基于轮廓提取技术的金枪鱼加工装置的制作方法

1.本发明涉及金枪鱼加工技术领域，具体涉及一种基于轮廓提取技术的金枪鱼加工装置。


背景技术：

2.金枪鱼，亦称“吞拿”，属于硬骨鱼纲,金枪鱼属鱼类的总称。鲭科，体纺锤形,长可达3米，青褐色，腹部银色、白色或黄色，头大而尖，齿细，尾柄细，背鳍两个,背鳍和臀鳍后方各具7~10小鳍，腹鳍间突两叶状，为大洋性中上层鱼，游泳迅速，可作远距离洄游，主食虾、小鱼和头足类。
3.由于金枪鱼肉中含有大量脂肪,在常温下保存会出现脂肪自溶及氧化现象，通常采用超低温将捕捞的金枪鱼短暂处理，并确保在回运、入库、配送及终端储藏各个环节，金枪鱼均处于-55℃深度冻藏状态。
4.由于金枪鱼整体尺寸较大，当需要对金枪鱼进行售卖时，通常将处于深度冻藏状态的金枪鱼进行切割，在保证金枪鱼肉质的同时，对金枪鱼进行分割处理。
5.在金枪鱼的传统加工方式中，通常采用人工对冻藏的金枪鱼进行切割作业，需要通过工人的经验确定鱼头的位置，并通过切割机手动进行鱼头的切割和鱼体的二分，在进行切割动作时，由于手工切割对人体安全有一定的威胁，切割的过程中采用人工不仅效率低，同时也加大了人力物力的消耗。
6.中国专利号cn11418744a公开了一种金枪鱼加工设备及其加工工艺，包括机架，机架设有工作台，机架设有两个轮盘，两个轮盘分别位于工作台上下两侧，两个轮盘之间连接有锯条，锯条呈环形，工作台开设有方孔，锯条从方孔内穿过，所述机架设有两个链轮，两个链轮之间连接有链条，链条沿其周向固设有若干推板，工作台开设有与推板适配的条形孔，处于链条上端部的推板经条形孔延伸至工作台上方，工作台滑动连接有两块限位板，两块限位板分别位于锯条两侧。
7.上述公开的这种金枪鱼加工设备通过工作人员将金枪鱼放置于限位板之间夹紧，并在锯条的作用下实现对金枪鱼的切割，而由于金枪鱼在冻藏后表面较硬，同时金枪鱼整体较为圆润，限位板难以实现对金枪鱼的有效夹持，同时工作人员需要校准金枪鱼的待切割鱼头与锯条之间的配合度，费时费力，影响整体效率的同时，存在安全隐患。


技术实现要素：

8.本发明是为了克服上述现有技术中的缺陷，提供一种自动化程度高，安全可靠的基于轮廓提取技术的金枪鱼加工装置。
9.为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：基于轮廓提取技术的金枪鱼加工装置，包括传送组件，所述传送组件上设有位于传送组件传送路径上的轮廓提取组件和自动加工组件；所述轮廓提取组件包括朝向传送组件设置的摄像头和用于接收摄像头拍摄数据的计算机，且计算机内设有用于处理拍摄数据的hed整体嵌套边缘检测算法；所述自
动加工组件内设有受计算机控制的铡刀式锯和锯条。
10.作为本发明的一种优选方案，所述传送组件包括机架和沿机架长度方向设置的传送带，机架内设有带动传送带传送的滚筒，滚筒上连接有带动滚筒转动的驱动电机。
11.作为本发明的一种优选方案，所述传送带两侧形成有固定连接于机架上的侧板，轮廓提取组件和自动加工组件分别固定连接于所对应的侧板上。
12.作为本发明的一种优选方案，所述传送组件上形成有放料位，传送带依次传送至放料位、轮廓提取组件和自动加工组件。
13.作为本发明的一种优选方案，所述轮廓提取组件包括用于架空摄像头设置的固定架，固定架内设有沿传送组件长度方向设置的滑轨，摄像头上设有带动摄像头在滑轨上滑动的电动杆。
14.作为本发明的一种优选方案，所述固定架内设有对应摄像头设置的光源。
15.作为本发明的一种优选方案，所述铡刀式锯和锯条均沿传送组件的宽度方向设置，且铡刀式锯设置于轮廓提取组件和锯条之间。
16.作为本发明的一种优选方案，所述自动加工组件还包括设置于侧板上的第一夹持机构和第二夹持机构，第一夹持机构设置于轮廓提取组件和铡刀式锯之间，第二夹持机构设置于铡刀式锯和锯条之间。
17.作为本发明的一种优选方案，所述侧板上设有带动第一夹持机构和第二夹持机构沿传送组件的宽度方向伸缩的驱动气缸，驱动气缸与计算机电性连接。
18.作为本发明的一种优选方案，所述第一夹持机构和第二夹持机构端部形成有用于夹持金枪鱼的弧形夹持件。
19.与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过在传送组件上设置轮廓提取组件和自动加工组件，在轮廓提取组件的作用下，通过hed整体嵌套边缘检测算法将采集到的目标金枪鱼图片进行处理，提取金枪鱼整体轮廓及确定鱼头位置，并结合自动加工组件，实现对金枪鱼的自动夹持和自动切割，安全可靠。
附图说明
20.图1是本发明的主视图；图2是本发明的结构示意图；图3是轮廓提取组件的局部放大图；图4是自动加工组件的结构示意图；附图标记：传送组件1，机架11，传送带12，滚筒13，侧板14，放料位15，轮廓提取组件2，摄像头21，固定架22，滑轨23，电动杆24，光源25，自动加工组件3，铡刀式锯31，锯条32，第一夹持机构33，第二夹持机构34，弧形夹持件35。
具体实施方式
21.下面结合附图对本发明实施例作详细说明。
22.如图1-图4所示，基于轮廓提取技术的金枪鱼加工装置，包括传送组件1，所述传送组件1上设有位于传送组件1传送路径上的轮廓提取组件2和自动加工组件3；所述轮廓提取组件2包括朝向传送组件1设置的摄像头21和用于接收摄像头21拍摄数据的计算机，且计算
机内设有用于处理拍摄数据的hed整体嵌套边缘检测算法；所述自动加工组件3内设有受计算机控制的铡刀式锯31和锯条32。
23.通过对比deepcontour、cob、hed、edgeconnect、ce2p等一系列基于神经网络的图像轮廓提取算法，相较于其他提取算法，hed(holistically-nested edge detection)通过将多个抽象度不同的特征图融合在一起，准确地提取了图像的轮廓，具有准确性高、实时性强、通用性强等优势，最终决定采用hed整体嵌套边缘检测算法作为轮廓提取模块的算法。
24.金枪鱼放置于传送组件1上，在传送组件1的作用下将金枪鱼依次经过轮廓提取组件2和自动加工组件3，在轮廓提取组件2的作用下对金枪鱼的轮廓进行识别，从而观察金枪鱼的头部位置，在确定金枪鱼的鱼头位置后，在自动加工组件3的铡刀式锯31作用下对实现金枪鱼的鱼体和鱼头分离。
25.传送组件1包括机架11和沿机架11长度方向设置的传送带12，机架11内设有带动传送带12传送的滚筒13，滚筒13上连接有带动滚筒13转动的驱动电机。
26.机架11用于支撑整体传送带12和滚筒13的位置，滚筒13转动连接于机架11上，且传送带12套接于相对应的滚筒13上，在滚筒13的转动作用下带动传送带12的传送，从而带动传送带12上的金枪鱼的同步传送。
27.传送带12两侧形成有固定连接于机架11上的侧板14，轮廓提取组件2和自动加工组件3分别固定连接于所对应的侧板14上，侧板14用于安装轮廓提取组件2和自动加工组件3，从而传送带12上的金枪鱼在传送带12的作用下依次经过安装轮廓提取组件2和自动加工组件3。
28.传送组件1上形成有放料位15，传送带12依次传送至放料位15、轮廓提取组件2和自动加工组件3，放料位15位于传送组件1一端，预先将金枪鱼平置式放置于传送组件1的放料位15上，且将金枪鱼的长度方向沿放料位15的传送方向设置，从而在传送带12的作用下使得金枪鱼依次经过安装轮廓提取组件2和自动加工组件3。
29.轮廓提取组件2包括用于架空摄像头21设置的固定架22，固定架22内设有沿传送组件1长度方向设置的滑轨23，摄像头21上设有带动摄像头21在滑轨23上滑动的电动杆24，固定架22同时与传动带12两侧的侧板14相连接，且摄像头21架空式安装于固定架22中部，能更好的对金枪鱼进行识别。
30.滑轨23设置于固定架22顶部，且固定架22两侧均设有沿传送组件1长度方向设置的滑轨23，电动杆24两端同时与固定架22两侧的滑轨23相连，摄像头21设置于电动杆24中部，电动杆24始终与滑轨23垂直设置，且电动杆24端部形成有主动轮，主动轮带动电动杆24在滑轨23上移动，从而当金枪鱼在传送带12的作用下移动至轮廓提取组件2内时，电动杆24带动摄像头21沿滑轨23长度方向移动，实现对目标金枪鱼进行多角度拍摄，获取目标金枪鱼三维图像并上传至计算机。
31.固定架22内设有对应摄像头21设置的光源25，固定架22两侧安装有便于观察金枪鱼情况的透明玻璃，透明玻璃上粘连有灯管组件，灯管组件朝向传送带12设置，在灯管组件的作用下实现对金枪鱼的照明，从而便于摄像头21对金枪鱼进行多角度拍摄。
32.铡刀式锯31和锯条32均沿传送组件1的宽度方向设置，且铡刀式锯31设置于轮廓提取组件2和锯条32之间，铡刀式锯31实现对金枪鱼的鱼体和鱼头分离，锯条32用于对鱼体的切割分段。
33.自动加工组件3还包括设置于侧板14上的第一夹持机构33和第二夹持机构34，第一夹持机构33设置于轮廓提取组件2和铡刀式锯31之间，第二夹持机构34设置于铡刀式锯31和锯条32之间。
34.第一夹持机构33和第二夹持机构34设置于铡刀式锯31的相对两侧，由于金枪鱼预先平置式放置于传送组件1的放料位15上，且将金枪鱼的长度方向沿放料位15的传送方向设置，无需调整金枪鱼的头部朝向，当金枪鱼的头部朝向与传送带12的传送方向相一致时，可通过第一夹持机构33实现对金枪鱼的夹持，并通过铡刀式锯31实现金枪鱼的鱼体和鱼头分离，而当金枪鱼的头部朝向与传送带12的传送方向相反时，可通过第二夹持机构34实现对金枪鱼的夹持，并通过铡刀式锯31实现金枪鱼的鱼体和鱼头分离。
35.侧板14上设有带动第一夹持机构33和第二夹持机构34沿传送组件1的宽度方向伸缩的驱动气缸，驱动气缸与计算机电性连接，在驱动气缸的作用下带动第一夹持机构33和第二夹持机构34的移动，从而实现对不同尺寸金枪鱼的夹持作业。
36.第一夹持机构33和第二夹持机构34端部形成有用于夹持金枪鱼的弧形夹持件35，弧形夹持件35尽可能的增大第一夹持机构33和第二夹持机构34与金枪鱼之间的接触面积，从而提高第一夹持机构33和第二夹持机构34在夹持金枪鱼过程中的夹持稳定性。
37.在实际使用过程中，首先通过传送组件1将金枪鱼运输至轮廓提取模块2处，此时金枪鱼平置始终处于平放状态。
38.通过摄像头21对金枪鱼进行拍摄(摄像头21可以通过滑轨23移动，从而可以获得不同位置的鱼头照片)，并将照片传送至计算机，通过hed整体嵌套边缘检测算法对鱼体轮廓进行提取和鱼头位置确定。
39.在传送组件1的作用下继续传送金枪鱼使其到达自动加工组件3，由于金枪鱼的鱼头位置在传送过程中始终保持不变，在计算机确定轮廓提取组件2与铡刀式锯31之间的距离和传送组件1的传送速度的作用下，可实现对金枪鱼的定时移动，确保金枪鱼的鱼头位于铡刀式锯31。
40.通过第一夹持机构33或第二夹持机构34对金枪鱼鱼体进行夹持固定，运用铡刀式锯31对鱼头进行切割，切下鱼头后，松开第一夹持机构33或第二夹持机构34，在传送组件1的作用下继续运输鱼体，到达锯条32前再次通过第二夹持机构34将鱼体固定，第二夹持机构34带动鱼体进行平行移动，实现鱼体二分，并在锯条32作用下实现对鱼体的切割成块。
41.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现；因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
42.尽管本文较多地使用了图中附图标记：传送组件1，机架11，传送带12，滚筒13，侧板14，放料位15，轮廓提取组件2，摄像头21，固定架22，滑轨23，电动杆24，光源25，自动加工组件3，铡刀式锯31，锯条32，第一夹持机构33，第二夹持机构34，弧形夹持件35等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

技术特征：
1.基于轮廓提取技术的金枪鱼加工装置，包括传送组件（1），其特征在于，所述传送组件（1）上设有位于传送组件（1）传送路径上的轮廓提取组件（2）和自动加工组件（3）；所述轮廓提取组件（2）包括朝向传送组件（1）设置的摄像头（21）和用于接收摄像头（21）拍摄数据的计算机，且计算机内设有用于处理拍摄数据的hed整体嵌套边缘检测算法；所述自动加工组件（3）内设有受计算机控制的铡刀式锯（31）和锯条（32）。2.根据权利要求1所述的基于轮廓提取技术的金枪鱼加工装置，其特征在于，所述传送组件（1）包括机架（11）和沿机架（11）长度方向设置的传送带（12），机架（11）内设有带动传送带（12）传送的滚筒（13），滚筒（13）上连接有带动滚筒（13）转动的驱动电机。3.根据权利要求2所述的基于轮廓提取技术的金枪鱼加工装置，其特征在于，所述传送带（12）两侧形成有固定连接于机架（11）上的侧板（14），轮廓提取组件（2）和自动加工组件（3）分别固定连接于所对应的侧板（14）上。4.根据权利要求2所述的基于轮廓提取技术的金枪鱼加工装置，其特征在于，所述传送组件（1）上形成有放料位（15），传送带（12）依次传送至放料位（15）、轮廓提取组件（2）和自动加工组件（3）。5.根据权利要求1所述的基于轮廓提取技术的金枪鱼加工装置，其特征在于，所述轮廓提取组件（2）包括用于架空摄像头（21）设置的固定架（22），固定架（22）内设有沿传送组件（1）长度方向设置的滑轨（23），摄像头（21）上设有带动摄像头（21）在滑轨（23）上滑动的电动杆（24）。6.根据权利要求5所述的基于轮廓提取技术的金枪鱼加工装置，其特征在于，所述固定架（22）内设有对应摄像头（21）设置的光源（25）。7.根据权利要求1所述的基于轮廓提取技术的金枪鱼加工装置，其特征在于，所述铡刀式锯（31）和锯条（32）均沿传送组件（1）的宽度方向设置，且铡刀式锯（31）设置于轮廓提取组件（2）和锯条（32）之间。8.根据权利要求2所述的基于轮廓提取技术的金枪鱼加工装置，其特征在于，所述自动加工组件（3）还包括设置于侧板（14）上的第一夹持机构（33）和第二夹持机构（34），第一夹持机构（33）设置于轮廓提取组件（2）和铡刀式锯（31）之间，第二夹持机构（34）设置于铡刀式锯（31）和锯条（32）之间。9.根据权利要求1所述的基于轮廓提取技术的金枪鱼加工装置，其特征在于，所述侧板（14）上设有带动第一夹持机构（33）和第二夹持机构（34）沿传送组件（1）的宽度方向伸缩的驱动气缸，驱动气缸与计算机电性连接。10.根据权利要求9所述的基于轮廓提取技术的金枪鱼加工装置，其特征在于，所述第一夹持机构（33）和第二夹持机构（34）端部形成有用于夹持金枪鱼的弧形夹持件（35）。

技术总结
基于轮廓提取技术的金枪鱼加工装置，包括传送组件，所述传送组件上设有位于传送组件传送路径上的轮廓提取组件和自动加工组件；所述轮廓提取组件包括朝向传送组件设置的摄像头和用于接收摄像头拍摄数据的计算机，且计算机内设有用于处理拍摄数据的HED整体嵌套边缘检测算法；所述自动加工组件内设有受计算机控制的铡刀式锯和锯条；与现有技术相比，通过在传送组件上设置轮廓提取组件和自动加工组件，在轮廓提取组件的作用下，通过HED整体嵌套边缘检测算法将采集到的目标金枪鱼图片进行处理，提取金枪鱼整体轮廓及确定鱼头位置，并结合自动加工组件，实现对金枪鱼的自动夹持和自动切割，安全可靠。安全可靠。安全可靠。


技术研发人员：姜雪 冯熙然 杨堃 仉欣慧 曾伟铭
受保护的技术使用者：舟山超波科技有限公司
技术研发日：2023.05.08
技术公布日：2023/8/4