[發(fā)明專利]利用多反射和多角度視圖的新型基于顏色的光學(xué)分級(jí)系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201680031111.6
• 申請(qǐng)日: 2016-03-31
• 公開（公告）號(hào): CN107614127A
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 維亞普爾·阿努普;克里希納穆爾蒂·薩西塞卡爾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 納諾皮克集成軟件解決方案私人有限公司
• 主分類號(hào): B07C5/342
• 分類號(hào): B07C5/342;B07B13/00;G01N21/88;G01N21/892;G06T7/00;G06T7/40
• 代理公司: 北京超凡志成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11371
• 代理人: 王暉,李丙林

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明整體上涉及用于將對(duì)象(object，物體)分級(jí)的光學(xué)分級(jí)系統(tǒng)和方法，并且具體地，涉及一種用于將具有不同外部特征的對(duì)象分級(jí)的新型基于顏色的光學(xué)分級(jí)系統(tǒng)以及一種用于將對(duì)象分級(jí)的新型基于顏色的光學(xué)分級(jí)方法。

背景技術(shù)

在人們的日常生活中，常常會(huì)遇到要從一組給定數(shù)量的具有不同顏色或代表性顏色或色調(diào)的對(duì)象中選擇任何對(duì)象的需求。對(duì)于符合一定分級(jí)的對(duì)象，非常有必要對(duì)其顏色具有較高商業(yè)價(jià)值的任何對(duì)象進(jìn)行分級(jí)。顏色分級(jí)被廣泛地用于表征各種天然對(duì)象或人造對(duì)象如寶石、珠寶等。

具有天然顏色變化的對(duì)象可以是不同的農(nóng)產(chǎn)品諸如谷物、不同的堅(jiān)果、水果、蔬菜等，或者人造對(duì)象諸如加工食品等，并根據(jù)其顏色、長(zhǎng)度、分級(jí)粒徑(cut size)和缺陷數(shù)據(jù)等對(duì)上述對(duì)象進(jìn)行分級(jí)，而且使用某種分類機(jī)或分級(jí)機(jī)對(duì)上述對(duì)象進(jìn)行分級(jí)是公知的處理。通常，將待分級(jí)的對(duì)象保持在移動(dòng)的傳送機(jī)上并傳遞至光學(xué)分級(jí)系統(tǒng)或檢查系統(tǒng)，待分級(jí)的對(duì)象在此被自動(dòng)分級(jí)或分類，然后根據(jù)產(chǎn)品的某些期望特征對(duì)這些對(duì)象進(jìn)行收集，并且這些期望特征最常見(jiàn)的是對(duì)象的顏色變化及其它外部特征。對(duì)于不同對(duì)象的顏色分級(jí)/分類，該光學(xué)分級(jí)系統(tǒng)根據(jù)顏色和強(qiáng)度變化而與由單個(gè)對(duì)象反射的光的顏色和光強(qiáng)相關(guān)。因此，光學(xué)分級(jí)系統(tǒng)應(yīng)能夠顯著地識(shí)別、檢查顏色變化。在待分級(jí)的對(duì)象放置在移動(dòng)的傳送機(jī)上并且以高速或變化的速度對(duì)其進(jìn)行傳送的情況下，當(dāng)對(duì)象經(jīng)過(guò)光學(xué)分級(jí)系統(tǒng)時(shí)，待基于大小、形狀、顏色、表面特征分級(jí)的對(duì)象的類型的變化、傳送機(jī)上的對(duì)象的振動(dòng)和時(shí)而的滾動(dòng)會(huì)造成觀察距離和觀察角度的變化，因此很難產(chǎn)生恒定的信號(hào)，這會(huì)導(dǎo)致不良的顏色分級(jí)，并且由于當(dāng)前顏色分級(jí)系統(tǒng)無(wú)法高效地詳細(xì)觀察對(duì)象以便檢測(cè)顏色變化、表面缺陷/損傷等，因此這種分級(jí)不良的對(duì)象在商業(yè)上價(jià)值較低。為了克服這些缺點(diǎn)，已經(jīng)開發(fā)出一些發(fā)明來(lái)提供不同的光學(xué)分級(jí)系統(tǒng)。順便提及，發(fā)明名稱為“基于投影幾何的激光測(cè)距成像系統(tǒng)(Laser range imaging system based on projective geometry)”的專利文獻(xiàn)1(美國(guó)專利No.4979815)公開了用于通過(guò)觀察對(duì)象表面上的照射(illuminated，照明的、照亮的)光束來(lái)產(chǎn)生對(duì)象表面區(qū)域的距離圖像的裝置和方法。在此，通過(guò)將基本上平面的光束投射到表面上來(lái)沿著光帶照射表面。觀察照射光束并將其轉(zhuǎn)換成生成對(duì)象的距離圖像的圖像。通過(guò)在掃描對(duì)象的同時(shí)使對(duì)象移動(dòng)來(lái)形成對(duì)象的三維(3D)圖像。通過(guò)僅測(cè)量俯視圖和剖面圖，特別是當(dāng)對(duì)象具有非常不規(guī)則的形狀時(shí)，體積估算也可能會(huì)不準(zhǔn)確。通過(guò)使用位于移動(dòng)的對(duì)象上方的平面光束，僅對(duì)象的面向捕獲裝置的可見(jiàn)部分可以被檢測(cè)，由此形成二維圖像。對(duì)象的諸如以下的部分對(duì)于捕獲裝置而言將是不可見(jiàn)的，因此會(huì)在捕獲的圖像中顯示為空白，所述部分為未在捕獲裝置的視點(diǎn)的視線內(nèi)的表面部分以及對(duì)象的所有面向下的部分。這導(dǎo)致測(cè)量中的不確定性增加，并且因此上述裝置和相關(guān)方法無(wú)法提供準(zhǔn)確的顏色分級(jí)。發(fā)明名稱為“用于確定對(duì)象的體積、形狀和重量的裝置和方法(Apparatus and method for determining the volume,form and weight of objects)”的專利文獻(xiàn)2(美國(guó)專利No.5184733)包括線掃描相機(jī)，該線掃描相機(jī)記錄對(duì)象的俯視圖并且同時(shí)通過(guò)位于傳送機(jī)側(cè)面處的固定支架上的鏡子記錄對(duì)象的剖視圖。根據(jù)這些數(shù)據(jù)確定對(duì)象的寬度和高度。因此，對(duì)象的合成圖像由許多截面組成，該合成圖像中的對(duì)象具有在每個(gè)截面中的被測(cè)量對(duì)象的寬度和最大厚度。通過(guò)僅確定對(duì)象的寬度和高度，特別是當(dāng)對(duì)象具有不規(guī)則結(jié)構(gòu)時(shí)，誤差可能非常高，這會(huì)導(dǎo)致低效的對(duì)象顏色分級(jí)。在專利文獻(xiàn)1和2中，從側(cè)視圖獲得的圖像的準(zhǔn)確度并不足以有效地對(duì)對(duì)象進(jìn)行顏色分級(jí)。

發(fā)明名稱為“基于機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的對(duì)蝦品質(zhì)檢測(cè)及分類裝置(Prawns quality detecting and classifying device based on machine vision technology)”的專利文獻(xiàn)3(中國(guó)專利公開號(hào)CN103056111)公開了一種機(jī)器視覺(jué)技術(shù)，該機(jī)器視覺(jué)技術(shù)包括固定在傳送帶上方的照明箱頂端的單個(gè)相機(jī)，并且白色不平滑涂層涂覆在照明箱的內(nèi)壁上。光源向上照射，并且通過(guò)內(nèi)壁的白色涂層反射到對(duì)蝦的表面，由此僅捕獲對(duì)象的俯視圖。僅捕獲對(duì)象的一個(gè)側(cè)面的單個(gè)相機(jī)和光源無(wú)法提供準(zhǔn)確的對(duì)象等級(jí)。為了有效的顏色分級(jí)，必須從所有側(cè)面清楚地觀察對(duì)象，以便獲知甚至更小的顏色缺陷。