本实用新型属于农产品测量技术领域，具体涉及一种基于机器视觉的农产品曲率半径测量装置。
背景技术：
农产品流变特性的研究可为有关加工机械的设计提供理论依据，并可大大地减少农产品在收获、加工、储藏、装运等环节的机械损伤，提高最后产品质量，以及为农产品质地优劣评定提供科学方法与最佳参数。其中，弹性模量为最重要的常规力学特征参数之一，采用赫兹接触应力理论通过刚性平板压缩试验求取农产品弹性模量时，须知接触点处最大与最小曲率半径。
目前，农产品接触点处曲率半径的测量可以采用经验公式估算、数显半径规或三坐标测量仪测量。根据经验公式估算是在农产品外观较为规则的情况下，通过其三轴尺寸按照经验公式估算得出待测农产品的曲率半径，存在一定局限性，且测量误差较大；采用数显半径规测量时，需根据农产品外形曲面更换合适的测爪，操作复杂，且测爪与农产品直接接触，易造成待测物表面损伤，同时，测量范围受到限制，针对于种子、谷物等小粒径农产品无法满足测量要求；采用三坐标测量仪基本上能满足农产品复杂曲面曲率半径的测量要求，但现行的三坐标测量仪造价高、体积大、固定安装，且对环境要求相对较高，对操作人员水平有一定的限制。
技术实现要素：
本实用新型的目的就是针对上述技术的不足，提供一种基于机器视觉的农产品曲率半径测量装置，通过非接触式测量曲率半径，避免农产品表面划伤，适应范围广泛，且测量精度高。
为实现上述目的，本实用新型所设计的基于机器视觉的农产品曲率半径测量装置，包括径向图像采集装置、轴向图像采集装置、载物台及储存显示装置；
所述径向图像采集装置包括竖直布置的弧形导轨、沿弧形导轨滑动的径向CCD工业相机及安装在所述径向CCD工业相机底端的径向工业镜头，所述弧形导轨的圆心与所述载物台上表面的中心重合，所述径向工业镜头的轴线始终与所述径向CCD工业相机的中心线重合，且所述径向工业镜头位于起始位置时，所述径向工业镜头的轴线穿过所述载物台上表面的中心；
所述轴向图像采集装置包括轴向CCD工业相机及安装在所述轴向CCD工业相机端部的轴向工业镜头，所述轴向工业镜头轴线所在的水平平面与所述载物台上表面共面；
所述径向CCD工业相机通过径向数据传输线与所述储存显示装置相连，所述轴向CCD工业相机通过轴向数据传输线与所述储存显示装置相连。
进一步地，所述载物台的上表面设置有相互正交的长线和短线，所述长线与所述短线正交的交点与所述载物台上表面的中心重合，且所述长线与所述轴向工业镜头的轴线共线。
进一步地，所述弧形导轨的圆心角不小于90°。
进一步地，所述径向图像采集装置还包括竖直布置的定位板及嵌在所述弧形导轨上滑动的滑块，所述弧形导轨通过螺钉固定于所述定位板上，所述径向CCD工业相机通过螺钉固定安装在所述滑块上。
进一步地，所述轴向图像采集装置还包括底座、竖直安装在所述底座上的导杆及通过手柄锁紧螺钉套置在所述导杆上的支架，所述轴向CCD工业相机通过螺钉固定在所述支架上。
进一步地，所述定位板上位于所述载物台一侧的部位开设有避免与所述载物台产生干涉的缺口。
进一步地，所述径向图像采集装置、所述轴向图像采集装置、所述载物台及所述储存显示装置均搁置在所述实验台上。
与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：利用弧形导轨的作用使原本所需的三个CCD工业相机改为两个，减少制造成本；并且该测量装置的工业镜头不与农产品直接相接触，有效避免了测爪与农产品直接接触造成的表面损伤，测量范围广，可满足多种农产品尺寸的测量需求，且测量精度高。
附图说明
图 1为本实用新型基于机器视觉的农产品曲率半径测量装置结构示意图。
图中各部件标号如下：
轴向数据传输线1、手柄锁紧螺钉2、支架3、底座4、轴向CCD工业相机5、轴向工业镜头6、载物台7、实验台8、定位板9、长线10、弧形导轨11、滑块12、径向CCD工业相机13、径向工业镜头14、农产品15、储存显示装置16、径向数据传输线17、短线18、导杆19、缺口20。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
如图1所示的基于机器视觉的农产品曲率半径测量装置，包括实验台8、径向图像采集装置、轴向图像采集装置、载物台及储存显示装置，径向图像采集装置、轴向图像采集装置、载物台及储存显示装置均搁置在实验台8上。
径向图像采集装置包括竖直搁置在实验台8上的定位板9、通过螺钉竖直固定于定位板9上弧形导轨11、嵌在弧形导轨11上且沿弧形导轨11滑动的滑块12、通过螺钉固定安装在滑块12上的径向CCD工业相机13及安装在径向CCD工业相机13底端的径向工业镜头14。其中，弧形导轨11的圆心与载物台7上表面的中心重合，同时，径向CCD工业相机13轴线所在的面与滑块12中心线所在的面共面；径向工业镜头14位于起始位置时，径向工业镜头14的轴线穿过载物台7上表面的中心，径向CCD工业相机13在弧形导轨11上滑动时，径向工业镜头14的轴线始终与径向CCD工业相机13的中心线重合(即共线)。另外，定位板9上位于载物台7一侧的部位开设有一缺口20，该缺口20避免与载物台7产生干涉；本实施例中，定位板9为一矩形板去除四分之一圆弧角，形成避免与载物台产生干涉的缺口20。而弧形导轨11的圆心角不小于90°，本实施例中优选为120°，由两条圆心角为60°的导轨拼接而成，且弧形导轨上有标记刻度，方便滑块12快速调节。
轴向图像采集装置包括安装在实验台8上的底座4、竖直安装在底座4上的导杆19、通过手柄锁紧螺钉2套置在导杆19上的支架3、通过螺钉固定在支架3上的轴向CCD工业相机5及安装在轴向CCD工业相机5端部的轴向工业镜头6，支架3通过调节手柄锁紧螺钉2可相对于导杆19上下移动；其中，轴向工业镜头6轴线所在的水平平面与载物台7上表面共面。
载物台7的上表面设置有相互正交的长线10和短线18，短线18为长线10的一半，以确保农产品15位置放置准确，使其农产品15的长度方向与载物台7上表面所标记的长线10重合，宽度方向与短线18重合，避免测量误差；长线10与短线18正交的交点与载物台7上表面的中心重合，且长线10与轴向工业镜头6的轴线共线，确保轴向CCD工业相机5正对农产品15宽度与高度平面。
而径向CCD工业相机13通过径向数据传输线17与储存显示装置16相连，轴向CCD工业相机5同样通过轴向数据传输线1与储存显示装置16相连。上述测量装置均采用螺钉紧固，方便拆卸与安装，既可固定安装，也可携带至现场。
径向图像采集装置中采用弧形导轨11，一方面当径向CCD工业相机13正对农产品15长度与宽度平面时，通过观测图像需调整农产品放置位置，确保轴向CCD工业相机5对农产品15宽度与高度平面，避免测量误差，然后通过移动滑块12使径向CCD工业相机13由正对农产品15长度与宽度平面调节到长度与高度平面，进行图像采集，将所采集到的图像进行图像处理，可得到高度最高点处即接触点处最大曲率半径，由于轴向CCD工业相机5对于农产品15宽度与高度平面，同理可得到接触点处最小曲率半径。故利用弧形导轨11的作用使原本所需的三个CCD工业相机改为两个，减少制造成本；另一方面，在滑块移动的过程中，径向CCD工业相机仍可获取农产品表面图像，故通过图像处理可得到农产品表面上任一点处最大曲率半径；
再者，工业镜头不与农产品直接相接触，有效避免了测爪与农产品直接接触造成的表面损伤；测量范围广，可满足多种农产品尺寸的测量需求，且测量精度高。