專利名稱：克服尺寸和姿態(tài)影響的水果內(nèi)部品質(zhì)信息采集方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水果內(nèi)部品質(zhì)檢測的信息采集方法及裝置，尤其是涉及一種克服尺寸和姿態(tài)影響的水果內(nèi)部品質(zhì)信息采集方法及裝置。
背景技術(shù)：
分級是農(nóng)產(chǎn)品采后商品化處理的重要手段之一，對增強農(nóng)產(chǎn)品商品市場競爭力， 提高經(jīng)濟效益的具有重要意義。
品質(zhì)指標檢測是分級的基礎(chǔ)。在農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)指標檢測方面，機器視覺技術(shù)已應(yīng)用于外部品質(zhì)的檢測農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)指標。而近紅外光譜技術(shù)在內(nèi)部品質(zhì)指標的檢測上也得到了應(yīng)用。
利用水果光譜特征檢測水果內(nèi)部品質(zhì)指標方法可分為反射法和透射法。
反射法檢測時由檢測裝置向檢測水果發(fā)射檢測光線，檢測裝置在同側(cè)檢測反射光線，通過分析得到水果內(nèi)部品質(zhì)信息。
透射法檢測時由檢測裝置向檢測水果發(fā)射檢測光線，檢測裝置在另一側(cè)檢測透射光線，通過分析得到水果內(nèi)部品質(zhì)信息。
這些方法一般采用編碼器、光電開關(guān)等裝置觸發(fā)采集水果的光譜信息，當檢測對象尺寸變化較大時，這類方法不能保證檢測部位和檢測光線方向的一致性，從而引入誤差。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種克服尺寸和姿態(tài)影響的水果內(nèi)部品質(zhì)信息采集方法及裝置，采用機器視覺方法分析檢測對象的大小、姿態(tài)和形心位置，控制相應(yīng)的執(zhí)行機構(gòu)適應(yīng)檢測對象，保證檢測部位和檢測光線方向的一致性。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是
一、一種用于水果內(nèi)部品質(zhì)檢測的信號采集裝置
本發(fā)明包括計算機，多個裝有檢測對象的托盤，攝像機，升降電移臺，旋轉(zhuǎn)電移臺， 升降電移臺控制器，升降旋轉(zhuǎn)電移臺控制器，檢測光源與檢測器，編碼器，主動輪，對照式光電開關(guān)，皮帶和被動輪；皮帶環(huán)繞在主動輪和被動輪上，編碼器與主動輪相連，對照式光電開關(guān)安裝在皮帶兩側(cè)，升降電移臺和檢測光源與檢測器懸掛在皮帶上方；多個圓桶形的托盤分別放置在皮帶上，檢測對象放置在托盤上；攝像機通過電纜分別與對照式光電開關(guān)和計算機相連，升降電移臺和旋轉(zhuǎn)電移臺分別通過升降電移臺控制器和旋轉(zhuǎn)電移臺控制器與計算機相連，編碼器連接在計算機上；旋轉(zhuǎn)電移臺安裝在升降電移臺下方，檢測光源與檢測器安裝在旋轉(zhuǎn)電移臺旋轉(zhuǎn)軸上，檢測光源與檢測器連接在計算機上。
二、一種用于水果內(nèi)部品質(zhì)檢測的信號采集方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主動輪在外部動力帶動下沿順時針方向旋轉(zhuǎn)，帶動編碼器運轉(zhuǎn)，并通過皮帶帶動被動輪一起旋轉(zhuǎn)，放置在皮帶上的托盤帶動檢測對象一起向右運動；當放有檢測對象的托盤到達對照式光電開關(guān)所在的位置時，對照式光電開關(guān)產(chǎn)生觸發(fā)脈沖，觸發(fā)攝像機拍攝圖像，攝像機將拍攝的圖像輸入計算機，計算機通過圖像處理后，控制升降電移臺和旋轉(zhuǎn)電移臺以控制檢測光源與檢測器的姿態(tài)，完成檢測對象的光譜采集。
所述的計算機進行圖像處理后控制升降電移臺和旋轉(zhuǎn)電移臺的姿態(tài)的方法如下
以旋轉(zhuǎn)電移臺的旋轉(zhuǎn)中心為原點、以皮帶運動方向為X軸建立直角坐標系Χ0Υ，其長度單位按攝像機的分辨率設(shè)置；
設(shè)編碼器的脈沖間隔對應(yīng)皮帶移動間距為S ；
記錄檢測光源與檢測器初始中心高度Hdci和檢測光源與檢測器軸線L與X軸初始夾角為
記錄攝像機的中心位置為(xc，yc)；
對攝像機拍攝的圖像經(jīng)二值分割、濾波和邊緣檢測后，得到檢測對象⑷的邊界， 對邊界點采用最小外接矩形法方法計算橫徑和縱徑，并在得到最小外接矩形時，記下旋轉(zhuǎn)角度；具體方法如下
定義自定義結(jié)構(gòu)，用于存貯邊界數(shù)據(jù)
權(quán)利要求
1.一種克服尺寸和姿態(tài)影響的水果內(nèi)部品質(zhì)信息采集裝置，其特征在于包括計算機 (1)，多個裝有檢測對象⑷的托盤0)，攝像機(3)，升降電移臺(5)，旋轉(zhuǎn)電移臺(6)，升降電移臺控制器(7)，升降旋轉(zhuǎn)電移臺控制器(8)，檢測光源與檢測器(9)，編碼器(10)，主動輪(11)，對照式光電開關(guān)(12)，皮帶(13)和被動輪(14)；皮帶(13)環(huán)繞在主動輪(11)和被動輪(14)上，編碼器(10)與主動輪(11)相連，對照式光電開關(guān)(12)安裝在皮帶(13) 兩側(cè)，升降電移臺( 和檢測光源與檢測器(9)懸掛在皮帶(1 上方；多個圓桶形的托盤 ⑵分別放置在皮帶(13)上，檢測對象⑷放置在托盤(2)上；攝像機(3)通過電纜分別與對照式光電開關(guān)(12)和計算機(1)相連，升降電移臺(5)和旋轉(zhuǎn)電移臺(6)分別通過升降電移臺控制器(7)和旋轉(zhuǎn)電移臺控制器⑶與計算機⑴相連，編碼器(10)連接在計算機(1)上；旋轉(zhuǎn)電移臺(6)安裝在升降電移臺( 下方，檢測光源與檢測器(9)安裝在旋轉(zhuǎn)電移臺(6)旋轉(zhuǎn)軸上，檢測光源與檢測器(9)連接在計算機(1)上。
2.一種克服尺寸和姿態(tài)影響的水果內(nèi)部品質(zhì)信息采集方法，其特征在于主動輪(11) 在外部動力帶動下沿順時針方向旋轉(zhuǎn)，帶動編碼器(10)運轉(zhuǎn)，并通過皮帶(1 帶動被動輪 (14) 一起旋轉(zhuǎn)，放置在皮帶(1 上的托盤( 帶動檢測對象(4) 一起向右運動；當放有檢測對象⑷的托盤⑵到達對照式光電開關(guān)(12)所在的位置時，對照式光電開關(guān)(12)產(chǎn)生觸發(fā)脈沖，觸發(fā)攝像機C3)拍攝圖像，攝像機C3)將拍攝的圖像輸入計算機(1)，計算機 ⑴通過圖像處理后，控制升降電移臺(5)和旋轉(zhuǎn)電移臺(6)以控制檢測光源與檢測器(9) 的姿態(tài)，完成檢測對象(4)的光譜采集。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種克服尺寸和姿態(tài)影響的水果內(nèi)部品質(zhì)信息采集方法，其特征在于所述的計算機⑴進行圖像處理后控制升降電移臺(5)和旋轉(zhuǎn)電移臺(6)的姿態(tài)的方法如下以旋轉(zhuǎn)電移臺(6)的旋轉(zhuǎn)中心為原點、以皮帶(13)運動方向為X軸建立直角坐標系 M)Y，其長度單位按攝像機(3)的分辨率設(shè)置；設(shè)編碼器(10)的脈沖間隔對應(yīng)皮帶(13)移動間距為S ；記錄檢測光源與檢測器(9)初始中心高度Hdci和檢測光源與檢測器(9)軸線L與X軸初始夾角為記錄攝像機⑶的中心位置為(xc，yc)；對攝像機C3)拍攝的圖像經(jīng)二值分割、濾波和邊緣檢測后，得到檢測對象(4)的邊界， 對邊界點采用最小外接矩形法方法計算橫徑和縱徑，并在得到最小外接矩形時，記下旋轉(zhuǎn)角度；具體方法如下定義自定義結(jié)構(gòu)，用于存貯邊界數(shù)據(jù)struct EdgeNode {intx; //點的橫坐標 inty; //點的縱坐標}；建立一個EdgeNode型的動態(tài)數(shù)組Edge，其長度等于檢測對象(4)的邊界點的數(shù)目NE， 將檢測對象的邊界點全部放入數(shù)組Edge中；1)計算檢測對象4的形心位置(xF, yF)
全文摘要
本發(fā)明公開了一種克服尺寸和姿態(tài)影響的水果內(nèi)部品質(zhì)信息采集方法及裝置。皮帶環(huán)繞在主、被動輪上，編碼器與主動輪相連，對照式光電開關(guān)安裝在皮帶兩側(cè)，升降電移臺和檢測光源與檢測器懸掛在皮帶上方；檢測對象放置在多個托盤上；攝像機分別與對照式光電開關(guān)和計算機相連，升降、旋轉(zhuǎn)電移臺分別通過升降、旋轉(zhuǎn)電移臺控制器與計算機相連，編碼器連接在計算機上；旋轉(zhuǎn)電移臺安裝在升降電移臺下方，檢測光源與檢測器安裝在旋轉(zhuǎn)電移臺旋轉(zhuǎn)軸上，并與計算機連接。采用機器視覺方法檢測出檢測對象的大小、姿態(tài)和形心位置，控制升降電移臺和旋轉(zhuǎn)電移臺移動，在檢測對象到達檢測光源與檢測器軸線時采集光譜數(shù)據(jù)，保證光譜采集位置的一致性，提高檢測精度。
文檔編號G01N21/84GK102519964SQ201110417958
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月14日
發(fā)明者應(yīng)義斌, 謝麗娟, 饒秀勤 申請人:浙江大學