本发明涉及烘焙,具体涉及一种智能烘焙生产线控制系统。
背景技术:
1、烘焙生产线是指用于生产各种烘焙食品的设备和流程的组合,它通常包括原料处理、成型、烘焙、冷却、包装。
2、然而,针对烘焙生产线中蛋糕坯料成型阶段,目前大都以人工视觉检测的方式,筛选存在外观缺陷的蛋糕坯料,此过程耗费了大量的人工成本,且效率较差,同时由于采用人工检测的方式,其蛋糕坯料的缺陷检测精度也存在一定的限制。
技术实现思路
1、针对现有技术所存在的上述缺点,本发明提供了一种智能烘焙生产线控制系统,解决了上述背景技术中提出的技术问题。
2、为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:
3、一种智能烘焙生产线控制系统,包括:控制终端,是系统的主控端,用于发出控制命令,捕捉模块,用于捕捉烘焙生产线上传输的蛋糕坯料图像数据,组合单元,用于接收捕捉模块中所有采集到的蛋糕坯料图像数据,对蛋糕坯料图像数据进行组合,增强单元,用于接收组合单元中执行组合处理的蛋糕坯料图像数据,对组合处理得到的蛋糕坯料图像数据进行图像增强,提取模块,用于接收捕捉模块中捕捉到的蛋糕坯料图像数据,对蛋糕坯料图像数据进行图像轮廓提取,比对模块,用于获取提取模块中提取到的图像轮廓,对图像轮廓进行相似性比对,逻辑单元,用于设定比对模块在进行轮廓图像相似性比对时应用的蛋糕坯料轮廓图像选择逻辑,选择单元,用于接收逻辑单元中设定的轮廓图像选择逻辑,基于轮廓图像选择逻辑对蛋糕坯料轮廓图像进行选择,判定模块,用于设定相似性判定阈值,接收比对模块中图像轮廓相似性比对结果,基于相似性判定阈值判定图像轮廓相似性比对结果对应图像轮廓是否相似,评估模块,用于接收判定模块中图像轮廓相似判定结果,基于相似判定结果,评估当前烘焙生产线上传输的蛋糕坯料是否合格;
4、所述控制终端通过局域网络交互连接有捕捉模块,所述捕捉模块下级通过介质电性连接有组合单元及增强单元,所述捕捉模块通过局域网络交互连接有提取模块,所述提取模块通过局域网络与增强单元交互连接,所述提取模块通过局域网络交互连接有比对模块,所述比对模块下级通过介质电性连接有逻辑单元及选择单元,所述比对模块通过局域网络交互连接有判定模块及评估模块。
5、更进一步地,所述捕捉模块由若干组摄像头组成,若干组所述摄像头同步运行对烘焙生产线上传输的蛋糕坯料进行图像数据采集,若干组所述摄像头于烘焙生产线上蛋糕坯料传输方向上呈直线等距分布,所述组合单元在对蛋糕坯料图像数据进行组合处理时,基于烘焙生产线上蛋糕坯料传输方向进行连续组合,组合处理得到的蛋糕坯料图像数据记载蛋糕坯料群图像数据,所述蛋糕坯料群图像数据的背景即烘焙生产线,蛋糕坯料群图像数据的前景即烘焙生产线上传输的各蛋糕坯料。
6、更进一步地,所述增强单元中对组合处理得到的蛋糕坯料图像数据进行图像增强,即对蛋糕坯料群图像数据进行增强处理,所述图像数据的增强处理逻辑表示为:
7、
8、式中:x′i,j为图像数据增强处理后图像灰度值;h(xi,j)为均衡化灰度值;vd为暗适应函数;xi,j为灰度图像值;s为增强参数;mi,j为以xi,j为中心的邻域均值;▽xi,j为经梯度处理后图像在(i,j)时的梯度值;ε为噪声梯度阈值;vl为明适应函数;
9、其中,图像数据增强处理后图像灰度值x′i,j在求取后,基于x′i,j对蛋糕坯料群图像数据进行图像增强,增强参数s≥0,且与梯度成正比,λ为放大系数;
10、所述暗适应函数vd及明适应函数vl表现形式为:
11、
12、式中:a为自适应调整参数,a∈[0,1];vstr为图像亮度分量;
13、其中,自适应调整参数a的取值服从,蛋糕坯料群图像数据的前景中蛋糕坯料数量越多,则自适应调整参数a的取值越大,反之,则自适应调整参数a的取值越小的设定逻辑。
14、更进一步地,所述提取模块运行阶段接收的蛋糕坯料图像数据,即完成图像增强的蛋糕坯料群图像数据,提取模块中对蛋糕坯料图像数据执行的图像轮廓提取,即对蛋糕坯料群图像数据的前景中蛋糕坯料的轮廓图像的提取;
15、其中,蛋糕坯料群图像数据背景对应的烘焙生产线整体颜色一致,蛋糕坯料群图像数据前景对应的各蛋糕坯料相互颜色一致,提取模块在提取蛋糕坯料的轮廓图像时,基于烘焙生产线颜色与蛋糕坯料颜色的边界提取到蛋糕坯料的轮廓图像。
16、更进一步地,所述比对模块中对图像轮廓进行相似性比对的操作,即对各蛋糕坯料轮廓图像进行相似性比对的操作;
17、蛋糕坯料群图像数据的前景中包含的蛋糕坯料轮廓图像越多,选择的蛋糕坯料轮廓图像越多;
18、选择的蛋糕坯料轮廓图像的前景中各蛋糕坯料轮廓图像相邻的蛋糕坯料轮廓图像不大于两组;
19、选择的蛋糕坯料轮廓图像的前景中蛋糕坯料轮廓图像不大于所有前景中包含的蛋糕坯料轮廓图像的百分之四十。
20、更进一步地,所述比对模块中应用的轮廓图像相似性比对逻辑表示为:
21、
22、式中:sim(a,b)为轮廓图像a与轮廓图像b的相似度;si为轮廓图像第i次离散曲线演化后的封闭几何图形的面积;s0为轮廓图像围成的封闭几何图形的面积;n0为离散曲线演化应用采样点数;n为轮廓图像上的点的集合;θq为第q组轮廓图像上点的曲率;
23、其中,表示轮廓图像a经离散曲线演化后的面积差、表示轮廓图像b经离散曲线演化后的面积差、表示轮廓图像a上各点曲率的求和结果、表示轮廓图像b上各点曲率的求和结果,sim(a,b)的值越大,则表示轮廓图像a与轮廓图像b的相似程度越高,反之,则表示轮廓图像a与轮廓图像b的相似程度越低。
24、更进一步地,所述判定模块在完成图像轮廓是否相似的判定后,进一步对判定结果进行统计,获取图像轮廓相似与图像轮廓不相似判定结果数量的比值。
25、更进一步地,所述评估模块运行阶段,同步获取判定模块中图像轮廓相似与图像轮廓不相似判定结果数量的比值,比值大于等于19∶1时,则评估结果为当前烘焙生产线上传输的蛋糕坯料为合格,反之,则评估结果为当前烘焙生产线上传输的蛋糕坯料为不合格。
26、采用本发明提供的技术方案,与已知的公有技术相比,具有如下有益效果:
27、本发明提供一种智能烘焙生产线控制系统,该系统在运行过程中,能够对烘焙生产线上传输的蛋糕坯料进行图像采集,并基于采集的蛋糕坯料图像数据对图像数据中蛋糕坯料的轮廓图像进行提取,进而以提取到的蛋糕坯料轮廓图像进行相似性比对,最终实现对蛋糕坯料的品质评估,以此规避蛋糕坯料的人工视觉检测环节,节约蛋糕坯料生产成本,提升蛋糕坯料生产效率及精度,为蛋糕坯料的生产带来质量控制。
1.一种智能烘焙生产线控制系统,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的一种智能烘焙生产线控制系统,其特征在于,所述捕捉模块(2)由若干组摄像头组成,若干组所述摄像头同步运行对烘焙生产线上传输的蛋糕坯料进行图像数据采集;
3.根据权利要求1所述的一种智能烘焙生产线控制系统,其特征在于,所述增强单元(22)中对组合处理得到的蛋糕坯料图像数据进行图像增强,即对蛋糕坯料群图像数据进行增强处理,所述图像数据的增强处理逻辑表示为:
4.根据权利要求3所述的一种智能烘焙生产线控制系统,其特征在于,所述暗适应函数vd及明适应函数vl表现形式为:
5.根据权利要求1所述的一种智能烘焙生产线控制系统,其特征在于,所述提取模块(3)运行阶段接收的蛋糕坯料图像数据,即完成图像增强的蛋糕坯料群图像数据,提取模块(3)中对蛋糕坯料图像数据执行的图像轮廓提取,即对蛋糕坯料群图像数据的前景中蛋糕坯料的轮廓图像的提取;
6.根据权利要求1所述的一种智能烘焙生产线控制系统,其特征在于,所述比对模块(4)中对图像轮廓进行相似性比对的操作,即对各蛋糕坯料轮廓图像进行相似性比对的操作,所述比对模块(4)下级设置有子模块,包括:
7.根据权利要求1所述的一种智能烘焙生产线控制系统,其特征在于,所述比对模块(4)中应用的轮廓图像相似性比对逻辑表示为:
8.根据权利要求6或7所述的一种智能烘焙生产线控制系统,其特征在于,所述判定模块(5)在完成图像轮廓是否相似的判定后,进一步对判定结果进行统计,获取图像轮廓相似与图像轮廓不相似判定结果数量的比值。
9.根据权利要求1所述的一种智能烘焙生产线控制系统,其特征在于,所述评估模块(6)运行阶段,同步获取判定模块(5)中图像轮廓相似与图像轮廓不相似判定结果数量的比值,比值大于等于19∶1时,则评估结果为当前烘焙生产线上传输的蛋糕坯料为合格,反之,则评估结果为当前烘焙生产线上传输的蛋糕坯料为不合格。
10.根据权利要求1所述的一种智能烘焙生产线控制系统,其特征在于,所述控制终端(1)通过局域网络交互连接有捕捉模块(2),所述捕捉模块(2)下级通过介质电性连接有组合单元(21)及增强单元(22),所述捕捉模块(2)通过局域网络交互连接有提取模块(3),所述提取模块(3)通过局域网络与增强单元(22)交互连接,所述提取模块(3)通过局域网络交互连接有比对模块(4),所述比对模块(4)下级通过介质电性连接有逻辑单元(41)及选择单元(42),所述比对模块(4)通过局域网络交互连接有判定模块(5)及评估模块(6)。
