1.一种冬虫夏草智能化分拣系统,其特征在于,包括图像信息采集模块、分拣控制模块和上位机监控模块,图像信息采集模块包括分拣摄像头(4)、显示屏(6)和微处理器(5);分拣控制模块包括传送带(1)、电机(2)、称重装置和分拣装置,分拣装置为滑靴(3);上位机监控模块包括上位机摄像头(7)与上位机(8);
所述传送带(1),传送需要分拣的冬虫夏草,设置有多个入口和分拣道口;
所述电机(2),设置于传送带(1)两端,用于控制传送带(1)的运行;
所述滑靴(3),设置于每个分拣道口处,用于对相应分拣道口的冬虫夏草进行分拣,并由称重装置获取冬虫夏草质量,以对冬虫夏草进行识别及等级分级;
所述分拣摄像头(4),设置于分拣道口上方,用于获取冬虫夏草图像;
所述微处理器(5),选用STM32微处理器进行冬虫夏草分拣,通过基于SURF算法的卷积神经网络识别冬虫夏草物种,运用Canny算法和Hu矩进行冬虫夏草等级分拣处理冬虫夏草图像,并控制滑靴(3)进行分拣;
所述显示屏(6),设置于分拣道口处,用于显示获取到的冬虫夏草信息;
所述上位机摄像头(7),设置于整个系统的上方,用于监控分拣情况,并实时反馈给上位机(8);
所述上位机(8),连接上位机摄像头(7),用于实时显示当前分拣情况,以控制电机(2)速度。
2.根据权利要求1所述的一种冬虫夏草智能化分拣系统,其特征在于,所述的显示屏(6)为LCD显示屏。
3.根据权利要求1所述的一种冬虫夏草智能化分拣系统,其特征在于,所述的微处理器(5)为嵌入式微处理器,所述的电机(2)为步进电机。
4.根据权利要求1所述的一种冬虫夏草智能化分拣系统,其特征在于,所述的摄像头(4)选用OV7670摄像头。
5.根据权利要求1所述的一种冬虫夏草智能化分拣系统,其特征在于,所述的冬虫夏草分拣包括基于SURF算法的卷积神经网络模型的冬虫夏草识别和基于Canny边缘检测和Hu矩的冬虫夏草等级分拣,将工业摄像头拍摄多角度冬虫夏草图像,经图像预处理,归一化后,通过SURF算法获取冬虫夏草特征点区域图作为卷积神经网络的输入样本,运用人工蜂群ABC算法替代传统的梯度下降法,搭建卷积神经网络模型,通过对同一冬虫夏草多角度比对,运用投票机制,判断物种性状,提高识别准确度,将识别是冬虫夏草的品种经Canny边缘检测和Hu矩算法,确认得到冬虫夏草大小及虫体所占比例,并结合冬虫夏草质量,判断冬虫夏草等级。
6.根据权利要求5所述的一种冬虫夏草智能化分拣系统,其特征在于,所述的卷积神经网络模型设计由输入层、3个卷积层、3个池化层和全连接层四部分组成,输入层图像大小均为64*64像素,卷积层为C1、C3和C5,其中C1和C3选用大小为5*5的卷积核,C5卷积核的大小是4*4,以确保最后池化层输出为1*1的特征图,模型中S2、S4、S6为池化层,选用2*2的最大池化窗口,取出4个中最大的数据信息作为特征图输出,将C1的60*60特征图通过S2、S4、S6降为得到1*1的结果,全连接层类似于BP神经网络架构,由输入层、隐层和输出层三部分组成,其中输入层为S6池化后特征图得到的列向量,隐层为一层非线性映射,输出层为整个神经网络的输出结果,输出值为1、2,其中1代表冬虫夏草种类,2代表非冬虫夏草种类。
7.根据权利要求1所述的一种冬虫夏草智能化分拣系统,其特征在于,所述SURF算法是一种图像检索算法,通过提取12点最强特征点区域作为卷积神经网络的输入,以便于获取更加准确的冬虫夏草特征图。
8.根据权利要求1所述的一种冬虫夏草智能化分拣系统,其特征在于,所述的上位机摄像头(7)记录分拣状况,通过图像处理技术,判断当前传送带上的冬虫夏草数量,根据冬虫夏草数量,时间约束条件,通过粒子群算法,控制优化电机(2)速度。
9.一种冬虫夏草智能化分拣系统的使用方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤一:将冬虫夏草放入传送带(1)入口处,冬虫夏草到达分拣道口;
步骤二:分拣道口上方装有摄像头(4),摄像头(4)获取当前冬虫夏草的图像,通过串口送入微处理器(5)进行图像处理、基于SURF算法的卷积神经网络算法处理,以得到冬虫夏草种类的物种,并运用Canny算法和Hu矩进行冬虫夏草等级分拣处理冬虫夏草图像,显示在LCD显示屏上,控制滑靴(3)分拣,并且通过无线传输技术发送给上位机(8)的数据库;
步骤三:上位机摄像头(7)记录分拣状况,通过图像处理技术,判断当前传送带(1)上的冬虫夏草数量,根据冬虫夏草数量,时间约束条件,通过粒子群算法,控制优化电机(2)速度。