基于视觉技术的茶叶烘干过程控制方法及系统与流程

本发明涉及图像处理和信息决策，具体涉及一种基于视觉技术的茶叶烘干过程控制方法及系统。

背景技术：

1、茶叶在制作的过程中，干燥环节必不可少。茶叶干燥有多种不同的方法，烘干是一种较为常用的干燥方式，适用于大多数茶叶的干燥处理过程。

2、目前，茶叶烘干操作均是依靠人工经验进行的，不能根据各个批次的茶叶特征进行精细化控制，而且现阶段的干燥过程大都采用静态干燥的方法，很少使用到翻面或自动翻面的技术，无法保证茶叶烘干的品质。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供一种基于视觉技术的茶叶烘干过程控制方法及系统，对茶叶的烘干过程进行精细化控制，能够实现茶叶的自动化烘干任务，以保证茶叶烘干的品质。

2、为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

3、基于视觉技术的茶叶烘干过程控制方法，包括以下步骤：

4、s1、获取茶叶烘干状态的图像数据；

5、s2、对所述图像数据进行预处理；

6、s3、对预处理后的图像数据进行差值运算，得到两个相邻拍摄周期的帧差图像；

7、s4、将所述帧差图像送入时空流识别模型中进行分析，得到帧差图像的变化信息与当前时间，进而生成该时间下的状态信息；

8、s5、将所述状态信息与基本信息库进行比对，之后基本信息库反馈下一步目标操作。

9、在本申请公开的一个实施例中，在步骤s1中，图像数据的获取通过相机按照预定的拍摄周期进行采集。

10、在本申请公开的一个实施例中，在步骤s4中，所述时空流识别模型的获取过程为：

11、s401、采用相机获取正规监管状态下茶叶烘干过程各阶段的图像；

12、s402、将相机在t1时刻拍摄的图像与t2时刻拍摄的图像进行相减，得到帧差图像；

13、s402、将帧差图像送入神经网络进行深度学习，得到时空流识别模型。

14、在本申请公开的一个实施例中，在步骤s4中，所述变化信息为茶叶颜色变化、茶叶形态变化或者烘干时间变化。

15、在本申请公开的一个实施例中，在步骤s5中，所述基本信息库包括茶叶状态信息及茶叶颜色等级信息；

16、其中，所述茶叶状态信息包含刚结束杀青、烘干前期阶段、卷曲状态及烘干状态，所述茶叶颜色等级信息包含初始级、少量脱水级、大量脱水级及完全脱水级。

17、在本申请公开的一个实施例中，在步骤s5中，所述目标操作包含保持不变、改变烘干温度、改变通风量、进行掂筛处理、完成烘干及告警处理。

18、基于视觉技术的茶叶烘干过程控制系统，用于执行上述的控制方法，该控制系统包括：

19、图像采集模块，用于按周期采集茶叶烘干过程的图像数据；

20、图像预处理模块，用于对所述图像数据进行预处理；

21、图像差值运算模块，用于对所述图像数据进行差值运算以得到帧差图像；

22、图像信息分析模块，用于对所述帧差图像进行分析并判断当前图像的状态；及

23、操作执行模块，用于接收所述图像信息分析模块下达的图像信息以判断和执行下一步操作。

24、在本申请公开的一个实施例中，该控制系统还包括：

25、托盘，用于盛装待烘干的茶叶；

26、烘干装置，用于供温以烘干所述托盘内的茶叶；

27、运动执行装置，用于掂动所述托盘以实现茶叶的自动翻面；

28、动力装置，用于提供动力以使所述运动执行装置动作；及

29、辅助与控制装置，用于集成上述模块以实现各装置之间的联动。

30、在本申请公开的一个实施例中，所述运动执行装置包括托架及两套托轮组件，所述托架具有一工字型底板，所述工字型底板内置安装于所述烘干装置的加热区，所述工字型底板上连接有两对一高一低的支柱，每对所述的支柱垂直向上布置、其顶端开设有u型卡槽，所述u型卡槽倾斜设置；

31、一对同高度的支柱对应一套托轮组件，每套所述的托轮组件包括连杆及两个凸轮，所述连杆通过所述动力装置的驱动转动支撑于所述u型卡槽，两个所述的凸轮对称连接于所述支柱之间的连杆；

32、所述托盘两端底面沿所述连杆轴线的垂直方向开设有滑槽，所述滑槽内底部与所述凸轮外曲面滑动配合，所述滑槽两内侧壁与所述凸轮两侧面滑动配合；

33、初始时，较高支柱对应的凸轮距其回转中心最近点的外曲面与较低支柱对应的凸轮距其回转中心最远点的外曲面齐高，此时通过四个凸轮外曲面与所述滑槽内底部接触可支撑住所述托盘以使其处于水平状态。

34、在本申请公开的一个实施例中，每套所述的托轮组件还包括传动轮，所述传动轮固定连接于所述支柱外侧的连杆；

35、所述传动轮包括一对环形齿轮部及位于所述环形齿轮部之间的环形凹槽部；

36、两套托轮组件的环形齿轮部通过一中间齿轮的啮合相传动连接，以实现与两套托轮组件的凸轮反向同步转动；

37、或者，两套托轮组件的环形凹槽部通过皮带相传动连接，以实现与两套托轮组件的凸轮同向同步转动。

38、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

39、通过将茶叶烘干过程的图像数据实时传送到时空流识别模型中去，进而判定茶叶的烘干状态以得到状态图像，之后对状态图像进行处理和分析并与基本信息库预设的图像信息进行状态比对，看是否符合结束烘干流程的条件，从而实现精细化控制和茶叶的自动化烘干任务，保证了茶叶烘干的品质。

技术特征：

1.基于视觉技术的茶叶烘干过程控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于视觉技术的茶叶烘干过程控制方法，其特征在于，在步骤s1中，图像数据的获取通过相机按照预定的拍摄周期进行采集。

3.根据权利要求1所述的基于视觉技术的茶叶烘干过程控制方法，其特征在于，在步骤s4中，所述时空流识别模型的获取过程为：

4.根据权利要求1所述的基于视觉技术的茶叶烘干过程控制方法，其特征在于，在步骤s4中，所述变化信息为茶叶颜色变化、茶叶形态变化或者烘干时间变化。

5.根据权利要求1所述的基于视觉技术的茶叶烘干过程控制方法，其特征在于：

6.根据权利要求1所述的基于视觉技术的茶叶烘干过程控制方法，其特征在于，在步骤s5中，所述目标操作包含保持不变、改变烘干温度、改变通风量、进行掂筛处理、完成烘干及告警处理。

7.基于视觉技术的茶叶烘干过程控制系统，用于执行如权利要求1～6所述的控制方法，其特征在于，该控制系统包括：

8.根据权利要求7所述的基于视觉技术的茶叶烘干过程控制系统，其特征在于，还包括：

9.根据权利要求8所述的基于视觉技术的茶叶烘干过程控制系统，其特征在于：

10.根据权利要求9所述的基于视觉技术的茶叶烘干过程控制系统，其特征在于：

技术总结
本发明提供一种基于视觉技术的茶叶烘干过程控制方法及系统，该控制方法包括以下步骤：获取茶叶烘干状态的图像数据；对图像数据进行预处理；对预处理后的图像数据进行差值运算，得到两个相邻拍摄周期的帧差图像；将帧差图像送入时空流识别模型中进行分析，得到帧差图像的变化信息与当前时间，进而生成该时间下的状态信息；将状态信息与基本信息库进行比对，之后基本信息库反馈下一步目标操作。通过将茶叶烘干过程的图像数据实时传送到时空流识别模型中进行分析得到状态图像，并将状态图像与基本信息库预设的图像信息进行状态比对，看是否符合结束烘干流程的条件，从而实现精细化控制和茶叶的自动化烘干任务，保证了茶叶烘干的品质。

技术研发人员：邬君,马增良,邱建忠,蒋岳松,刘雪垠,林华,成梅
受保护的技术使用者：四川省机械研究设计院（集团）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/21