莲子具有丰富的营养成分和较高的药用价值,但莲芯味苦,食用前一般需要去除,因此鲜莲子去芯是莲子加工的一个重要环节。传统的手工去芯方式虽然去芯效果好,但是存在劳动强度大、生产效率低和操作不安全等问题。而现有的莲子去芯机械采用沿莲子短轴方向的外轮廓最大横截面进行定位,从外接圆的几何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。采用现有方法进行定位并去芯时,捅针刺入方向容易偏移莲芯轴线方向,导致去芯不彻底,且还容易造成莲仁损失大、莲芯破损严重等问题。本文基于这种现状和背景,引入机器视觉技术,研制了一种基于机器视觉的鲜莲子去芯机,自动识别最佳的鲜莲子去芯位置,并实现自动化去芯,这对于降低劳动强度,提高鲜莲子去芯效率和质量具有重要意义。具体研究主要包含以下内容:（1）对鲜莲子的物理特征进行了分析,测定了鲜莲子的几何尺寸。调研手工去芯经验和方法,经过去芯试验验证,确定了鲜莲子尾部凸点为最佳去芯位置。首次提出了一种基于机器视觉的鲜莲子去芯方法,通过搭建试验平台验证其可行性,确定了基于正交视图方向识别莲子尾部凸点的方案。（2）根据机器视觉总体方案及去芯作业过程中需要实现的功能和特点,提出两种鲜莲子去芯机设计方案,通过对比分析,最终确定卧式鲜莲子去芯机的方案。（3）基于莲子的几何特征,采用导正滚轮,设计制作了输送导正装置,实现莲子在向前输送过程中自动导正。设计了去芯机构,选择以滚珠丝杠为传动方式的直线线性模组实现对莲子凸点位置的定位,以气缸驱动去芯捅针完成去芯动作,提高了去芯精度。（4）设计了鲜莲子去芯机的机器视觉系统,采用基于卷积神经网络的鲜莲子朝向分类算法和角点检测算法相结合的方法识别莲子尾部凸点,开发了去芯位置定位算法,可以对鲜莲子去芯位置准确定位。设计了鲜莲子去芯机的控制系统,以PLC作为控制单元,编制了控制程序,设计了可视化人机操作界面。（5）对鲜莲子去芯机进行了反复调试和不断改进、试验。连续7小时试验结果表明:莲子尾部朝向识别成功率96.92%,凸点识别成功率98.56%,去芯成功率92.20%,破损率为2.83%。同手工去芯相比,去芯速度提高54.1%,同现有气动鲜莲子去芯机相比,莲仁的损伤率降低,去芯质量和去芯速度均有所提高。