[发明专利]果实重量遥测装置与方法

权利要求书

1.一种果实重量遥测装置，其特征在于：包括微处理器(101)、触摸屏(102)、高清摄像头(103)与红外测距器(104)，软件系统包括基于数据库(107)的果实颜色识别模块(105)与果实体积识别模块(106)；所述高清摄像头(103)对果实进行拍摄，并通过视觉识别技术对果实的轮廓进行识别与拟合；所述红外测距器(104)对采样位置进行测距，并利用二次样条插值曲线方法，建立基准曲线；所述数据库(107)建立有果实品种、色谱、平均密度因子与果实重量的关系，并且定义了各因子与果实重量的相关性，通过已有的数据信息匹配果实颜色识别模块(105)和果实体积识别模块(106)传送的数据。

2.一种利用权利要求1所述的装置进行果实重量遥测方法，其特征在于包含以下步骤：

第一步：将果实重量遥测装置以合适的角度对准选定果实，触摸屏(102)显示高清摄像头(103)所瞄准的测量果实的图像与红外测距器(104)发出的“+”标志，红外测距器(104)实时测量“+”距离高清摄像头(103)的距离d；

第二步：通过果实颜色识别模块(105)获得果实的颜色像素，并通过视觉识别技术在触摸屏(102)上自动实时勾画出果实的二维轮廓，如果正确则由操作者进行确认，设备将该轮廓图像作为经线1进行存储；

第三步：操作者以果实为中心移动果实重量遥测装置，果实的二维轮廓发生变化，操作者在不同角度上多次确认轮廓图像，分别存储为经线2、经线3……经线n；

第四步：在不同角度位置上建立轮廓图像的同时，红外测距器(104)将多次采样位置测距并记录，得到果实平面的多个采样点；采用二次样条插值法通过由多个采样点来建立本次采样的基准图像，即为纬线；

第五步：将果实的基准图像即纬线横切由轮廓图像即经线1、经线2……经线n组成的近似球体，得到横切图；

第六步：计算横切图中r_n，果实横切图的面积

第七步：果实体积(h为积分参数，H为果实的高度)；

第八步：计算得出果实的重量G＝ρV(ρ为果实的密度)；

所述第四步中二次样条插值法的方法如下：

假设有n+1个不同的节点x_i

x₀＜x₁＜...＜x_n-1＜x_n

以及n+1节点值y_i，建立一个n阶样条函数

S(x)=S0(x)x∈[x0,x1]S1(x)x∈[x1,x2]...Sn-1(x)x∈[xn-1,xn]]]>

其中每个S_i(x)都是一个K次的多项式，取K＝2，则二次样条插值函数为：

Si(x)=yi+zi(x-xi)+zi+1-zi2(xi+1-xi)(x-xi)2]]>

通过选择z₀，然后用递推关系就可以得到系数z_i+1

zi+1=-zi+2yi+1-yixi+1-xi.]]>