[發明專利]紅提果粉的在線視覺檢測分級裝置及其方法

有效

• 申請號: 201810459187.X
• 申請日: 2018-05-15
• 公開（公告）號: CN108318494B
• 公開（公告）日: 2019-10-08
• 發明（設計）人: 王巧華;肖壯;李理;高升
• 申請（專利權）人: 華中農業大學
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88;G01N21/84;G01N21/359;G01N21/3563
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所 42001
• 代理人: 黃瑞棠

本發明公開了一種紅提果粉的在線視覺檢測分級裝置及其方法，涉及農產品在線無損自動檢測與分級技術。本裝置包括檢測分級對象紅提果粉（9）；設置有夾持機構（1）、背景紙（2）、光室（3）、導軌（4）、光電傳感器（5）、工業相機（6）、光源調節器（7）、光源（8）、單片機控制器（10）和計算機（11）；本方法是：①紅提果粉圖像的采集；②紅提果粉圖像的預處理；③紅提果粉檢測模型的建立；④判別紅提果粉等級。本發明采用機器視覺技術，能夠完成整串紅提果粉的自動檢測和分級；前人暫未對紅提果粉進行檢測分級研究，此發明具有創新性；高效率、高智能，分級標準統一，能夠實現無損在線檢測，具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明涉及農產品在線無損自動檢測與分級技術，尤其涉及一種紅提果粉的在線視覺檢測分級裝置及其方法。

具體地說，本發明利用機器視覺技術同時采集紅提的彩色圖像和近紅外圖像，并進行一系列的圖像預處理，獲取彩色圖像RGB空間中的R分量、G分量、B分量灰度參數，結合肉眼判斷紅提果粉品質級別，建立紅提果粉區域的在線檢測模型，結合分級標準設定的閾值，實現對紅提果粉品質的檢測分級。

背景技術

本發明涉及的對象紅提，是美國在70年代培育出來的雜交品種，果穗較大，果粒呈橢圓狀，顏色呈紅色或紫色，果皮較厚，肉感厚實，香甜可口，洗凈后可以直接食用，是鮮萄中有價值的品種之一。果粒上的果粉是由其表皮細胞通過光合作用合成的，其合成過程需要上百種基因以及各種酶共同參與完成。紅提果粉的附著程度可以直接反映紅提在種植期間的用藥情況，且果粉中含有諸多有益于人體健康的物質，比如白藜蘆醇可以延緩衰老、齊墩果酸能夠降低血糖血脂，因此果粉附著程度越高，紅提用藥越合理，越有益于消費者的身體健康，在紅提的采后階段對按果粉品質進行檢測分級，非常具有實際意義。

目前，國內外學者在紅提品質上做了很多研究。曾慶兵等【曾慶兵,劉成良, 苗玉彬, 王世平, 黃丹楓. 基于形態學圖像處理的重疊葡萄果徑無損測量[J].農業工程學報,2009,25(9):356-360.】通過形態學處理的方法，實現了對葡萄果粒的精確定位，從而為觀測葡萄的生長狀況提供了參考；Li M等【Li M，Wang Q, Zhu J.Automatic recognition ofgrapes' size level based on machine vision[J]. J Food Agr & Environ, 2012, 10(3):78-80.】通過檢測葡萄輪廓的角點將輪廓邊緣的葡萄果粒識別出來，并通過計算單粒葡萄的平均曲率作為判定標準，將葡萄按照大小分級，最終分級準確率為90%；魯偉奇【魯偉奇.葡萄成熟度無損檢測研究[D]．杭州：中國計量學院,2013.】通過采集待檢測葡萄果粒區域的6個顏色特征，結合歐式距離和支持向量機的方法，對20串巨峰葡萄的成熟度進行檢測，檢測結果均符合實際情況；陳辰等【陳辰, 魯曉翔, 張鵬, 陳紹慧, 李江闊. 紅提葡萄V_C含量的可見/近紅外檢測模型[J].食品與機械,2015(5):70-74.】研究了基于可見/近紅外光譜對紅提VC含量的預測模型，該模型采用了多種光譜預處理方法，并結合了改進的偏最小二乘法，模型的預測決定系數為0.9318，實驗結果表明，該方法對VC含量的快速無損檢測具有指導意義。

經檢索，國內外僅建立了葡萄的大小、成熟度等品質分級模型，目前尚未發現有關紅提葡萄果粉的在線視覺檢測分級裝置及其方法。

發明內容

本發明的目的在于實現紅提果粉無損在線檢測分級，提供一種紅提果粉的在線視覺檢測裝置及其方法。

本發明的目的是這樣實現的：

首先，將紅提放入夾持機構固定，一并放置在導軌下方的掛鉤上，打開電機使紅提沿著導軌運動，當紅提行進至光室一側的光電傳感器時觸發開關，單片機接收觸發信號并發送給計算機（上位機），從而控制工業相機采集紅提彩色圖像和近紅外圖像；計算機對圖像進行處理后，提取出紅提果粒上的果肉和果粉的顏色特征參數；最后通過建立的分級模型判斷紅提果粉的級別，再將最終的結果以文檔的形式打印出來，達到紅提果粉品質分級的目的。