本發明屬于水果分揀,尤其涉及一種基于改進yolov8的水果分揀裝置及方法。
背景技術:
1、通過分揀可以去除次品、損壞或不符合標準的水果,確保水果的質量,減少損耗,還能有助于實現產品的標準化,是水果運輸售賣前重要的步驟環節。
2、傳統的人工分揀不僅耗時耗力,還容易因人為因素導致分揀錯誤,效率低,而現有的水果分揀技術主要包括機器視覺、光譜檢測、x射線檢測等,但是成本較高,適用于大規模的水果批發市場,不能滿足小型商販的需求,而且現有的一些視覺識別系統無法全面檢測水果表面,容易導致疏漏壞果、劣果,同時存在處理速度慢的問題,容易出現錯誤處理。
技術實現思路
1、本發明實施例的目的在于提供一種基于改進yolov8的水果分揀裝置,旨在解決上述背景技術中提出的問題。
2、本發明實施例是這樣實現的,一種基于改進yolov8的水果分揀裝置,包括:
3、進料底板,所述進料底板上設有尺寸分類傳送軸;
4、傳送帶一,與所述進料底板相連接,所述傳送帶一的另一側與傳送帶二相連接,所述傳送帶一和傳送帶二之間設有傳送帶擋板,所述傳送帶二的另一側設有弧形擋板;
5、連接板,與所述傳送帶二相連接,所述連接板的另一側設有通道一和通道二;
6、感應組件,與所述傳送帶擋板和傳送帶一進行電連接,用于控制傳送帶一和傳送帶擋板的狀態;
7、視覺識別組件,與所述弧形擋板進行電連接,用于采集傳送帶二上滾動的果子信息并控制弧形擋板的狀態;
8、智能分揀驅動組件,與所述視覺識別組件以及連接板相連接,用于接收視覺識別組件采集的數據進行分析,控制連接板的狀態,帶動連接板與通道一或通道二相連接。
9、優選地,所述感應組件包括:
10、傳感器,安裝在傳感器基座上,用于檢測傳送帶二的起始端是否有果子;
11、舵機驅動組件一,與所述傳送帶擋板相連接,所述舵機驅動組件一基于傳感器檢測到的信息驅動傳送帶擋板轉動,帶動傳送帶擋板阻隔在傳送帶一和傳送帶二之間,同時傳送帶一基于傳感器檢測到的信息被控制啟閉。
12、優選地,所述視覺識別組件包括:
13、攝像頭,安裝在攝像頭基座上,用于采集傳送帶二上滾動的果子信息;
14、舵機驅動組件二,與所述弧形擋板相連接,所述舵機驅動組件二基于攝像頭檢測到的信息驅動弧形擋板轉動,用于限制果子在傳送帶二上滾動或解除限制。
15、優選地,所述智能分揀驅動組件包括:
16、分析計算模塊,與所述視覺識別組件相連接,所述分析計算模塊采用引入rciouloss函數和煙花算法的yolov8改進模型,用于分析判斷果子的狀態;
17、舵機驅動組件三,與所述連接板相連接,所述舵機驅動組件三基于分析計算模塊判斷的結果控制連接板的轉動角度,帶動連接板與通道一或通道二相連接。
18、優選地,所述舵機驅動組件一、舵機驅動組件二和舵機驅動組件三的結構相同,位置不同,分別包括舵機,安裝在舵機凹槽上,所述舵機分別與傳送帶擋板、弧形擋板或連接板相連接,用于帶動傳送帶擋板、弧形擋板或連接板轉動。
19、本發明實施例的另一目的在于提供一種基于改進yolov8的水果分揀方法,采用上述水果分揀裝置,包括以下步驟:
20、將果子置在尺寸分類傳送軸上,果子在滾動的過程中落入不同的進料底板中,在進料底板中滾動至傳送帶一上;
21、果子經過傳送帶一傳送至傳送帶二的起始端,當感應組件檢測到傳送帶二上無果子時,果子被傳送至傳送帶二上,當感應組件檢測到傳送帶二上有果子時控制傳送帶擋板轉動阻擋在傳送帶一和傳送帶二之間,并控制傳送帶一停止傳送;
22、視覺識別組件對傳送帶二上的果子進行檢測采集數據,并控制弧形擋板轉動阻擋傳送路徑,帶動果子在傳送帶二上原地轉動,當視覺識別組件識別結束后,控制弧形擋板反向轉動;
23、智能分揀驅動組件接收視覺識別組件采集的數據進行分析計算,判斷果子的狀態,控制連接板的轉動角度,帶動連接板與通道一或通道二相連接,果子進入通道一或通道二中,完成分揀。
24、本發明實施例提供的一種基于改進yolov8的水果分揀裝置解決了對于小型水果商販人工分類操作錯誤頻發、智能分揀設備龐大昂貴的問題,擁有獨特的機械結構,將傳統分揀與智能分揀相結合,利用單片機實現電控,從而實現對水果全方位多角度的識別與分類;采用改進的yolov8算法,利用遷移學習策略,在預訓練模型yolov8n的基礎上根據自備數據集進行微調,微調過程中,凍結預訓練模型的較低的層,從而保留目標檢測中通用的特征,可以極大地提高訓練效率,降低成本;引入rciouloss函數,通過動態弱化冗余角度懲罰、徑向差異度量及雙通道形狀優化,顯著提升圓形目標定位魯棒性,降低角度敏感導致的誤檢;在圖像分類過程中,借助對特征矩陣的定義以及煙花算法(faw))的改進,獲取選擇后的特征矩陣以實現對圖像的分類,在水果檢測場景下收斂更快且邊緣貼合更精準,相對傳統yolov8模型的map@0.5和map@0.5:0.95分別提高了4.23和2.40個百分點;
25、本發明實施例通過引入自動化和智能化的技術,結合視覺識別、機械控制和電控系統,能夠實現對水果的高效、精準分揀,且適應小型商販的需求,降低了成本并提高了分揀效率,是連接農業生產與市場需求的橋梁,推動農業現代化。
1.一種基于改進yolov8的水果分揀裝置,其特征在于,包括:
2.根據權利要求1所述的基于改進yolov8的水果分揀裝置,其特征在于,所述感應組件包括:
3.根據權利要求2所述的基于改進yolov8的水果分揀裝置,其特征在于,所述視覺識別組件包括:
4.根據權利要求3所述的基于改進yolov8的水果分揀裝置,其特征在于,所述智能分揀驅動組件包括:
5.根據權利要求4所述的基于改進yolov8的水果分揀裝置,其特征在于,所述舵機驅動組件一、舵機驅動組件二和舵機驅動組件三的結構相同,位置不同,分別包括舵機(9),安裝在舵機凹槽(8)上,所述舵機(9)分別與傳送帶擋板(4)、弧形擋板(10)或連接板(11)相連接,用于帶動傳送帶擋板(4)、弧形擋板(10)或連接板(11)轉動。
6.一種基于改進yolov8的水果分揀方法,其特征在于,采用如權利要求1-5任一所述的水果分揀裝置,包括以下步驟: