专利名称：克服尺寸和姿态影响的水果内部品质信息采集方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种水果内部品质检测的信息采集方法及装置，尤其是涉及一种克服尺寸和姿态影响的水果内部品质信息采集方法及装置。
背景技术：
分级是农产品采后商品化处理的重要手段之一，对增强农产品商品市场竞争力， 提高经济效益的具有重要意义。
品质指标检测是分级的基础。在农产品品质指标检测方面，机器视觉技术已应用于外部品质的检测农产品品质指标。而近红外光谱技术在内部品质指标的检测上也得到了应用。
利用水果光谱特征检测水果内部品质指标方法可分为反射法和透射法。
反射法检测时由检测装置向检测水果发射检测光线，检测装置在同侧检测反射光线，通过分析得到水果内部品质信息。
透射法检测时由检测装置向检测水果发射检测光线，检测装置在另一侧检测透射光线，通过分析得到水果内部品质信息。
这些方法一般采用编码器、光电开关等装置触发采集水果的光谱信息，当检测对象尺寸变化较大时，这类方法不能保证检测部位和检测光线方向的一致性，从而引入误差。发明内容
本发明的目的在于提供一种克服尺寸和姿态影响的水果内部品质信息采集方法及装置，采用机器视觉方法分析检测对象的大小、姿态和形心位置，控制相应的执行机构适应检测对象，保证检测部位和检测光线方向的一致性。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是
一、一种用于水果内部品质检测的信号采集装置
本发明包括计算机，多个装有检测对象的托盘，摄像机，升降电移台，旋转电移台， 升降电移台控制器，升降旋转电移台控制器，检测光源与检测器，编码器，主动轮，对照式光电开关，皮带和被动轮；皮带环绕在主动轮和被动轮上，编码器与主动轮相连，对照式光电开关安装在皮带两侧，升降电移台和检测光源与检测器悬挂在皮带上方；多个圆桶形的托盘分别放置在皮带上，检测对象放置在托盘上；摄像机通过电缆分别与对照式光电开关和计算机相连，升降电移台和旋转电移台分别通过升降电移台控制器和旋转电移台控制器与计算机相连，编码器连接在计算机上；旋转电移台安装在升降电移台下方，检测光源与检测器安装在旋转电移台旋转轴上，检测光源与检测器连接在计算机上。
二、一种用于水果内部品质检测的信号采集方法
技术领域：
本发明主动轮在外部动力带动下沿顺时针方向旋转，带动编码器运转，并通过皮带带动被动轮一起旋转，放置在皮带上的托盘带动检测对象一起向右运动；当放有检测对象的托盘到达对照式光电开关所在的位置时，对照式光电开关产生触发脉冲，触发摄像机拍摄图像，摄像机将拍摄的图像输入计算机，计算机通过图像处理后，控制升降电移台和旋转电移台以控制检测光源与检测器的姿态，完成检测对象的光谱采集。
所述的计算机进行图像处理后控制升降电移台和旋转电移台的姿态的方法如下
以旋转电移台的旋转中心为原点、以皮带运动方向为X轴建立直角坐标系Χ0Υ，其长度单位按摄像机的分辨率设置；
设编码器的脉冲间隔对应皮带移动间距为S ；
记录检测光源与检测器初始中心高度Hdci和检测光源与检测器轴线L与X轴初始夹角为
记录摄像机的中心位置为(xc，yc)；
对摄像机拍摄的图像经二值分割、滤波和边缘检测后，得到检测对象⑷的边界， 对边界点采用最小外接矩形法方法计算横径和纵径，并在得到最小外接矩形时，记下旋转角度；具体方法如下
定义自定义结构，用于存贮边界数据
权利要求
1.一种克服尺寸和姿态影响的水果内部品质信息采集装置，其特征在于包括计算机 (1)，多个装有检测对象⑷的托盘0)，摄像机(3)，升降电移台(5)，旋转电移台(6)，升降电移台控制器(7)，升降旋转电移台控制器(8)，检测光源与检测器(9)，编码器(10)，主动轮(11)，对照式光电开关(12)，皮带(13)和被动轮(14)；皮带(13)环绕在主动轮(11)和被动轮(14)上，编码器(10)与主动轮(11)相连，对照式光电开关(12)安装在皮带(13) 两侧，升降电移台( 和检测光源与检测器(9)悬挂在皮带(1 上方；多个圆桶形的托盘 ⑵分别放置在皮带(13)上，检测对象⑷放置在托盘(2)上；摄像机(3)通过电缆分别与对照式光电开关(12)和计算机(1)相连，升降电移台(5)和旋转电移台(6)分别通过升降电移台控制器(7)和旋转电移台控制器⑶与计算机⑴相连，编码器(10)连接在计算机(1)上；旋转电移台(6)安装在升降电移台( 下方，检测光源与检测器(9)安装在旋转电移台(6)旋转轴上，检测光源与检测器(9)连接在计算机(1)上。
2.一种克服尺寸和姿态影响的水果内部品质信息采集方法，其特征在于主动轮(11) 在外部动力带动下沿顺时针方向旋转，带动编码器(10)运转，并通过皮带(1 带动被动轮 (14) 一起旋转，放置在皮带(1 上的托盘( 带动检测对象(4) 一起向右运动；当放有检测对象⑷的托盘⑵到达对照式光电开关(12)所在的位置时，对照式光电开关(12)产生触发脉冲，触发摄像机C3)拍摄图像，摄像机C3)将拍摄的图像输入计算机(1)，计算机 ⑴通过图像处理后，控制升降电移台(5)和旋转电移台(6)以控制检测光源与检测器(9) 的姿态，完成检测对象(4)的光谱采集。
3.根据权利要求2所述的一种克服尺寸和姿态影响的水果内部品质信息采集方法，其特征在于所述的计算机⑴进行图像处理后控制升降电移台(5)和旋转电移台(6)的姿态的方法如下以旋转电移台(6)的旋转中心为原点、以皮带(13)运动方向为X轴建立直角坐标系 M)Y，其长度单位按摄像机(3)的分辨率设置；设编码器(10)的脉冲间隔对应皮带(13)移动间距为S ；记录检测光源与检测器(9)初始中心高度Hdci和检测光源与检测器(9)轴线L与X轴初始夹角为记录摄像机⑶的中心位置为(xc，yc)；对摄像机C3)拍摄的图像经二值分割、滤波和边缘检测后，得到检测对象(4)的边界， 对边界点采用最小外接矩形法方法计算横径和纵径，并在得到最小外接矩形时，记下旋转角度；具体方法如下定义自定义结构，用于存贮边界数据struct EdgeNode {intx; //点的横坐标 inty; //点的纵坐标}；建立一个EdgeNode型的动态数组Edge，其长度等于检测对象(4)的边界点的数目NE， 将检测对象的边界点全部放入数组Edge中；1)计算检测对象4的形心位置(xF, yF)
全文摘要
本发明公开了一种克服尺寸和姿态影响的水果内部品质信息采集方法及装置。皮带环绕在主、被动轮上，编码器与主动轮相连，对照式光电开关安装在皮带两侧，升降电移台和检测光源与检测器悬挂在皮带上方；检测对象放置在多个托盘上；摄像机分别与对照式光电开关和计算机相连，升降、旋转电移台分别通过升降、旋转电移台控制器与计算机相连，编码器连接在计算机上；旋转电移台安装在升降电移台下方，检测光源与检测器安装在旋转电移台旋转轴上，并与计算机连接。采用机器视觉方法检测出检测对象的大小、姿态和形心位置，控制升降电移台和旋转电移台移动，在检测对象到达检测光源与检测器轴线时采集光谱数据，保证光谱采集位置的一致性，提高检测精度。
文档编号G01N21/84GK102519964SQ201110417958
公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月14日 优先权日2011年12月14日
发明者应义斌, 谢丽娟, 饶秀勤 申请人:浙江大学