[發(fā)明專利]一種馬鈴薯壓縮試驗(yàn)中接觸點(diǎn)曲率半徑的圖像檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711476253.6
• 申請(qǐng)日: 2017-12-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108253908B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-08-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 饒秀勤;高迎旺;宋晨波;應(yīng)義斌;徐惠榮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): G01B11/255
• 分類號(hào): G01B11/255;G01N3/06
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 林超

本發(fā)明公開(kāi)了一種馬鈴薯壓縮試驗(yàn)中接觸點(diǎn)曲率半徑的圖像檢測(cè)方法。首先拍攝旋轉(zhuǎn)角度相隔90°的兩幅馬鈴薯圖像，利用圖像處理方法分別對(duì)兩幅圖像中的馬鈴薯對(duì)象進(jìn)行輪廓提取，確定馬鈴薯上下接觸點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)的兩輪廓點(diǎn)。然后根據(jù)輪廓點(diǎn)鄰域內(nèi)離散點(diǎn)的密切圓，得到輪廓點(diǎn)處曲率半徑。最后根據(jù)兩輪廓點(diǎn)曲率半徑計(jì)算接觸點(diǎn)曲率半徑。本發(fā)明能夠避免半徑規(guī)測(cè)量方法主觀誤差大和已有方法適應(yīng)性不強(qiáng)的缺點(diǎn)，提高壓縮過(guò)程中接觸點(diǎn)處曲率半徑計(jì)算的準(zhǔn)確性，從而為準(zhǔn)確獲取馬鈴薯材料特性奠定基礎(chǔ)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及了一種馬鈴薯圖像處理方法，尤其是涉及了一種馬鈴薯壓縮試驗(yàn)中接觸點(diǎn)曲率半徑的圖像檢測(cè)方法。

背景技術(shù)

農(nóng)業(yè)物料壓縮試驗(yàn)中楊氏彈性模量E是表征其材料特性的關(guān)鍵參數(shù)。根據(jù)美國(guó)ASAE標(biāo)準(zhǔn)(ASAE S368.4W/Corr.1DEC2000(R2012).Compression Test of Food Materialsof Convex Shape.American Society of Agricultural Engineers(ASAE)Standards(2012).)的說(shuō)明，E的確定與壓縮試驗(yàn)中接觸點(diǎn)曲率半徑直接相關(guān)。常規(guī)方法采用半徑規(guī)直接測(cè)量，但是該方法受主觀因素影響較大，測(cè)量角度、被測(cè)面平整度等較小的變動(dòng)即可引起測(cè)量結(jié)果很大差別。另外，ASAE標(biāo)準(zhǔn)中的計(jì)算方法不適用于壓縮中農(nóng)業(yè)物料上下接觸點(diǎn)曲率半徑不同的情況。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決背景技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種馬鈴薯壓縮試驗(yàn)中接觸點(diǎn)曲率半徑的圖像檢測(cè)方法，可用于馬鈴薯壓縮試驗(yàn)，避免了半徑規(guī)測(cè)量主觀誤差大和已有方法不適用的缺點(diǎn)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

1)拍攝同一馬鈴薯以短軸為軸線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)下旋轉(zhuǎn)角度間隔90°的兩幅圖像，并以圖像的左上角點(diǎn)作為原點(diǎn)、以圖像的縱方向?yàn)閤軸、以圖像橫方向?yàn)閥軸建立初始坐標(biāo)系；

2)對(duì)兩幅圖像進(jìn)行處理獲得各自的輪廓曲線E₁和E₂；

3)得到兩條輪廓曲線上各自沿x軸坐標(biāo)最小值和坐標(biāo)最大值對(duì)應(yīng)的輪廓點(diǎn)P₁，P’₁和P₂，P’₂，其中，P₁和P₂為馬鈴薯上接觸點(diǎn)在兩條輪廓曲線上的輪廓點(diǎn)，P’₁和P’₂為馬鈴薯下接觸點(diǎn)在兩條輪廓曲線上的輪廓點(diǎn)；

4)針對(duì)步驟3)獲得的四個(gè)輪廓點(diǎn)，采用相同方式計(jì)算每個(gè)輪廓點(diǎn)P_i/P’_i處曲率半徑R_i/R’_i，i＝1,2，i表示圖像的序號(hào)；

5)根據(jù)計(jì)算所得的各輪廓點(diǎn)處曲率半徑，計(jì)算馬鈴薯上接觸點(diǎn)和下接觸點(diǎn)處的曲率半徑。

所述步驟1)具體為：具體實(shí)施將馬鈴薯水平放置在臺(tái)面上，通過(guò)相機(jī)俯視拍攝第一幅馬鈴薯圖像，然后將馬鈴薯以短軸為軸線沿任意角度方向旋轉(zhuǎn)90°，通過(guò)相機(jī)俯視拍攝第二幅馬鈴薯圖像，即使得通過(guò)相機(jī)拍攝兩幅圖像時(shí)的相機(jī)成像面相互垂直。

所述步驟2)具體將兩幅圖像均依次進(jìn)行二值化和平滑處理，然后利用canny算子提取獲得兩條輪廓曲線E₁和E₂，輪廓曲線主要由一系列的輪廓點(diǎn)構(gòu)成，一幅圖像包含一條輪廓曲線。

所述步驟4)具體為：對(duì)于每一幅圖像，預(yù)設(shè)鄰域像素寬度k，根據(jù)以輪廓點(diǎn)P_i/P’_i中心的k鄰域的其他輪廓點(diǎn)確定密切圓，再計(jì)算密切圓半徑R_i/R’_i，以輪廓點(diǎn)P_i為例說(shuō)明具體為：