[發明專利]一種無損檢測豐水梨缺陷的裝置與用法

有效

• 申請號: 200910181304.1
• 申請日: 2009-07-17
• 公開（公告）號: CN101603927A
• 公開（公告）日: 2009-12-16
• 發明（設計）人: 屠康;劉鵬;潘磊慶;楊佳麗
• 申請（專利權）人: 南京農業大學
• 主分類號: G01N21/892
• 分類號: G01N21/892;B07C5/34
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司
• 代理人: 張素卿

技術領域

本發明涉及一種無損檢測豐水梨缺陷的裝置與用法，是一種針對豐水梨的基于計算機視覺和振動頻譜分析融合無損檢測豐水梨缺陷的方法與裝置，屬于農業工程技術領域。

背景技術

隨著人們生活水平的提高，對水果的消費已經從重數量到重質量的方向轉化，同時如何改變我國農產品出口附加值低的現狀，為農民及水果加工企業創收成為近年來水果流通，貯藏及檢測關注最多的問題。

梨果屬薔薇科，梨亞科梨屬落葉果樹。我國是世界上梨樹種植面積最大、產量最高的國家。但由于長期以來，我國梨果栽培技術落后，管理粗放，加之目前梨果采后處理環節薄弱，致使梨果品質參差不齊，使其價值和競爭力大為降低，難以適應市場果品競爭的銷售形勢。提高競爭力的主要途徑之一是提高產品品質，而保證產品品質的重要手段就是應用先進的品質檢測技術對果品在貯藏加工和流通過程中按其質量進行分級。

由于梨果在生長過程中受到諸如種子、地域、氣候、土壤、營養、病蟲害等因素的制約，使得在采收及采后貯藏過程中容易產生各種類型的缺陷，這些缺陷如果不能及時地在包裝分裝之前識別出來，將極大影響梨果的銷售。

計算機視覺技術是利用圖像傳感器獲取對象的圖像，并將圖像轉化成數據矩陣，用計算機進行分析，同時完成與視覺有關的任務。計算機視覺已有40多年的歷史，目前，計算機視覺技術對于農產品品質的檢測主要局限于外部品質，這其中主要集中在大小、形狀、顏色、表面缺陷等方面。

農產品的聲學特性是指農產品在聲波作用下的反射特性、散射特性、透射特性、吸收特性、衰減系數和傳播速度及其本身的聲阻抗與固有頻率等，它們反映了聲波與農產品相互作用的基本規律。利用聲學特性對其品質進行無損檢測，并結合頻譜分析可以較好的識別農產品的內部缺陷。

多傳感器信息融合是一個多級、多層面的數據處理過程，主要完成對來自多個信息源的數據進行自動檢測、關聯、相關、估計及組合等處理。在多種傳感信息資源融合中，各傳感信息資源可能存在相互交叉現象。它依據某種準則對這些信息進行分析、綜合和平衡，以期獲得若干個最佳簡化的綜合變量。與單一檢測手段相比，它具有信息量大、魯棒性好以及與符合人類認知過程等優點。

基于計算機視覺和振動頻譜分析的檢測技術具有檢測速度快，結果精確等特點。近年來國內研究學者做了大量的工作，但都是單獨利用圖像信息或聲音頻譜信息對水果的外部或內部缺陷進行檢測分級。未見用計算機視覺技術和振動頻譜分析的融合無損檢測豐水梨缺陷的研究。

發明內容

本發明一種針對豐水梨的多傳感器融合無損檢測內外缺陷的方法與裝置，對豐水梨內外的各種缺陷分別利用計算機視覺和振動頻譜分析采集相關信息再進行兩個層次的融合處理，可以快速全面的識別豐水梨的內外缺陷。

技術方案

1.一種無損檢測豐水梨內外缺陷的裝置，其特征在于：包括A光照系統、B傳送系統、C檢測系統和D分析判斷系統，其中：

A光照系統

光照系統由四盞25W鹵鎢光電管(7)組成，四盞鹵鎢光電管(7)安裝在攝像頭(1)的四周，距離攝像頭中心長度為10cm，攝像頭和光電管的固定端貼有純黑色膜，用于消除反射光造成的噪聲，此固定端通過鉸鏈連接在支架(17)上；

B傳送系統

傳送系統由傳送帶(10)、托盤(9)、采集室(12)以及主步進電機(13)組成，傳送帶(10)由安裝在裝置機殼(15)內部的主步進電機(13)控制，傳送帶上固定托盤(9)；

C檢測系統

檢測系統包括圖像采集模塊和振動頻譜分析模塊，其中圖像采集模塊由攝像頭(1)、圖像數據采集卡(2)、鹵鎢光電管(7)構成，攝像頭(1)和聲級計(3)安裝固定在支架(17)上，攝像頭(1)鏡頭距離托盤25cm；

振動頻譜分析模塊由聲級計(3)、波形數據采集卡(4)、敲擊棒(8)、輔步進電機(14)、消聲墊(16)組成，敲擊棒(8)固定轉軸距離托盤15cm，敲擊棒PVC材料(8)長度8cm，直徑5mm；輔步進電機(14)安裝在機殼(15)內部靠近的敲擊棒(8)的位置，控制敲擊棒(8)對樣品的持續敲擊動作，每次敲擊產生一個有效音波信號，并被采集進入波形數據采集卡(4)，消聲墊(16)固定于敲擊棒下方5cm處，用于消除敲擊過程中可能產生的不符合采集范圍的雜亂聲學信號；

D分析判斷系統