阅读说明：本技术 一种基于机器视觉的鲜莲子去芯机 (Fresh lotus seed core removing machine based on machine vision ) 是由 丁为民 张万里 徐谐庆 于 2020-06-29 设计创作，主要内容包括：一种基于机器视觉的鲜莲子去芯机。涉及一种鲜莲子去芯设备。提出了一种基于机器视觉的鲜莲子去芯机,通过准确识别莲子尾部朝向及尾部凸点位置,控制去芯执行机构从莲子尾部方向及尾部凸点位置精准去芯。包括用于采集鲜莲子图像的机器视觉装置3,以及执行去芯操作的去芯执行机构4；所述机器视觉装置3包括分处于莲子的去芯工位的两侧的第一相机32和第二相机34；所述去芯执行机构4包括第一直线模组42、第二直线模组43和去芯捅针组件44,所述去芯捅针组件44水平设置,通过去芯捅针组件44的动作完成去芯操作。本发明视觉定位准确,对莲子品种、产地、大小一致性要求低,且具有成功率高、破损率低、运行可靠、维护方便等特点。(A machine vision-based fresh lotus seed core remover. Relates to a fresh lotus seed core removing device. The fresh lotus seed coring machine based on machine vision is provided, and the coring actuator is controlled to precisely core the lotus seed from the tail direction and the tail salient point position of the lotus seed by accurately identifying the tail direction and the tail salient point position of the lotus seed. Comprises a machine vision device 3 for collecting fresh lotus seed images and a coring actuating mechanism 4 for executing coring operation; the machine vision device 3 comprises a first camera 32 and a second camera 34 which are respectively positioned at two sides of a coring station of lotus seeds; the coring actuating mechanism 4 comprises a first linear module 42, a second linear module 43 and a coring poking needle assembly 44, wherein the coring poking needle assembly 44 is horizontally arranged, and the coring operation is completed through the action of the coring poking needle assembly 44. The invention has accurate visual positioning, low requirements on the variety, production area and size consistency of the lotus seeds, and has the characteristics of high success rate, low damage rate, reliable operation, convenient maintenance and the like.)

一种基于机器视觉的鲜莲子去芯机

技术领域

本发明涉及一种鲜莲子去芯设备，特别是是涉及一种基于机器视觉的鲜莲子去芯机。

背景技术

莲子在我国南北各省皆有分布，主要分布于华东、华中、华南水域，如湖南、湖北、江西、江苏等。莲子具有极高的营养价值和药用价值，但莲芯较苦，食用前一般需要去除。目前莲子通芯环节主要仍由人工以简单工具或采用较为落后的小型机械加工为主。

现有莲子去芯设备采用沿莲子长轴方向的外轮廓最大横截面进行定位，从外接圆的中心位置刺入捅针进行去芯。但由于莲子的外形尺寸不一，截面圆度较不均匀，且鲜莲子几何轴线与莲芯轴线的同轴度误差较大，最大可达2mm左右。采用现有方法进行去芯时，捅针或钻头刺入方向容易偏移莲芯长轴的轴线方向，导致莲仁易损伤、去芯不彻底、莲芯破损严重等问题。

在现有技术中，对于鲜链子的去芯设备大多与国家局于2019年7月23日公布的一份名为“气动自适应鲜莲子去心机”、申请号为“201910301627.3”的中国发明专利申请相类似，该案中通过色标传感器获取莲子摆正以后的头尾信息，并将信息传送给PLC控制器，以决定哪一组自适应去心机构执行去心动作；但其仍未解决自沿莲子长轴方向进行去芯操作，容易出现因刺入方向偏移莲芯长轴的轴线方向，从而导致去芯不彻底、莲仁莲芯破损等问题。同时，通过色标传感器识别头尾的方式对莲子头部颜色的要求高，不适应不同产地、不同生长期的头部颜色相差较大的莲子。

此外，该案中还提到了通过摩擦带带动包胶滚子旋转，使位于两相邻包胶滚子之间的莲子快速滚动，实现姿态调整；然而，由于莲子的外形接近椭圆形，若采用该案图7所示的包胶滚子，将使得莲子与包胶滚子之间存在最佳相切面，从而导致莲子的长轴轴线偏离预定位置，与预定位置呈一定的夹角，最终即给后续的去芯作业的准确性以及去芯效果带来极大的影响。

发明内容

本发明针对以上问题，提出了一种基于机器视觉的鲜莲子去芯机，通过准确识别莲子尾部朝向及尾部凸点位置，控制去芯执行机构从莲子尾部方向及尾部凸点位置精准去芯。解决了去芯位置定位难的问题，具有自动化程度高、去芯成功率高，对莲子大小一致性要求较低，对不同产地的莲子适用性较好，能保证去芯后莲仁和莲芯的完整性、损伤率低等特点。

本发明的技术方案为：包括用于采集鲜莲子图像的机器视觉装置3，以及执行去芯操作的去芯执行机构4；

所述机器视觉装置3包括分处于莲子的去芯工位的两侧的第一相机32和第二相机34，通过第一相机32和第二相机34采集处于去芯工位中莲子的图像；

所述去芯执行机构4包括第一直线模组42、第二直线模组43和去芯捅针组件44，所述去芯捅针组件44水平设置，通过第一直线模组42以及第二直线模组43驱动所述去芯捅针组件44平移，并通过去芯捅针组件44的动作完成去芯操作。

所述鲜莲子去芯机还包括图像处理模块和控制系统；

所述图像处理模块根据机器视觉装置3采集的图像识别莲子尾部朝向及莲子尾部凸点位置，并在计算出莲子尾部凸点的空间坐标后，发送至控制系统；

所述控制系统根据莲子尾部凸点的空间坐标控制第一直线模组42以及第二直线模组43，使得去芯捅针组件44中的去芯捅针平移至与莲子尾部凸点同轴心的位置，再根据莲子尾部朝向控制对应的去芯捅针完成对莲子的去芯操作。

所述机器视觉装置3还包括朝向去芯工位设置的光源33。

所述第一相机32以及第二相机34分别固定连接在机架上、且二者均朝向去芯工位设置，所述第一相机32平行于Y轴设置，所述第二相机34平行于X轴设置。

所述第一直线模组42和第二直线模组43均为直线驱动机构、且二者均具有固定部和活动部；

所述第一直线模组42的固定部固定连接在机架上，所述第二直线模组43的固定部固定连接在第一直线模组42的活动部上，所述去芯捅针组件44固定连接在第二直线模组43的活动部上；

所述第一直线模组42平行于Y轴设置，从而驱动第二直线模组43以及去芯捅针组件44沿Y轴平移；所述第二直线模组43平行于X轴设置，从而驱动去芯捅针组件44沿X轴平移。

所述去芯捅针组件44包括捅针支架441以及固定在其上的第一去芯气缸442、第二去芯气缸445，所述捅针支架441呈C字形，所述第一去芯气缸442和第二去芯气缸445分别固定连接在捅针支架441的C字形开口的两侧，所述第一去芯气缸442和第二去芯气缸445均平行于Z轴设置；

所述第一去芯气缸442上固定连接有第一捅针443，所述第二去芯气缸445上固定连接有第二捅针444，所述第一捅针443和第二捅针444均处于捅针支架441的C字形开口之内、且二者同轴心。

所述鲜莲子去芯机还包括输送导正装置2，所述输送导正装置2包括主动电机21、主动链轮22、输送导正链23、从动链轮24、阻尼支撑板25、光电传感器26、压料装置27、分选落料喷嘴281、分选落料管道282、落料管道283、加工莲子收集盒291和未加工莲子收集盒292；

所述输送导正链23包括若干导正滚轮231、若干对滚轮安装片232和一对滚子链条233；

一对所述滚子链条233均绕过所述主动链轮22和从动链轮24，所述主动链轮22与主动电机21联动， 使得一对所述滚子链条233在主动电机21的带动下同步运转；若干所述导正滚轮231均平行于Z轴设置、且所述导正滚轮231的两端分别通过一对滚轮安装片232与一对所述滚子链条233铰接，使得导正滚轮231可绕自身轴心自由旋转；所述导正滚轮231的中部开设有环形凹槽，使得相邻环形凹槽之间形成用于容置莲子的容置空间；

所述阻尼支撑板25伸入主动链轮22和从动链轮24之间、且与位于主动链轮22和从动链轮24之上的导正滚轮231相接触，使得导正滚轮231经过阻尼支撑板25时，在其与阻尼支撑板25之间摩擦力影响下被动旋转；

所述光电传感器26固定连接在输送导正链23的一侧、且处于去芯执行机构4之前，用于检测是否有莲子准备进入去芯工位；

所述压料装置27包括压料杆271和压料气缸272，所述压料杆271处于去芯工位的正上方、且在压料气缸272的驱动下做往复升降运动。

所述落料管道283的顶口设于输送导正链23运送莲子的末端的下方，所述落料管道283的底口连通加工莲子收集盒291，从而收集执行去芯操作的莲子；使得去芯后的莲子继续向前输送直至自由下落至设置于输送导正链下方的落料管道283的顶口，经过落料管道283进入加工莲子收集盒291中，完成落料收集；

所述分选落料喷嘴281和分选落料管道282分设在输送导正链23的两侧、且处于去芯工位的下一个工位的的两侧，通过分选落料喷嘴281将未去芯的莲子吹送至分选落料管道282中，所述分选落料管道282与未加工莲子收集盒292连通，从而收集未执行去芯操作的莲子。

所述鲜莲子去芯机还包括送料装置1，所述送料装置1包括主料斗11、输送通道12、直振电机13、导流弹片14、送料气缸15和辅料斗16；

所述辅料斗16固定连接在输送导正链23的上方、且处于阻尼支撑板25远离去芯执行机构4一侧；所述输送通道12通过直振电机13连接在辅料斗16的上方、且输送通道12的出口处于辅料斗16的正上方；所述主料斗11固定连接在输送通道12远离辅料斗16的一侧、且主料斗11的出口处于输送通道12的正上方；

所述导流弹片14呈弧形、且沿输送通道的长度方向设置于输送通道12的中部，所述导流弹片由弹性材料制成；

所述输送通道1的侧壁上开设有用于容置单颗莲子的出口，所述送料气缸15固定连接在输送通道12上、且送料气缸15的活塞杆伸入所述输送通道12的出口中，通过活塞杆的往复运动打开或关闭输送通道12的出口。

所述图像处理模块首先对两个相机采集的图像进行预处理；因导正后的莲子在去芯工位的位置相对固定，且至少有一个相机可以拍到莲子的头部深色区域，因此可以通过莲子头尾的灰度特征识别莲子尾部朝向；再对莲子尾部区域图像进行进一步预处理后以凸显莲子尾部凸点，采用角点检测算法识别尾部凸点坐标位置；再根据坐标换算计算出莲子尾部凸点的空间坐标；最后将莲子尾部朝向及尾部凸点坐标信息发送至控制系统。

所述图像预处理主要包括对图像进行裁剪，对图像进行二值化处理，以及对图像进行形态学处理；

所述莲子头尾的灰度特征指莲子外部深色区域为头部、浅色区域为尾部，即莲子尾部图像的灰度值低于头部图像的灰度值；

所述第一相机或第二相机中至少会有一个可以采集到莲子的头部深色区域特征图像，且莲子位置相对固定，则通过对比灰度值的差异识别莲子的尾部朝向；所述角点检测算法指莲子尾部凸点向外凸出，在尾部区域的图像中有明显角点，则通过角点检测算法识别尾部凸点坐标位置。

本发明为克服现有技术的缺陷，通过观察莲子的物理特征和实际的生产过程发现，莲芯和莲肉的生长结合处会在莲子的尾部形成一个凸点，从莲子尾部凸点位置去芯，去芯效果最好，如果想提高去芯的质量和效率，就要从莲子尾部凸点位置通芯，因此，凸点位置的定位成为难题。

为此，本发明引入机器视觉识别系统，对鲜莲子的图像进行实时采集处理，实时识别莲子尾部朝向及凸点位置坐标，控制去芯执行机构准确从莲子尾部凸点位置去芯，提升了鲜莲子去芯的成功率，降低了莲仁和莲芯的损伤率。

本发明取得的有益效果是：采用机器视觉装置在线采集去芯工位莲子的图像，通过图像处理模块识别莲子尾部朝向及尾部凸点坐标位置，将尾部朝向及尾部凸点坐标信息实时传输到控制系统，控制系统实时控制去芯执行机构上相应直线模组运动，准确定位尾部凸点位置，然后驱动相应方向的捅针和喷嘴动作，准确完成去芯操作；对于未成功识别莲子尾部朝向信息及凸点坐标位置的莲子不进行去芯操作，通过分选装置进行分离；控制系统能够根据光电传感器检测到的物料信号对系统进行有效控制，缺料时不进行图像识别及去芯操作。本发明视觉定位准确，对莲子品种、产地、大小一致性要求低，且具有成功率高、破损率低、运行可靠、维护方便等特点。

附图说明

图1是本案的结构示意图，

图2是本案中送料装置的结构示意图，

图3是本案中输送导正装置的结构示意图，

图4是本案中输送导正装置的俯视图，

图5是图4的A-A向剖视图，

图6是本案中去芯执行机构的结构示意图，

图7是本案中去芯执行机构的俯视图，

图8是图7是B-B向剖视图，

图9是图7是C-C向剖视图，

图10 是本案中坐标系的示意图，

图11是本案整体的工作流程图，

图12是本案中图像处理的工作流程图；

图中1是送料装置，11是主料斗，12是输送通道，13是直振电机，14是导流弹片，15是送料气缸，16是辅料斗；

2是输送导正装置，21是动电机，22是主动链轮，23是输送导正链，24是从动链轮，25是阻尼支撑板，26是光电传感器，27是压料装置，271是压料杆，272是压料气缸；281是分选落料喷嘴，282是分选落料管道，283是落料管道，291是加工莲子收集盒，292是未加工莲子收集盒；

3是机器视觉装置，31是第一相机支架，32是第一相机，33是光源，34是第二相机，35是第二相机支架；

4是去芯执行机构，41是去芯执行机构支架；

42是第一直线模组，421是第一电机，422是第一丝杠，423是第一限位开关，424是第一丝母，425是第一滑块，426是第一固定座；

43是第二直线模组，431是第二电机，432是第二丝杠，433是第二限位开关，434是第二丝母，435是第二滑块，436是第二固定座；

44是去芯捅针组件，441是捅针支架，442是第一去芯气缸，443是第一捅针，444是第二捅针，445是第二去芯气缸；

5是机架。

具体实施方式

为能清楚说明本专利的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本专利进行详细阐述。

本发明如图1-12所示，包括用于采集鲜莲子图像的机器视觉装置3，以及执行去芯操作的去芯执行机构4；

所述机器视觉装置3包括分处于莲子的去芯工位的两侧的第一相机32和第二相机34，通过第一相机32和第二相机34采集处于去芯工位中莲子的图像；当链子运送到去芯工位时，会进行短暂停留，以便于图像处理，以及去芯操作；

所述去芯执行机构4包括第一直线模组42、第二直线模组43和去芯捅针组件44，所述去芯捅针组件44水平设置，通过第一直线模组42以及第二直线模组43驱动所述去芯捅针组件44平移，并通过去芯捅针组件44的动作完成去芯操作。

所述鲜莲子去芯机还包括图像处理模块和控制系统；

所述图像处理模块根据机器视觉装置3采集的图像识别莲子尾部朝向及莲子尾部凸点位置，并在计算出莲子尾部凸点的空间坐标后，发送至控制系统；

所述控制系统根据莲子尾部凸点的空间坐标控制第一直线模组42以及第二直线模组43，使得去芯捅针组件44中的去芯捅针平移至与莲子尾部凸点同轴心的位置，再根据莲子尾部朝向控制对应的去芯捅针（即靠近莲子尾部凸点的去芯捅针）完成对莲子的去芯操作。

所述机器视觉装置3还包括朝向去芯工位设置的光源33。从而有效提升去芯工位所在位置的亮度，便于第一相机32和第二相机34采集图像。

图1、10所示，所述第一相机32以及第二相机34分别固定连接在机架上、且二者均朝向去芯工位设置，所述第一相机32平行于Y轴设置，所述第二相机34平行于X轴设置。

所述第一相机32通过第一相机支架31固定连接在机架5上，所述第二相机34通过第二相机支架35固定连接在机架上，第一相机32和第二相机34对称的设置于去芯工位的两侧、且二者的中轴线正交。

如图6-10所示，所述第一直线模组42和第二直线模组43均为直线驱动机构、且二者均具有固定部和活动部；

所述第一直线模组42的固定部通过去芯执行机构支架41固定连接在机架上，所述第二直线模组43的固定部固定连接在第一直线模组42的活动部上，所述去芯捅针组件44固定连接在第二直线模组43的活动部上；

所述第一直线模组42平行于Y轴设置，从而驱动第二直线模组43以及去芯捅针组件44沿Y轴平移；所述第二直线模组43平行于X轴设置，从而驱动去芯捅针组件44沿X轴平移。

如图7-9所示，所述第一直线模组42包括第一电机421、第一丝杠422、第一限位开关423、第一丝母424、第一滑块425和第一固定座426，第一滑块425即为第一直线模组42的活动部，所述第一固定座426通过去芯执行机构支架41固定连接在机架上，所述第一电机421固定连接在第一固定座426上，所述第一丝杠422的两端铰接所述第一固定座426、且与第一电机421联动，所述第一丝杠422平行于Y轴设置，所述第一滑块425沿Y向可滑动的连接在第一固定座426上，所述第一丝母424与第一滑块425固定相连、且第一丝母424套接所述第一丝杠422，所述第一丝母424与第一丝杠422螺纹连接。

所述第一限位开关423固定连接在第一固定座426上、且用于限制第一滑块425的最大移动距离。

如图7-9所示，所述第二直线模组43包括第二电机431、第二丝杠432、第二限位开关433、第二丝母434、第二滑块435和第二固定座436，第二滑块435即为第二直线模组43的活动部，所述第二固定座436固定连接在第一滑块425上，所述第二电机431固定连接在第二固定座436上，所述第二丝杠432的两端铰接所述第二固定座436、且与第二电机431联动，所述第二丝杠432平行于X轴设置，所述第二滑块435沿X向可滑动的连接在第二固定座436上，所述第二丝母434与第二滑块435固定相连、且第二丝母434套接所述第二丝杠432，所述第二丝母434与第二丝杠432螺纹连接。

所述第二限位开关433固定连接在第二固定座436上、且用于限制第二滑块435的最大移动距离。

这样，由第一电机421驱动第一直线模组42中的第一滑块425沿Y向平移，由第二电机431驱动第二直线模组43中的第二滑块435沿X向平移，根据图像处理模块发送的尾部凸点位置坐标将去芯捅针组件44平移相应距离；并在运动过程中，通过第一限位开关423、第二限位开关433限制最大的安全移动距离。

如图6、10所示，所述去芯捅针组件44包括捅针支架441以及固定在其上的第一去芯气缸442、第二去芯气缸445，所述捅针支架固定连接在第二直线模组43中的第二滑块435上，所述捅针支架441呈C字形，所述第一去芯气缸442和第二去芯气缸445分别固定连接在捅针支架441的C字形开口的两侧，所述第一去芯气缸442和第二去芯气缸445均平行于Z轴设置；

所述第一去芯气缸442上固定连接有第一捅针443，所述第二去芯气缸445上固定连接有第二捅针444，所述第一捅针443和第二捅针444均处于捅针支架441的C字形开口之内、且二者同轴心。

所述第一捅针443和第二捅针444上均连接有去芯喷嘴，从而根据控制系统发出的尾部朝向信号，控制相应方向的去芯气缸工作，即靠近莲子尾部凸点的去芯气缸，驱动捅针沿Z向直线运动，自凸点所在位置沿Z向捅入莲子将莲心捅出，然后可通过捅针上设置的喷嘴开始吹气去除已捅出的莲芯，完成去芯作业。

如图10所示，本发明所建立的坐标系的X轴平行于第二相机34轴线，Y轴平行与第一相机32轴线，X轴和Y轴交于原点O，Z轴垂直于XOY平面。通过图像处理模块计算，第一相机32可以得到莲子尾部凸点的图像坐标（x,z），第二相机34可以得到莲子尾部凸点的图像坐标（y，z），通过坐标转换可以得到莲子尾部凸点的空间坐标（X,Y,Z）。但因莲子位置相对固定，去芯捅针的运动可以为定制，用去芯气缸驱动，因此不需要Z轴坐标，仅需要（X,Y）坐标即可指导去芯执行机构进行凸点定位，然后根据尾部凸点朝向信息驱动相应方向的去芯捅针动作完成去芯操作。

如图3-5所示，所述鲜莲子去芯机还包括输送导正装置2，所述输送导正装置2包括提供驱动力的主动电机21、主动链轮22、输送导正链23、从动链轮24、阻尼支撑板25、光电传感器26、压料装置27、分选落料喷嘴281、分选落料管道282、落料管道283、加工莲子收集盒291和未加工莲子收集盒292；

所述输送导正链23包括若干导正滚轮231、若干对滚轮安装片232和一对滚子链条233；

一对所述滚子链条233均绕过所述主动链轮22和从动链轮24，所述主动链轮22与主动电机21联动， 使得一对所述滚子链条233在主动电机21的带动下同步运转；若干所述导正滚轮231均平行于Z轴设置、且所述导正滚轮231的两端分别通过一对滚轮安装片232与一对所述滚子链条233铰接，使得导正滚轮231可绕自身轴心自由旋转；所述导正滚轮231的中部开设有环形凹槽，使得相邻环形凹槽之间形成用于容置莲子的容置空间；这样，有别于现有技术中截面呈弧形或是锥面状的容置空间，本案中环形凹槽的槽底呈平面状、且环形凹槽的槽底与其两侧壁保持垂直，通过点接触的形式避免了因面接触带来的莲子与容置空间形成最佳相切面的问题，从而使得莲子在经过后续的导正后，其长轴的轴心以及莲心的轴心均可平行于Z轴，避免了莲子长轴的轴心出现倾斜、偏转的问题；

所述阻尼支撑板25伸入主动链轮22和从动链轮24之间、且与位于主动链轮22和从动链轮24之上的导正滚轮231相接触，使得导正滚轮231经过阻尼支撑板25时，在其与阻尼支撑板25之间摩擦力影响下被动旋转；这样，在承载有莲子的导正滚轮经过阻尼支撑板时，通过绕其轴心的被动旋转，边旋转边导正莲子，使得莲子长轴的轴心以及莲心的轴心均可平行于Z轴；

所述光电传感器26固定连接在输送导正链23的一侧、且处于去芯执行机构4之前，用于检测是否有莲子准备进入去芯工位；

所述压料装置27包括压料杆271和压料气缸272，所述压料杆271处于去芯工位的正上方、且在压料气缸272的驱动下做往复升降运动。所述压料杆271伸入捅针支架441的C字形开口之内，当压料杆271下行时，可压住其下方容置空间中的莲子，使得莲子的暂时停留在该位置上，该位置也可称为去芯工位。当莲子进入去芯工位时，压料杆下行压住莲子，以便于后续的机器视觉装置3采集鲜莲子图像以及去芯执行机构4执行去芯操作；

所述落料管道283的顶口设于输送导正链23运送莲子的末端的下方，所述落料管道283的底口连通加工莲子收集盒291，从而收集执行去芯操作的莲子；使得去芯后的莲子继续向前输送直至自由下落至设置于输送导正链下方的落料管道283的顶口，经过落料管道283进入加工莲子收集盒291中，完成落料收集；

所述分选落料喷嘴281和分选落料管道282分设在输送导正链23的两侧、且处于去芯工位的下一个工位的的两侧，通过分选落料喷嘴281将未去芯的莲子吹送至分选落料管道282中，所述分选落料管道282与未加工莲子收集盒292连通，从而收集未执行去芯操作的莲子。从而对于步骤S5，当两个相机图像的朝向信号不一致时，未执行后续步骤S6-S9的，即未去芯的莲子，进行分选。

如图1-2所示，所述鲜莲子去芯机还包括送料装置1，所述送料装置1包括主料斗11、输送通道12、直振电机13、导流弹片14、送料气缸15和辅料斗16；

所述辅料斗16固定连接在输送导正链23的上方、且处于阻尼支撑板25远离去芯执行机构4一侧；所述输送通道12通过直振电机13连接在辅料斗16的上方、且输送通道12的出口处于辅料斗16的正上方；所述主料斗11固定连接在输送通道12远离辅料斗16的一侧、且主料斗11的出口处于输送通道12的正上方；使得莲子可在进入主料斗之后，自其出口进入输送通道中，并最终经过辅料斗落在输送导正链23上；

所述导流弹片14呈弧形、且沿输送通道的长度方向设置于输送通道12的中部，所述导流弹片由弹性材料制成；从而保证莲子送料过程流畅不卡料；

所述输送通道1的侧壁上开设有用于容置单颗莲子的出口，所述送料气缸15固定连接在输送通道12上、且送料气缸15的活塞杆伸入所述输送通道12的出口中，通过活塞杆的往复运动打开或关闭输送通道12的出口。实际使用时，可控制送料气缸运动周期和输送导正装置运行周期保持一致，从而使得莲子逐个下落至容置空间中，保证送料的稳定性。

如图11-12所示，所述图像处理模块首先对两个相机采集的图像进行预处理；因导正后的莲子在去芯工位的位置相对固定，且至少有一个相机可以拍到莲子的头部深色区域，因此可以通过莲子头尾的灰度特征识别莲子尾部朝向；再对莲子尾部区域图像进行进一步预处理后以凸显莲子尾部凸点，采用角点检测算法识别尾部凸点坐标位置；再根据坐标换算计算出莲子尾部凸点的空间坐标；最后将莲子尾部朝向及尾部凸点坐标信息发送至控制系统。

所述图像预处理主要包括对图像进行裁剪以提高处理速度，对图像进行二值化处理以凸显莲子尾部凸点，以及对图像进行形态学处理以消除图像噪声；

所述莲子头尾的灰度特征主要是指莲子外部深色区域为头部、浅色区域为尾部，即莲子尾部图像的灰度值低于头部图像的灰度值；

所述第一相机或第二相机中至少会有一个可以采集到莲子的头部深色区域特征图像，且莲子位置相对固定，则通过对比灰度值的差异识别莲子的尾部朝向；所述角点检测算法主要是指莲子尾部凸点向外凸出，在尾部区域的图像中有明显角点，则通过角点检测算法识别尾部凸点坐标位置。

本发明的工作过程具体为：

S1、莲子上料：将剥壳去皮后的莲子导入主料斗11，由上料装置1完成莲子上料，使得莲子逐个进入输送导正链；

S2、莲子输送导正：经输送导正装置2将莲子向前输送，并在经过阻尼支撑板上方时，导正滚轮受摩擦力作用自转，对莲子进行导正；

S3、来料检测：通过光电传感器26对导正后的莲子进行来料检测，判断是否有莲子通过；当有莲子通过时，将信号发送至控制系统；反之，则继续检测；连续加工时，可保持光电传感器持续工作，保持对所经过莲子的检测；

S4、压杆下压：延迟5个工位控制压杆气缸272带动压杆271下压，使得莲子停留在去芯工位；

S5、图像处理：触发第一相机32、第二相机34进行图像采集，图像处理模块并行对图像进行处理，首先对图像进行分割，然后进行灰度特征对比辨别尾部朝向，当两个相机图像的朝向信号不一致时，不执行后续操作，等待下一次相机触发信号；当朝向信号一致时，取两图像的尾部区域图像，对图像进行二值化操作，再进行腐蚀膨胀形态学运算消除图像噪声，然后进行角点检测识别尾部凸点；得出第一相机的图像中凸点坐标为(x,z)，第二相机的图像中凸点坐标为(y,z)，因仅需要凸点空间坐标的（X,Y）坐标即可指导去芯执行机构4进行凸点定位，Z轴的运动为定值，因此取图像中的x坐标和y坐标，经过坐标转换可以得到XOY平面的尾部坐标(X,Y)，按照Modbus通信协议将数据传输到控制系统；

S6、去芯机构运动：控制系统控制去芯执行机构4中的第一电机、第二电机动作；

S7、凸点定位：待去芯执行机构4中的捅针运动到相应位置时，即第一捅针、第二捅针与莲子尾部凸点同轴时，完成凸点定位；

S8、尾部方向捅针运动：控制相应方向的去芯气缸带动去芯捅针伸出，即控制靠近莲子尾部凸点的去芯气缸一或是去芯气缸二工作，使得第一捅针或第二捅针从莲子尾部凸点位置刺入；

S9、吹气去除莲心：开启刺入莲子的第一捅针或第二捅针上的喷嘴，使其吹气去除莲芯，捅针收回，去芯操作完成；

S10、落料：去芯后的莲子继续向前输送直至自由下落至设置于输送导正链下方的落料管道顶口，经过落料管道283落入加工莲子收集盒291中，完成落料收集；对于步骤S5，当两个相机图像的朝向信号不一致时，未执行后续步骤S6-S9的，即未去芯的莲子，则在输送导正链继续向前运动，使得莲子前进一个工位后，由设置在输送导正链一侧的分选落料喷嘴281将其吹入分选落料管道282，落入未加工莲子收集盒292中完成分选。

本发明具体实施途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。