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原文传递连续喂入鱼并监控喂入量的装置与方法

专利名称：	连续喂入鱼并监控喂入量的装置与方法
摘要：	本发明公开了一种连续喂入鱼并监控喂入量的装置与方法。包括鱼打捞机构、输送喂入机构、图像采集机构和图像处理机构；鱼打捞机构有两个相同的打捞装置对称安装在鱼储存冰冻池的边缘台上，伺服电机带动负载工作台在导轨上直线运动，实现收拢鱼装置的收拢，将鱼打捞至输送喂入部分；输送喂入机构的传送平台表面覆盖有链板输送带，电动机带动链板输送带连续输送鱼并单条化使鱼进入图像采集视场没有粘连；图像采集机构位于水平传送平台的上方，实时采集链板输送带上鱼的图像，通过图像处理部分分析处理并输出喂入量。本发明针对鱼初加工需要人工辅助打捞、喂入的问题，实现鱼的自动打捞、连续输送和喂入量的实时监控。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	浙江;33
申请人：	浙江大学
发明人：	成芳;黄剑彬;马保建;李瑛
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-23T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-06T00:00:00+0800
申请号：	CN201910436600.5
公开号：	CN110092138A
代理机构：	杭州求是专利事务所有限公司
代理人：	林超
分类号：	B65G17/06(2006.01);B;B65;B65G;B65G17
申请人地址：	310058 浙江省杭州市西湖区余杭塘路866号
主权项：	1.一种连续喂入鱼并监控喂入量的装置，其特征在于：包括鱼打捞机构(1-1)、输送喂入机构(1-2)和图像采集机构(1-3)；所述输送喂入机构(1-2)包括倾斜传送平台(17)、水平传送平台(18)、出料口(20)、链板输送带(16)、挡板(19)、传送平台支架(14)、转轮(12)、驱动电动机(15)和皮带(13)，水平传送平台支架(14)上端固定有水平传送平台(18)和倾斜传送平台(17)，倾斜传送平台(17)与水平传送平台(18)两侧均安装有挡板(19)，位于水平传送平台(18)一端的挡板(19)处设有出料口(20)，水平传送平台(18)的另一端与倾斜传送平台(17)上端相对接，倾斜传送平台(17)下端向下倾斜直至与地面相接触，水平传送平台(18)与倾斜传送平台(17)的对接处、水平传送平台(18)一端和倾斜传送平台(17)的下端均安装有转轮(12)，三个转轮上套装有链板输送带(16)，倾斜传送平台(17)的其中一个外侧面安装有驱动电动机(15)，驱动电动机(15)的输出端通过皮带(13)与对接处的转轮(12)相连；所述鱼打捞机构(1-1)包括鱼储存冰冻池、直线导轨(1)、打捞装置和收拢鱼装置，鱼储存冰冻池靠近输送喂入机构(1-2)的进口段设有与鱼储存冰冻池侧壁面相平行的通道，输送喂入机构(1-2)的倾斜传送平台(17)伸入通道内且倾斜传送平台(17)挡板与通道两侧内壁相贴合，通道远离输送喂入机构(1-2)的开口端分别朝两侧延伸至鱼储存冰冻池两侧壁面形成喇叭状收拢口；鱼储存冰冻池两侧壁面上端均固定有工作台底座(2)且工作台底座(2)上表面装有两条相互平行的直线导轨(1)，两条直线导轨(1)之间安装有与直线导轨(1)相平行的齿条(3)；两块工作台底座(2)上端面对称设有两个打捞装置，打捞装置包括齿轮安装座(4)、齿轮(5)、伺服电机(6)、导轨滑块(10)和负载工作台(7)，两个齿轮安装座(4)通过导轨滑块(10)分别滑动安装于工作台底座(2)的两条直线导轨(1)，两个齿轮安装座(4)之间安装有沿齿条(3)滚动的齿轮(5)，其中一个齿轮安装座(4)外侧装有伺服电机(6)，伺服电机(6)的输出轴穿过齿轮安装座(4)与齿轮(5)相连，两个齿轮安装座(4)上方固定有负载工作台(7)，负载工作台(7)远离输送喂入机构(1-2)的一侧装有弯钩作为连接部件(9)；收拢鱼装置(8)位于鱼储存冰冻池内且主要由梯形板和带有滤孔的方形板通过铰接形成，梯形板与鱼储存冰冻池收拢口形状相吻合且底部与收拢口贴合固定，梯形板一端与倾斜传送平台(17)底部相对接，另一端与方形板底部相铰接，方形板两侧面分别与鱼储存冰冻池两侧壁面相贴合，方形板顶部两侧均设有套装有绳索的凸耳，两根绳索的另一端分别连接至与绳索位于同一侧的连接部件(9)；所述的图像采集机构(1-3)安装于水平传送平台(18)上用于实时采集链板输送带(16)上鱼的图像，图像采集机构(1-3)包括光源(21)、相机(22)、相机水平调节机构(23)、相机竖直调节机构(24)和光照箱(25)，光源(21)、相机(22)、相机水平调节机构(23)、相机竖直调节机构(24)均位于光照箱(25)内部，光照箱(25)内周面底部设有用于为相机(22)采集图像提供照明的光源；光照箱(25)上顶面安装有相机水平调节机构(23)，相机水平调节机构(23)包括横向导轨、纵向导轨、第一导轨滑块副和第二导轨滑块副，横向导轨固定于光照箱(25)上顶面且垂直于纵向导轨布置，纵向导轨通过第一导轨滑块副滑动安装于横向导轨下端，相机竖直调节机构(24)通过第二导轨滑块副与滑动安装于纵向导轨下端，相机(22)安装于相机竖直调节机构(24)底端并通过相机竖直调节机构(24)实现上下升降。 2.根据权利要求1所述的一种连续喂入鱼并监控喂入量的装置，其特征在于：还包括图像处理机构，图像处理机构用于处理和分析相机(22)采集的图像，并输出鱼喂入量，图像处理机构与生产线控制软件平台集成。 3.根据权利要求1所述的一种连续喂入鱼并监控喂入量的装置，其特征在于：所述鱼打捞机构(1-1)中，齿轮(5)在伺服电机(6)控制下沿齿条(3)滚动，从而带动齿轮安装座(4)沿直线导轨(1)水平移动；当打捞装置朝输送喂入机构(1-2)水平移动的同时，带动与绳索相连的收拢鱼装置(8)的方形板绕底部的铰接端定轴旋转，聚集于收拢鱼装置(8)表面的鱼在方形板旋转过程中逐渐靠近输送喂入机构(1-2)，直至收拢鱼装置(8)表面的鱼全部运送至输送喂入机构(1-2)。 4.根据权利要求1所述的一种连续喂入鱼并监控喂入量的装置，其特征在于：所述输送喂入机构(1-2)中，位于对接处的转轮(12)在驱动电动机(15)的控制下转动，从而带动其余两个转轮(12)转动，链板输送带(16)在三个转轮(12)的带动下实现鱼的传输运送。 5.根据权利要求1所述的一种连续喂入鱼并监控喂入量的装置，其特征在于：所述通道设于鱼储存冰冻池两侧壁面之间且与侧壁面相平行，通道两侧壁面上端及收拢口壁面上端分别延伸至鱼储存冰冻池两侧壁面上端部。 6.根据权利要求1所述的一种连续喂入鱼并监控喂入量的装置，其特征在于：每条所述的直线导轨(1)两端均设有挡块。 7.根据权利要求1所述的一种连续喂入鱼并监控喂入量的装置，其特征在于：所述链板输送带(16)表面设有容纳单条鱼的等间隔卡槽，卡槽沿倾斜传送平台(17)和水平传送平台(18)的宽度方向布置，卡槽深度不超过鱼的平均厚度；链板输送带(16)选择与鱼体灰度对比明显的颜色。 8.根据权利要求1～7任一所述装置的一种连续喂入鱼并监控喂入量的方法，其特征在于，包括以下步骤： 1)初始状态下，打捞装置位于直线导轨(1)上远离输送喂入机构(1-2)的一端，收拢鱼装置(8)的方形板上端旋转至远离输送喂入机构(1-2)的一侧，使得收拢鱼装置(8)与鱼储存冰冻池所围空间达到最大；然后朝收拢鱼装置(8)上方投入待处理的鱼，投放完毕后开启伺服电机(6)，收拢鱼装置(8)在打捞装置的带动下朝靠近输送喂入机构(1-2)的一侧做定轴旋转运动，聚集于收拢鱼装置(8)表面的鱼全部逼近至输送喂入机构(1-2)，且收拢鱼装置(8)的方形板在旋转过程中两侧面始终与鱼储存冰冻池两侧壁相贴合； 2)收拢鱼装置(8)的方形板旋转过程中，聚集于收拢鱼装置(8)表面的鱼被输送至倾斜传送平台(17)后覆盖于链板输送带(16)上，鱼在链板输送带(16)的带动下线沿倾斜向上方向输送至水平传送平台(18)，后沿水平方向输送至去鳞机； 3)控制图像采集机构(1-3)的相机(22)实时采集链板输送带(16)上鱼的图像； 4)对步骤3)采集的图像进行处理后分析获取喂入量实时数据。 9.根据权利要求8所述的一种连续喂入鱼并监控喂入量的方法，其特征在于：所述步骤4)中，将采集的图像进行处理后分析获取喂入量实时数据的方法具体为： 4.1)图像背景去除：利用链板输送带(16)与鱼体灰度差异大的特征确定背景分割阈值，对采集的图像进行背景去除只保留鱼体灰度； 4.2)鱼眼识别：利用Hough圆变换检测鱼眼并计数； 4.3)感兴趣区域提取：将已有的单条鱼图像作为模板图像，利用鱼眼定位将采集图像和模板图像进行模板匹配，之后通过边缘平滑滤波消除鱼鳍毛刺影响，获得感兴趣区域； 4.4)二值化处理：将感兴趣区域设置为前景进行二值化处理后得到二值化图像； 4.5)连通区域计算：采用findContours函数对连通区域进行计数，用contourArea函数对连通区域面积进行计算；所述连通区域为二值化图像中的鱼轮廓； 4.6)当链板输送带(16)上鱼规格相同时，输出单位时间内喂入鱼的条数作为喂入量参数；当链板输送带(16)上鱼规格不同时，输出单位时间内喂入鱼的重量作为喂入量参数；所述喂入鱼的条数计算如下：通过比较连通区域的数目和鱼眼数，判断与边缘连通的连通区域个数，确定喂入鱼的条数；所述喂入鱼的重量计算如下：将步骤4.5)得到的连通区域面积输入已建立的特定鱼品种侧面投影面积与重量的关系模型，换算得到喂入鱼的重量。
所属类别：	发明专利