[发明专利]一种水果形状检测方法及装置

权利要求书

1.一种水果形状检测方法，其特征在于该方法的步骤如下：

1）针对同一品种水果的每个水果，采集9-20幅不同姿态的水果彩色图像；

2）对每幅水果彩色图像进行背景分割与目标提取，获得水果二值图像；

3）求解每幅水果二值图像中水果的最小外接矩；

4）最小外接矩的两条中心线将每幅水果二值图像中的水果分成四个区域，分别求解四个区域的水果面积；

5）求解每幅水果二值图像中水果的对称指数，以至少1个形状端正和1个形状不端正的同品种水果的对称指数离散度的中间值作为该品种水果的阈值，将任意同一品种水果的对称指数离散度与该品种水果的阈值进行比较来判断水果形状是否端正。

2.根据权利要求1所述的一种水果形状检测方法，其特征在于，所述步骤2）中的对每幅水果彩色图像进行背景分割与目标提取的具体步骤是：提取水果彩色图像中的R，G，B分量，通过分量之间的算术运算获得融合后的水果灰度图像，定义边长小于水果灰度图像边长的矩形结构元素S，通过矩形结构元素S与水果灰度图像进行开运算，消除残留水果灰度图像的背景噪声得到水果灰度图像，再定义直径小于水果灰度图像边长的圆形掩膜w，通过圆形掩膜w与水果灰度图像进行卷积运算得到水果灰度图像，对水果灰度图像采用大津法进行自动阈值二值处理，得到水果二值图像。

3.根据权利要求1所述的一种水果形状检测方法，其特征在于，所述的步骤4）中分别求解四个区域的水果面积的具体步骤是：依次标记最小外接矩的各条边上的中心点，分别搜索水果轮廓上到四个中心点距离最近的点，以矩形形心为中心，根据海伦公式分别积分求解四个区域的水果面积。

4.根据权利要求1所述的一种水果形状检测方法，其特征在于：所述的步骤5）中的对称指数为四个区域水果面积的最小面积与最大面积的比值。

5.根据权利要求1所述的一种水果形状检测方法，其特征在于：所述的步骤5）中的对称指数离散度为对称指数的最大值和最小值的差值与对称指数的平均值的比值。

6.根据权利要求1所述的一种水果形状检测方法，其特征在于：所述的水果为球形水果。

7.根据权利要求6所述的一种水果形状检测方法，其特征在于：所述的球形水果为苹果、柑橘或脐橙。

8.用于实施权利要求1所述方法的一种水果形状检测装置，其特征在于：包括三个千兆网彩色摄像机(1)、光照箱(2)、散光板(3)、LED光源(4)、被测水果(5)、链式输送装置(6)、滚子(7)、接近开关(8)和计算机(9)；在光照箱(2)内，链式输送装置(6)安装在光照箱(2)底部，三个千兆网彩色摄像机(1)安装在光照箱(2)上部，两排LED光源(4)分别安装在链式输送装置(6)和千兆网彩色摄像机(1)之间的两侧，链式输送装置(6)上安装有一排滚子(7)，滚子(7)之间存在间隙，被测水果(5)放置在滚子(7)上，LED光源(4)的光线透过散光板(3)均匀照射到被测水果(5)表面，接近开关(8)安装在链式输送装置(6)一侧并与滚子(7)在同一水平面上，三个千兆网彩色摄像机(1)均与计算机(9)相连接，接近开关(8)与三个千兆网彩色摄像机(1)连接。

9.根据权利要求8所述的一种水果形状检测装置，其特征在于：当所述的滚子(7)阻挡接近开关(8)时触发三个千兆网彩色摄像机(1)采集图像。

10.根据权利要求8所述的一种水果形状检测装置，其特征在于：所述的被测水果(5)通过滚子(7)进行翻转和平移运动。