[發(fā)明專利]一種仁果多類別外部品質(zhì)檢測方法和檢測裝置

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• 申請日: 2021-02-23
• 公開（公告）號: CN112862796A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李佳;呂程序;王飛云;張帥揚(yáng);李亞碩;毛文華;趙博;苑嚴(yán)偉
• 申請（專利權(quán)）人: 中國農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/187;G06T7/62;G06T7/90;G06N3/08;G06N3/04;G06K9/46;G01N21/88
• 代理公司: 北京律誠同業(yè)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11006
• 代理人: 張燕華;尚群

一種仁果多類別外部品質(zhì)檢測方法，用于仁果檢測分級線，構(gòu)建共享基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)和多指標(biāo)輸出網(wǎng)絡(luò)的樹形架構(gòu)進(jìn)行仁果多類別外部品質(zhì)檢測，包括通過圖像采集裝置獲取仁果的柄端、萼端和胴部圖像；提取圖像有效區(qū)域，分別對提取的單個有效區(qū)域逐個進(jìn)行空盤檢測；基于連通域判別果盤是否空盤，若是空盤，則繼續(xù)判別有效區(qū)域是否都識別完畢，若沒有全部識別完畢，則進(jìn)行下一個單個有效區(qū)域的判別；若均識別完畢，則判斷是否停止檢測；若非空盤，則果盤有效區(qū)域進(jìn)入樹形檢測網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行進(jìn)一步的外部品質(zhì)檢測計算；以及判斷是否繼續(xù)檢測，若停止檢測則終止程序；若繼續(xù)檢測，則重新執(zhí)行上述步驟。本發(fā)明還提供了采用上述檢測方法的仁果檢測裝置。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)器視覺技術(shù)，特別是一種基于樹形網(wǎng)絡(luò)的仁果多類別外部品質(zhì)檢測方法和檢測裝置。

背景技術(shù)

仁果是合生心皮下位子房與花托、萼筒共同發(fā)育而成的肉質(zhì)果類，例如蘋果、梨、山楂、枇杷。仁果產(chǎn)業(yè)是我國農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)。影響仁果品質(zhì)的因素較多，如畸形果、色澤、果銹、刺劃傷、碰壓傷、磨傷、雹傷、灼傷及蟲傷等。當(dāng)前我國仁果產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀是高產(chǎn)量低質(zhì)量，導(dǎo)致仁果業(yè)的國際市場競爭力低下。仁果的生產(chǎn)過程充滿了復(fù)雜性，仁果質(zhì)量監(jiān)管難度較大，傳統(tǒng)的檢測技術(shù)也影響了監(jiān)管效率，監(jiān)管的滯后也為消費(fèi)者的健康帶來隱患，研發(fā)、生產(chǎn)的相關(guān)快速檢測產(chǎn)品可以提高檢測的便利性，提高檢測效率。

仁果品質(zhì)的光學(xué)無損檢測始于20世紀(jì)50年代，70年代末開始利用機(jī)器視覺技術(shù)對水果進(jìn)行自動檢測、分級?，F(xiàn)有技術(shù)的仁果外部品質(zhì)檢測方法通常只針對一種外部品質(zhì)指標(biāo)，如外部損傷、色澤、果形等，對于多種不同的外部指標(biāo)需要加載不同的模型，計算量大且系統(tǒng)復(fù)雜度較高。同時，常見的基于機(jī)器視覺的仁果檢測方法中對仁果的擺放有一定要求，而真實流水線中仁果的傳送通常為隨機(jī)狀態(tài)，不能滿足上述要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種基于樹形網(wǎng)絡(luò)的仁果多類別外部品質(zhì)檢測方法和檢測裝置。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種仁果多類別外部品質(zhì)檢測方法，用于仁果檢測分級線，其中，構(gòu)建共享基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)和多指標(biāo)輸出網(wǎng)絡(luò)的樹形架構(gòu)進(jìn)行仁果多類別外部品質(zhì)檢測，包括如下步驟：

S100、通過圖像采集裝置獲取仁果的柄端、萼端和胴部圖像；

S200、提取圖像有效區(qū)域，分別對提取的單個有效區(qū)域逐個進(jìn)行空盤檢測；

S300、基于連通域判別果盤是否空盤，若是空盤，則繼續(xù)判別有效區(qū)域是否都識別完畢，若沒有全部識別完畢，則進(jìn)行下一個單個有效區(qū)域的判別；若均識別完畢，則判斷是否停止檢測；

S400、若非空盤，則果盤有效區(qū)域進(jìn)入樹形檢測網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行進(jìn)一步的外部品質(zhì)檢測計算；以及

S500、判斷是否繼續(xù)檢測，若停止檢測則終止程序；若繼續(xù)檢測，則重新執(zhí)行步驟S100-S500；

其中，所述樹形網(wǎng)絡(luò)包括基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)和輸出網(wǎng)絡(luò)，所述基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)通過經(jīng)典卷積計算獲得圖像特征表示；所述輸出網(wǎng)絡(luò)分為多個支路對仁果的傳送狀姿態(tài)和外部品質(zhì)特征進(jìn)行判別。

上述的仁果多類別外部品質(zhì)檢測方法，其中，步驟S400中對仁果的外部品質(zhì)特征的檢測融合仁果的傳送姿態(tài)的判定結(jié)果輸出，并剔除判別為無效的結(jié)果。

上述的仁果多類別外部品質(zhì)檢測方法，其中，步驟S300中基于連通域判別果盤是否空盤進(jìn)一步包括：

S301、將上方攝像頭采集的RGB圖像轉(zhuǎn)換為HSV圖像，使目標(biāo)的顏色特征更加突出；

S302、按照HSV的顏色空間分布規(guī)律，以閾值T_min和T_max對圖像進(jìn)行顏色分割從而獲得二值圖像；

S303、對所述二值圖像進(jìn)行最大連通域面積計算，設(shè)定連通域面積與整個圖像面積占比為設(shè)定閾值T；以及