[发明专利]基于机器视觉的块状农产品尺寸在线测量方法与装置

说明书

技术领域

本发明涉及自动化生产过程在线质量检测领域，特别涉及一种基于机器视觉的块状农产品尺寸在线测量方法与装置。

背景技术

机器视觉是一项集合了数字图像处理、机械、控制、照明、光学、计算机软硬件等技术的一项综合技术。机器视觉系统可以实现对产品的无损害检测，快速获取大量信息，因此，机器视觉技术作为一种重要的检测手段已经日益引起人们的重视，并广泛地应用于成品检验和质量控制等领域。

生切块状农产品的合格率主要由块状农产品的尺寸和颜色两种外观特征决定。在机器视觉中，可以通过简单的颜色空间转换和自适应阈值法区分不同的颜色信息，因此，研究开发能够准确、高效、快捷的测量块状农产品尺寸的方法和装置，对块状农产品合格率检测以及块状农产品的大批量、自动化生产加工，具有重要意义。目前块状农产品的分选主要依靠感官评判的方法。感官评判是由训练有素的专业分选人员对块状农产品的尺寸和颜色等外观特征进行逐一评判来分选合格的块状农产品和不合格的块状农产品，但人的感觉器官的灵敏度受到经验、精神状态、身体状况以及周围环境等因素的干扰，并且长时间单调乏味的重复劳动，容易使人产生视觉疲劳，从而影响分选结果的准确性。目前还没用利用机器视觉对块状农产品合格率进行自动在线检测的方法和装置。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是自动测量块状农产品的尺寸，实现块状农产品合格率的在线检测。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明提出了一种基于机器视觉的块状农产品尺寸在线测量方法，包括步骤：

S1、沿块状农产品传送方向，根据传送带的传送速度，通过设置时钟触发摄像机在一定的时间间隔内采集一帧所述块状农产品的图像；

S2、将所采集的所述块状农产品的图像进行预处理，并将所述块状农产品从其背景中分离；

S3、提取连通区域，得到独立块状农产品，计算块状农产品面积并去除面积不合格的块状农产品，随后计算包含面积合格的块状农产品的最小矩形，并计算矩形拟合度；

S4、将拟合度与尺寸合格的块状农产品差别超过设定门限值的判定为尺寸不合格的块状农产品，并计算块状农产品的合格率。

其中，步骤S1中采集一帧所述块状农产品的图像的方法是：使待检测块状农产品通过振动器均匀地通过所述传送带传送到所述摄像机的下方，通过设置时钟触发所述摄像机采集图像，并将采集的图像通过光纤传输器传输至计算机。

其中，步骤S2的具体过程是：采用中值滤波法对所述块状农产品的图像进行去除噪声的预处理，并采用自适应阈值算法将所述块状农产品从其背景中分离。

其中，步骤S3的具体过程是：利用形态学开闭运算对与背景分离的所述块状农产品的图像进行空洞填充，然后利用序贯算法提取连通区域，从而获得所述块状农产品的面积，并根据面积合格的块状农产品通过阈值法去除面积不合格的块状农产品，接着利用霍夫变换计算包含所述面积合格的块状农产品的最小矩形、并计算矩形拟合度。

本发明还提供了一种基于机器视觉的块状农产品在线测量装置，其特征在于，包括鲜切刀具、位于所述鲜切刀具下方的振动器、与所述振动器连接的传送带、位于所述传送带上方的摄像机，与所述摄像机的输出连接的光纤传输器，所述光纤传输器的输出通过数据传输电缆与计算机连接，所述计算机内具有尺寸测量单元，

其中，还包括用于支撑所述摄像机的支架以及均匀分布在所述摄像机周围的LED光源。

其中，所述摄像机具有1394标准接口，并且所述信号光纤传输器的类型为IEEE1394。

其中，所述测量单元包括：图像输入设备控制模块、图像预处理模块、图像特征提取模块以及块状农产品合格率输出模块，其中，

所述图像输入设备控制模块用于采集块状农产品图像，

所述图像预处理模块用于将所采集的块状农产品的图像进行预处理，并将所述块状农产品从其背景中分离，

所述图像特征提取模块用于提取连通区域，得到独立块状农产品，计算块状农产品面积并去除面积不合格的块状农产品，随后计算包含面积合格的块状农产品的最小矩形，并计算矩形拟合度，

所述块状农产品合格率输出模块用于将拟合度与尺寸合格的块状农产品差别超过设定门限值的判定为尺寸不合格的块状农产品，并计算块状农产品的合格率。

(三)有益效果