拣动 等级以及水果在流水线 中的精确位置 。 作。１ 号机器人负责把形状大的水果放在传送线 ２ ， ２ 号机器人负责把形状小的水果放在传送线 ３ ， 其 中程
１ ６ ３
Ｅｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ Ｍａ ｎ ｕ ｆ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｎｏ ． ０ ３， ２ ０１ ７
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２ 基 于视 觉系统的水果等级 辨别
线上的水果 图像进行 采集 ， 并采用 图像处理等算 法获得 水果的形状、 颜 色等特征 量 ， 得 出水果的等级。然后 由 Ｐ Ｌ Ｃ控制
并联 机 器 人 动 作 对 水 果进 行 分 级 。 关键 词 ： 水果分拣 ； 图像 处 理 ； Ｐ Ｌ Ｃ； 并联机器人 ； 分 级 中图分类号 ： Ｔ Ｐ ２ ４ ２ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ６ ７ ２ — ５ ４ ５ Ｘ（ ２ ０ １ ７） ０ ３ — ０ １ ６ ３ — ０ ３
（ “ Ｓ ｉ ｍ ｐ ｌ ｅ ０ ． ｉ ｖ ｓ ” ） ；
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目前 ，国 内对 水果 品质 的检 测 大 部 分 还 是 传 统
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水 果 质 量 良莠 不 齐 ，而 且 效 率 低下 。 随着 社 会 的发
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《 装备制造技术） ） ２ ０ １ ７ 年第 ｏ ３ 期
基 于机器视 觉 的水果分拣 系统
卢 勇威
（ 广西 职业 技 术学 院 ， 广西 南宁 ５ ３ ０ ２ ２ ６ ）
摘 要： 为 了解决人 为分拣 水果质量低 、 效率差等 问题 ， 提 出了基 于机 器视 觉的水果智能分拣方法。通过 高速相机 对传送
展， 人工成本 的提高 ， 对水果分拣智能化提 出了更高 的要求 【 ｌ ｌ 。因此 实现 水 果分 拣 智 能化 在 高速 发 展 的农
业 现代 化 进程 中显 得尤 为 重要 。 传 统 工 业 机 器 人 已经 可 以代 替 人 工 对 大 部 分 的
１ 号并 联机器人 传送线 ２
图 ２ 水 果 分 拣 系统 控 制流 程 图
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ６ — １ ２ — ０ ５
基金项 目： 《 基于现代农业智能 技术的高职机 电类专业 和实训 基地建设 的研究与实践》 （ 编号 ： 桂教职成（ ２ ０ １ ５ ） ２ ２号 ， 重点一 １ ）
作者简介 ： 卢勇威 （ １ ９ ７ １ 一 ） ， 男， 广 西 南 宁人 ， 研究生 ， 副教授 ， 研 究 方 向为 智 能 控 制 技 术 。
工 控 电 脑 ｌ
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目标位置 、 形状 、 颜 色
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序 将 颜 色不 同的 水果 定 为 劣 质 品 ，机 器人 将 不会 捡
百度文库１ 水 果 分 拣 系统 的 组 成 及 原 理
本文 以并 联机器人为主体 ，对基于机器视觉的 水 果 分 拣 系统 研 究 ， 如图 １ 所示 。水果 分 拣 系统 主要
由相 机 、 图像 采 集 卡 、 工 控 电脑 、 Ｐ Ｌ Ｃ、 传 送 带 和并 联 机 器人 组 成 。其 中相 机 和 Ｐ Ｌ Ｃ均 使用 以太 网传 输 与 工 控 电脑 相 连 ， Ｐ Ｌ Ｃ再 通 过 以太 网 与 并 联 机 器 人 通 讯 从 而 控制 机 器人 动 作 『 ３ ］ 。系统 的软件 由 自主设 计 的 分 拣 控 制平 台及 ＭＯ Ｔ ＯＣ Ｏ Ｍ 动 态链 接 库构 成 。
产品进行搬运 。但基于示教或离线编程 的工业机器
图 １ 水果分拣 系统结构示意 图
系统的工作原理为 ：水果在传送 线 １ 上不断地 人 ，对运动产 品的摆放和工作的环境都有严格的要 进入分拣 区域 ， 在对射传感器感应到水果后 ， 计算机 求， 而 且这 种 方 法并 不 能对 产 品 的质 量进 行识 别 。工 业 机 器 人要 在 生 产 线 中进行 分拣 抓 取 ，就 需 要 在 工 对 连 续 高速 地 拍 照 的相 机 进 行控 制 ，然后 高 速 相 机 业机器人基础上构建机器视觉系统 ，使得机器人具 将采集到的图像上传 到计算机进行分析运算 ，通过 有相似于人 眼的功能 。拥有视觉系统 的机器人通过 分 析 分拣 目标 的 运 动轨 迹 、 识 别 水果 的等 级 差异 、 变 高 速 相机 和 图像 处 理算 法 【 ２ Ｊ ， 即可 分辨 出水 果 的好 坏 换水果的坐标等信息 ，从而实现工业机器人分拣动 等级以及水果在流水线 中的精确位置 。 作。１ 号机器人负责把形状大的水果放在传送线 ２ ， ２ 号机器人负责把形状小的水果放在传送线 ３ ， 其 中程
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２ 基 于视 觉系统的水果等级 辨别
线上的水果 图像进行 采集 ， 并采用 图像处理等算 法获得 水果的形状、 颜 色等特征 量 ， 得 出水果的等级。然后 由 Ｐ Ｌ Ｃ控制
并联 机 器 人 动 作 对 水 果进 行 分 级 。 关键 词 ： 水果分拣 ； 图像 处 理 ； Ｐ Ｌ Ｃ； 并联机器人 ； 分 级 中图分类号 ： Ｔ Ｐ ２ ４ ２ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ６ ７ ２ — ５ ４ ５ Ｘ（ ２ ０ １ ７） ０ ３ — ０ １ ６ ３ — ０ ３