作品名稱：基于深度學(xué)習(xí)的馬鈴薯外部缺陷智能分選機器人
學(xué)校名稱：山東理工大學(xué)
參賽隊伍：基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的馬鈴薯外部缺陷智能分選機器人
隊伍編號：204531
參賽學(xué)生：吳海濤 朱然輝 劉書瑋
指導(dǎo)老師：王相友
投票日期：2024年10月08日 00:00->2024年12月05日 15:00
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為了解決馬鈴薯分選工作時自動化程度低、勞動強度大、成本高等問題，設(shè)計了一種基于深度學(xué)習(xí)的馬鈴薯外部缺陷智能分選機器人。該裝置由輸送翻轉(zhuǎn)裝置、圖像采集裝置和剔除裝置組成，輸送翻轉(zhuǎn)裝置首先通過仿形滾輪與馬鈴薯表面產(chǎn)生的摩擦力使馬鈴薯翻轉(zhuǎn)，并帶動馬鈴薯單體調(diào)整為長軸與滾輪軸盤平行狀態(tài)，使馬鈴薯以相對穩(wěn)定的速度隨滾輪正向有序排列運動；圖像采集裝置采用改進yolov8n檢測算法，對馬鈴薯外部缺陷特征進行識別，將圖像處理結(jié)果發(fā)送給PLC；剔除裝置接收PLC的指令，控制氣缸待缺陷馬鈴薯到達指定位置時伸出杠桿，完成一次剔除動作。試驗結(jié)果表明：本裝置馬鈴薯外部缺陷識別準(zhǔn)確率為95.8%，缺陷馬鈴薯分選準(zhǔn)確率為97.2%，分選合格率為96.8%。研究結(jié)果可為其他類似農(nóng)產(chǎn)品分選裝置研發(fā)提供理論依據(jù)。
先進性：我國馬鈴薯種植面積廣，企業(yè)市場需求量大，馬鈴薯外部缺陷智能分選技術(shù)能提高馬鈴薯分選效率，可解決人工與簡單機械分選時勞動強度大、效率低、成本高等問題。從多個角度獲取外部缺陷信息，通過深度學(xué)習(xí)方式精確識別缺陷和剔除杠杠執(zhí)行自主剔除動作，可大大提升馬鈴薯分選精度，對馬鈴薯智能分選技術(shù)提供重要參考。
可行性：本產(chǎn)品用于馬鈴薯外部缺陷分選，適用于質(zhì)量在140～240g 的帶有外部缺陷或正常的中小型馬鈴薯，缺陷檢測結(jié)果符合國際馬鈴薯缺陷要求。檢測平臺采用深度學(xué)習(xí)的檢測方法識別馬鈴薯外部缺陷信息，識別剔除完成的馬鈴薯分選準(zhǔn)確率高達97.2%，可減少馬鈴薯的浪費。
創(chuàng)新性：利用仿形滾輪與馬鈴薯增大摩擦，馬鈴薯達到輸送翻轉(zhuǎn)，實現(xiàn)動態(tài)馬鈴薯檢測，采集馬鈴薯全面域特征圖像。采用剔除杠杠，利用連接在末端的氣缸控制執(zhí)行機構(gòu)對缺陷馬鈴薯完成剔除動作。剔除裝置可在線實時對被檢測的馬鈴薯進行分選，具有分選精度高的特點。利用機器視覺技術(shù)和PLC控制系統(tǒng)對馬鈴薯外部缺陷進行在線實時精確檢測，利用改進yolov8n檢測算法識別馬鈴薯外部缺陷特征。
