[實(shí)用新型]一種水果表面損傷熱紅外成像檢測(cè)系統(tǒng)

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200920197781.2
• 申請(qǐng)日: 2009-09-30
• 公開（公告）號(hào): CN201575977U
• 公開（公告）日: 2010-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何勇;劉飛;聶鵬程
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N21/892
• 分類號(hào): G01N21/892
• 代理公司: 杭州天勤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種水果表面損傷熱紅外成像檢測(cè)系統(tǒng)，用于快速、準(zhǔn)確、可靠地對(duì)水果進(jìn)行表面有無損傷及損傷程度的檢測(cè)。

背景技術(shù)

表面有損傷的水果不僅可存留時(shí)間短，品質(zhì)下降，而且會(huì)影響到其它附近存放的水果。因此，水果的表面損傷檢測(cè)在水果的分級(jí)、存儲(chǔ)和運(yùn)輸過程中發(fā)揮著極其重要的作用。傳統(tǒng)的水果表面損傷檢測(cè)依靠人眼檢測(cè)和判斷，但人眼檢測(cè)在大量水果分級(jí)及表面損傷檢測(cè)中不僅耗費(fèi)的時(shí)間長、工作效率低，浪費(fèi)資源，而且還會(huì)因?yàn)橐曈X疲勞發(fā)生誤判。隨著科技的發(fā)展，機(jī)器視覺開始代替人眼進(jìn)行檢測(cè)。但普通的可見光成像檢測(cè)水果表面損傷仍存在以下幾方面的缺陷：可見光成像的圖像和對(duì)照射光源及照射角度有關(guān)，由于水果形狀各異，所獲取的圖像因受光照影響較大而難以辨認(rèn)；水果表面的色斑同樣或凹陷同樣會(huì)影響圖像特征提取，導(dǎo)致普通的圖像處理對(duì)水果表面損傷檢測(cè)難度大，檢測(cè)精度不夠高等缺陷。因此，急需一種快速、準(zhǔn)確、可靠地對(duì)水果表面損傷進(jìn)行檢測(cè)的系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型提供一種水果表面損傷熱紅外成像檢測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)可快速采集水果三個(gè)表面的熱紅外圖像，通過圖像分析處理軟件實(shí)現(xiàn)圖像的融合、背景溫度場(chǎng)的分離、干擾信息的剔除和特征變量的提取，計(jì)算得出水果表面有無損傷及損傷程度。

一種水果表面損傷熱紅外成像檢測(cè)系統(tǒng)，包括熱紅外成像系統(tǒng)、自動(dòng)扭轉(zhuǎn)接頭、固定支架、流水線檢測(cè)臺(tái)、USB接口數(shù)據(jù)線、計(jì)算機(jī)和電源；流水線檢測(cè)臺(tái)置于熱紅外成像系統(tǒng)下方；熱紅外成像系統(tǒng)通過自動(dòng)扭轉(zhuǎn)接頭與固定支架活動(dòng)連接；熱紅外成像系統(tǒng)通過USB接口數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)相連，計(jì)算機(jī)內(nèi)裝圖像分析處理軟件；電源為熱紅外成像系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)供電。

所述的熱紅外成像系統(tǒng)型號(hào)為ARTCAM-320-THERMO，內(nèi)含紅外檢測(cè)器，響應(yīng)波長區(qū)域?yàn)?～5μm或8～14μm，有效像素320(H)×240(V)，測(cè)量溫度范圍：L范圍為-40～150℃，H范圍為0～540℃，溫度精度為±5％。

所述的自動(dòng)扭轉(zhuǎn)接頭為三方位自動(dòng)扭轉(zhuǎn)接頭，可以左上方(-45°)，垂直(0°)和右上方(45°)三個(gè)方位自動(dòng)扭轉(zhuǎn)接頭，采集水果三個(gè)表面的熱紅外圖像。

所述的流水線檢測(cè)臺(tái)為外部觸發(fā)傳送帶，傳送速度均勻且滿足三方位自動(dòng)扭轉(zhuǎn)接頭在三個(gè)方位的熱紅外圖像拍照。

所述的圖像分析處理軟件可進(jìn)行熱紅外圖像的融合、水果與背景溫度場(chǎng)的分離、基于小波變換的邊緣特征提取、表面損傷溫度場(chǎng)區(qū)分、表面損傷面積計(jì)算等功能。

水果通過流水線檢測(cè)臺(tái)時(shí)，自動(dòng)調(diào)節(jié)自動(dòng)扭轉(zhuǎn)接頭使熱紅外成像系統(tǒng)拍攝水果三個(gè)表面的熱紅外圖像，圖像數(shù)據(jù)經(jīng)過USB接口數(shù)據(jù)線傳輸?shù)接?jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)內(nèi)加裝的圖像分析處理軟件應(yīng)用背景分離算法將水果圖像與背景溫度場(chǎng)圖像分離，然后由小波變換法的邊緣特征提取方法提取低溫塊與背景溫度圖像相區(qū)分。根據(jù)水果損傷處表面溫度低于同一個(gè)水果的其它正常表面溫度，熱紅外成像獲取水果表面溫度分布圖像，提取圖像中溫度偏低的特征塊大小行檢測(cè)水果表面有無損傷及損傷程度，從而確定水果表面有無損傷和損傷程度。

本實(shí)用新型具有的有益效果是：

(1)系統(tǒng)檢測(cè)方便、快速、準(zhǔn)確，為實(shí)現(xiàn)水果表面損傷的在線分級(jí)檢測(cè)提供了方法；

(2)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，抗干擾能力強(qiáng)。整臺(tái)檢測(cè)設(shè)備不須要任何輔助光源系統(tǒng)即可以方便成像，而且圖像的噪聲小，系統(tǒng)對(duì)外部環(huán)境的搞干擾能力強(qiáng)；

(3)該檢測(cè)系統(tǒng)采用非接觸式分析技術(shù)，對(duì)水果本身無人為損傷，無破壞性。

本實(shí)用新型主要用于水果表面損傷的快速、準(zhǔn)確檢測(cè)與識(shí)別，并能計(jì)算損失面積大小，進(jìn)行水果損傷程度的評(píng)估。

附圖說明

圖1為水果表面損傷熱紅外成像檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為水果表面損傷熱紅外成像檢測(cè)系統(tǒng)的工作原理框圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，一種水果表面損傷熱紅外成像檢測(cè)系統(tǒng)包括熱紅外成像系統(tǒng)1、自動(dòng)扭轉(zhuǎn)接頭2、固定支架3、流水線檢測(cè)臺(tái)4、USB接口數(shù)據(jù)線5、計(jì)算機(jī)6和電源8。

將熱紅外成像系統(tǒng)1通過自動(dòng)扭轉(zhuǎn)接頭2安裝在固定支架3上。水果通過流水線檢測(cè)臺(tái)4時(shí)，自動(dòng)調(diào)節(jié)自動(dòng)扭轉(zhuǎn)接頭2使熱紅外成像系統(tǒng)1拍攝水果三個(gè)表面的熱紅外圖像，圖像數(shù)據(jù)經(jīng)過USB接口數(shù)據(jù)線5與計(jì)算機(jī)6相連，該系統(tǒng)通過外部電源8進(jìn)行供電。應(yīng)用圖像分析處理軟件7中背景分離算法將水果圖像與背景溫度場(chǎng)圖像分離，然后由小波變換法的邊緣特征提取方法提取低溫塊與背景溫度圖像相區(qū)分，從而確定水果表面有無損傷和損傷程度。