一种用于球形水果视觉分选的单相机采集装置的制作方法

本实用新型涉及一种图像采集装置，尤其是涉及一种用于球形水果视觉分选的单相机采集装置。

背景技术：

近年来，随着农业科技的发展和人民生活水平的提高，国内外水果品种越来越多，人们对水果的品质也有了更高的要求，对水果进行质量分级和大小分级，是满足人们对水果高品质要求的主要方法，而且将水果进行分级后获得了更高的利润，目前对水果进行分选的主要有两种，一种是人工分选，另一种是利用水果分选机进行分选。

现有的人工分选水果劳动强度高，效率低，分选等级不精细，不仅浪费大量的人力物力，而且增加了生产成本；现有的水果分选装置分选出来的水果等级不精细，水果质量、大小、色泽等级杂乱，分选效果差，分选出的水果质量较差，无疑降低了水果商的利润。

如今水果表面缺陷检测与定量分析技术作为一种应用广泛及蕴含巨大发展潜力的水果品质分级手段早已为人们所共识，但由于可靠性、实时性和定量化能力的严重制约，目前该技术的推广应用还远未及基于尺寸、色泽特性分级等领域如此成功。现有的水果分选视觉采集装置中的光源在照射如猕猴桃等球形水果时，其平行光束直射果皮表面时会发生球面反射，造成各部分光照不均，甚至会引起部分表面区域炫光，从而导致表面缺陷信息淹没在复杂背景中，影响到缺陷检测的可靠性和稳定性。

专利公开号为CN204892407U实用新型公开了一种水果分选机用视觉分选装置，包括有相机、镜头、弧形反光板、光源、机架和控制系统，所述控制系统与相机连接，所述相机安装在机架上方，所述镜头竖直安装在相机下方，所述镜头与相机连接，所述弧形反光板固定安装在机架上，所述弧形反光板上开有通光孔，所述通光孔位于镜头的正下方，所述光源安装在机架上，位于弧形反光板的下方两侧。该实用新型解决了现有水果分选用光源照射存在盲区、导致拍摄不清、分选等级杂乱、效果较差的缺点，但是该实用新型依然采用平行光束照射在果皮表面，由于水果为球形或类似球形结构，依然不能解决光照不均及水果表面缺陷检测可靠性差的问题，而且该实用新型只能获取水果上方的图像，无法获取水果下方的图像，这势必会造成一些下方存在缺陷的水果被当成完好的水果，从而降低检测的可靠性。

因此，需要设计一款新的水果视觉单相机采集装置，能够有效解决由于光线不均匀，易导致球形水果表面缺陷信息被淹没在复杂背景中，进而影响到缺陷检测的可靠性和稳定性的问题，以及无法获取水果下方的图像，进而造成一些下方存在缺陷的水果被当成完好的水果的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种用于球形水果视觉分选的单相机采集装置，不仅能够解决光线不均匀问题，而且能够同时检测水果下方的缺陷，避免漏检造成球形水果表面缺陷检测可靠性差的问题。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种用于球形水果视觉分选的单相机采集装置，包括相机架、半球形漫反射壁、光源和底部成像板，所述相机架位于所述半球形漫反射壁上方，相机镜头向下安装在所述相机架上，且所述相机镜头通过设置在所述半球形漫反射壁顶部的装配孔伸入所述半球形漫反射壁内；

所述光源包括筒形灯架和灯头，所述筒形灯架吊挂设置在所述半球形漫反射壁的内侧顶部，所述筒形灯架外表面均匀设置所述灯头，所述底部成像板设置在所述半球形漫反射壁底部。

所述半球形漫反射壁下部过球心开设一条传输通道，所述传输通道内设置透明状传送带，所述传送带用于传送待检测球形水果，所述底部成像板位于所述传送带下方。

所述底部成像板包括左成像板、右成像板和补光板，所述补光板设置在所述传送带下方，所述左成像板倾斜设置在所述补光板的左侧边，所述右成像板倾斜设置在所述补光板的右侧边。

所述左成像板和所述右成像板的背面均设置自动伸缩杆。

所述补光板上表面为白色粗糙面。

所述左成像板和所述右成像板的上表面均为凹面。

所述筒形灯架上端外侧设置翻边，所述翻边的外周固定设置在所述半球形漫反射壁的内壁上。

所述翻边的下表面为白色粗糙面。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型针对现有的球形水果视觉分选采集装置通常采用平行光束照射在水果表面，由于水果为球形或类似球形结构，存在光照不均匀的问题，以及无法获取水果下方的图像造成一些下方存在缺陷的水果被当成完好的水果，从而降低检测的可靠性的问题，提供一种用于球形水果视觉分选的单相机采集装置，包括相机架、半球形漫反射壁、光源和底部成像板。其中，相机架位于半球形漫反射壁上方，相机镜头向下安装在相机架上，且相机镜头通过设置在半球形漫反射壁顶部的装配孔伸入半球形漫反射壁内，这样通过半球形漫反射壁顶部的相机镜头能够采集水果上部的图片信息；同时，光源包括筒形灯架和灯头，而筒形灯架吊挂设置在半球形漫反射壁的内侧顶部，并在筒形灯架外表面均匀设置灯头，这样均匀设置在筒形灯架外表面的灯头发出的光线能够在半球形漫反射壁的反射作用下将光线朝各个方向反射，最终以漫反射形式照射在待检测球形水果外表面上，由于漫反射光线比较均匀，能够避免形成炫光掩盖住球形水果表面的缺陷，从而能够有效提高缺陷检测的可靠性和稳定性；而且在半球形漫反射壁底部设置底部成像板，底部成像板能够将水果下方的图像反射到相机镜头中，从而相机镜头能够同时采集水果上方和下方的图像信息，有效提高了水果表面缺陷检测的可靠性。

另外，在半球形漫反射壁下部过球心开设一条传输通道，且在传输通道内设置透明状传送带以便于位于传送带下方的底部成像板能够反射水果下方的图像，传送带用于传送待检测球形水果。

另外，底部成像板包括左成像板、右成像板和补光板，其中补光板设置在传送带下方，左成像板转动设置在补光板的左侧边，右成像板转动设置在补光板的右侧边，这样补光板能够对水果的下方进行补光，而左成像板能将水果下方左侧的图像反射到相机镜头上，右成像板能将水果下方右侧的图像反射到相机镜头上。本实用新型不仅能够解决光线不均匀问题，而且能够同时检测水果下方的缺陷，避免漏检造成球形水果表面缺陷检测可靠性差的问题。

附图说明

图1为本实用新型第一种实施方式的立体结构示意图。

图2为本实用新型第一种实施方式的主视结构示意图。

图3为本实用新型第二种实施方式的立体结构示意图。

图4为本实用新型第二种实施方式的主视结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图1至4，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1：

如图1和图2所示，一种用于球形水果视觉分选的单相机采集装置，包括相机架1、半球形漫反射壁2、光源和底部成像板3，所述相机架1位于所述半球形漫反射壁2上方，相机镜头4向下安装在所述相机架1上，且所述相机镜头4通过设置在所述半球形漫反射壁2顶部的装配孔伸入所述半球形漫反射壁2内。

所述光源包括筒形灯架5和灯头6，所述筒形灯架5吊挂设置在所述半球形漫反射壁2的内侧顶部，所述筒形灯架5外表面均匀设置所述灯头6，所述底部成像板3设置在所述半球形漫反射壁2底部。

所述半球形漫反射壁2下部过球心开设一条传输通道7，所述传输通道7内设置透明状传送带8，所述传送带8用于传送待检测球形水果9，所述底部成像板3位于所述传送带8下方。

所述底部成像板3包括左成像板31、右成像板32和补光板33，所述补光板33设置在所述传送带8下方，所述左成像板31倾斜设置在所述补光板33的左侧边，所述右成像板32倾斜设置在所述补光板33的右侧边。

所述补光板33上表面为白色粗糙面。

该实施例中，提供一种用于球形水果视觉分选的单相机采集装置，包括相机架、半球形漫反射壁、光源和底部成像板。其中，相机架位于半球形漫反射壁上方，相机镜头向下安装在相机架上，且相机镜头通过设置在半球形漫反射壁顶部的装配孔伸入半球形漫反射壁内，这样通过半球形漫反射壁顶部的相机镜头能够采集水果上部的图片信息；同时，光源包括筒形灯架和灯头，而筒形灯架吊挂设置在半球形漫反射壁的内侧顶部，并在筒形灯架外表面均匀设置灯头，这样均匀设置在筒形灯架外表面的灯头发出的光线能够在半球形漫反射壁的反射作用下将光线朝各个方向反射，最终以漫反射形式照射在待检测球形水果外表面上，由于漫反射光线比较均匀，能够避免形成炫光掩盖住球形水果表面的缺陷，从而能够有效提高缺陷检测的可靠性和稳定性；而且在半球形漫反射壁底部设置底部成像板，底部成像板能够将水果下方的图像反射到相机镜头中，从而相机镜头能够同时采集水果上方和下方的图像信息，有效提高了水果表面缺陷检测的可靠性。

另外，在半球形漫反射壁下部过球心开设一条传输通道，且在传输通道内设置透明状传送带以便于位于传送带下方的底部成像板能够反射水果下方的图像，传送带用于传送待检测球形水果。

另外，底部成像板包括左成像板、右成像板和补光板，其中补光板设置在传送带下方，左成像板转动设置在补光板的左侧边，右成像板转动设置在补光板的右侧边，这样补光板能够对水果的下方进行补光，而左成像板能将水果下方左侧的图像反射到相机镜头上，右成像板能将水果下方右侧的图像反射到相机镜头上。本实用新型不仅能够解决光线不均匀问题，而且能够同时检测水果下方的缺陷，避免漏检造成球形水果表面缺陷检测可靠性差的问题。

实施例2：

如图3和图4所示，一种用于球形水果视觉分选的单相机采集装置，包括相机架1、半球形漫反射壁2、光源和底部成像板3，所述相机架1位于所述半球形漫反射壁2上方，相机镜头4向下安装在所述相机架1上，且所述相机镜头4通过设置在所述半球形漫反射壁2顶部的装配孔伸入所述半球形漫反射壁2内。

所述光源包括筒形灯架5和灯头6，所述筒形灯架5吊挂设置在所述半球形漫反射壁2的内侧顶部，所述筒形灯架5外表面均匀设置所述灯头6，所述底部成像板3设置在所述半球形漫反射壁2底部。

所述半球形漫反射壁2下部过球心开设一条传输通道7，所述传输通道7内设置透明状传送带8，所述传送带8用于传送待检测球形水果9，所述底部成像板3位于所述传送带8下方。

所述底部成像板3包括左成像板31、右成像板32和补光板33，所述补光板33设置在所述传送带8下方，所述左成像板31倾斜设置在所述补光板33的左侧边，所述右成像板32倾斜设置在所述补光板33的右侧边。

所述左成像板31和所述右成像板32的背面均设置自动伸缩杆34。

所述补光板33上表面为白色粗糙面。

所述左成像板31和所述右成像板32的上表面均为凹面。

所述筒形灯架5上端外侧设置翻边10，所述翻边10的外周固定设置在所述半球形漫反射壁2的内壁上。

所述翻边10的下表面为白色粗糙面。

该实施例中，在左成像板和右成像板的背面均设置自动伸缩杆，这样能够根据相机镜头的焦距调整左成像板和右成像板的倾斜角度，使得左成像板和右成像板能够将水谷下方的图像信息反射到相机镜头处；另外，为了使得水果下方的不光能够均匀，补光板的上表面为白色粗糙面，从而补光板能够以漫反射方式进行补光。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。