[發明專利]一種無接觸式大批量獼猴桃成熟度檢測系統及方法

在審

• 申請號: 202210584884.4
• 申請日: 2022-05-27
• 公開（公告）號: CN115015008A
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 鄒榮;王月彤;何霖;王權;楊啟志
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: G01N3/40
• 分類號: G01N3/40;G01N3/06;G01N21/84;G06V10/22;G06V10/30;G06V10/44;G06V20/40;G06V20/68
• 代理公司: 南京智造力知識產權代理有限公司 32382
• 代理人: 胡德水

本發明公開了一種無接觸式大批量獼猴桃成熟度檢測系統及方法，包括高幀率視頻采集相機、振動平臺和處理器，采集獼猴桃微振動時的視頻圖像并傳輸至處理器進行視頻分析計算，定位獼猴桃所在位置；以視頻微動放大技術將獼猴桃在受到振動時的表皮微小位移放大至可觀察；通過對放大后的二值化處理、邊緣濾波檢測獼猴桃的質心位置，以視頻多幀圖像識別其位移變化；對放大的位移圖像閾值設定獼猴桃的成熟度等級，以計算的位移變化標定獼猴桃成熟度。相較于現今通過水果硬度計按壓獼猴桃、本發明通過對獼猴桃硬度的視覺檢測實現獼猴桃大量快速分級的無損檢測處理，達到提高我國獼猴桃水果的市場競爭力，具有令獼猴桃果品的未來不斷發展、壯大的重要意義。

技術領域

本發明屬于智能農業領域，具體涉及一種無接觸式大批量獼猴桃成熟度檢測系統及方法。

背景技術

獼猴桃作為一種富含多種維生素等營養的水果，酸甜可口，深受大眾的喜愛，然而獼猴桃的品質因為無法很好的鑒別其成熟度導致分級篩選時的不準確，因而消費者購買時很難通過外觀判別其是否成熟，導致獼猴桃的品質與其價值不能很好的對應。獼猴桃的成熟度判別多通過其果實的軟硬度判斷是否成熟可以食用。未成熟的獼猴桃果實堅硬，沒有伴隨香氣，味道苦澀，表明不宜食用；已成熟的獼猴桃果實較軟，伴隨果實香氣，味道酸甜，表明適宜食用；過于成熟的獼猴桃果實很軟并伴隨有異味，已過于成熟或者已壞，表明不宜食用。

現今獼猴桃檢測技術不完善，檢測時采用水果硬度計按壓獼猴桃使其無法再食用、采用甜度計檢測果實甜度等方法，并不被廣泛應用于生產生活，更多以人工分揀為主要方法進行獼猴桃的成熟度判別，不僅人力需求較高，更易造成果實的損傷，檢測效率極低。

考慮上述因素，本發明提供一種無接觸式大批量獼猴桃成熟度檢測系統及方法。通過對獼猴桃硬度的視覺檢測來鑒定獼猴桃內部的品質指標，實現對大量獼猴桃的無接觸式快速分級的無損檢測處理，達到提高我國獼猴桃水果的市場競爭力，提高商品的整體價值和出口數量，具有令獼猴桃的未來果品不斷發展、壯大的重要意義。

發明內容

本發明提供一種無接觸式大批量獼猴桃成熟度檢測系統及方法，采用高幀率視頻采集相機準確存取獼猴桃振動圖像，依托圖像處理相鄰像素點灰度值的突變識別并定位獼猴桃表皮邊界點位置。采用視覺傳感器拍攝獼猴桃受到同等微小振動時，不同的成熟度其表面的形變情況不同，采用微動放大技術將微小的位移X-t圖像放大，實現微小位移的放大處理。以成熟獼猴挑為標準值，求取其同等條件的微小位移設定為閾值，區分獼猴桃的成熟與否。合理地調試設備，實現高幀率視頻采集相機與處理器的快速通訊，同步傳輸大量的像素點信息，使得整個系統在運行中能夠有條不紊地進行大批量的獼猴桃成熟度等級判斷，實現無損檢測。

10.本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種無接觸式大批量獼猴桃成熟度檢測系統，包括高幀率視頻采集相機、振動平臺和處理器；

振動平臺包括振動模塊；所述振動模塊用于通過振動平臺實現對獼猴桃的微振動處理；

高幀率視頻采集相機包括視頻采集模塊；所述視頻采集模塊用于采集獼猴桃微振動時的視頻圖像并傳輸至處理器進行視頻分析計算；

處理器結合高幀率視頻采集相機傳輸的視頻圖像信息，包括獼猴桃識別模塊、視頻微動放大模塊和成熟度計算模塊；

所述獼猴桃識別模塊用于通過攝像頭采集的圖像分析，以圖像相鄰像素點的灰度值的突變識別獼猴桃的表層邊界，定位獼猴桃所在位置；

所述視頻微動放大模塊用于通過視頻圖像微動放大技術將獼猴桃在受到振動時的表皮微小位移放大至可觀察，包含視頻數據分解處理、視頻數據采集處理、視頻信號去噪處理、視頻序列放大處理和視頻放大建設處理；

所述成熟度計算模塊包括成熟度檢測模塊和成熟度標定模塊；

所述成熟度檢測模塊用于通過對放大后的灰度圖像識別標定獼猴桃所在平臺位置，以邊緣濾波檢測獼猴桃的質心位置，以視頻多幀圖像識別其位移變化；