[发明专利]一种马铃薯外部品质检测装置及方法

说明书

本发明公开一种基于双目视觉技术的马铃薯输送并且翻转的品质检测装置及方法。将托辊均匀间隔安装在弯板链条上，在电动机驱动下，链轮带动链条运动。托辊与摩擦板接触，在摩擦力的作用下托辊发生绕中心的自转运动。当马铃薯随托辊被传送到双目摄像头的拍摄范围内时，双目摄像头从空间不同的位置获取被测对象的两幅图像，通过计算图像对应点之间的位置偏差，对马铃薯进行连续图像采集，从而获取马铃薯的外部深度信息，与预设值进行比较，分析检测出马铃薯的品质信息。

技术领域

本发明涉及一种马铃薯输送且翻转的装置及方法，可以实现多列马铃薯匀速输送的同时发生翻转的功能，并在输送的过程中利用双目摄像头完成马铃薯的品质检测。

背景技术

目前以马铃薯为直接原料进行加工的各类食品有300多种，制成淀粉以及其他变性淀粉深加工的产品更达上千种，但是目前绝大部分马铃薯局限在简单食用或者饲料等领域。造成当下马铃薯产业加工利用率低，产业链条短的很重要的原因在于：现阶段马铃薯相关设备更多局限在马铃薯清洗或者不同大小马铃薯的分级筛选，但是马铃薯产业中对马铃薯品质要求不仅是清洗和大小这么简单，还必须要对马铃薯的形状，芽眼，表面凹陷，划痕，青皮等进行检测，才能够真正实现马铃薯的分级筛选管理，对马铃薯的外部品质检测缺乏有效的手段，或者为实现马铃薯外部品质检测而采取的技术措施过于复杂，增加了设备的成本，导致相关设备的普及率不高，市场接纳程度低。

中国是世界马铃薯生产大国,根据联合国粮农组织统计,目前全世界马铃薯种植面积2000万公顷(合3亿亩),总产量315亿吨。其中中国的种植面积达488万公顷(合7321万亩),占世界的25％,亚洲的60％,总产量达7086 万吨,占世界的20％和亚洲的70％,在世界均居领先地位，提高中国马铃薯产业的自动化水平对我国的马铃薯产业意义重大；本发明所采用的机器视觉技术与现有技术相比不仅能检测农产品缺陷，色泽和形状等性状，而且还具有重复性强、高效率、高精度的优点。

发明内容

本发明提供一套多列马铃薯输送和翻转的装置及方法，可以使多列马铃薯在输送带上匀速输送的同时实现马铃薯的翻转，并利用双目摄像头完成马铃薯的品质检测。

发明所采用具体技术方法如下：

检测装置支架对设备起到支撑固定作用，位于支架上的驱动装置通过传动装置带动托辊做圆周运动，实现马铃薯的运输。同时，用于使托辊绕轴心旋转的滚动发生装置与双目摄像头摄像范围内的托辊相互接触，托辊上的马铃薯随托辊的滚动而发生翻转。

其中，驱动装置可以是发动机、电动机或者步进电机，驱动装置包括联轴器、主动轮、从动轮、皮带或者链条，托辊可以为圆柱形、锥形或者V形。

双目摄像头包含有摄像头A和摄像头B，当马铃薯随托辊进入双目摄像头的摄像范围之后，摄像头A获取马铃薯第一图像信息，摄像头B获取马铃薯第二图像信息，图像处理器基于第一图像信息和第二图像信息匹配计算生成视差图，并对视差图进行分析得到马铃薯品质信息。

当控制马铃薯的输送速度为匀速时，可以基本控制不同马铃薯通过双目摄像头的摄像范围时的翻转速度为匀速，因此图像处理器可以假定马铃薯翻转速度恒定，这样有利于降低图像处理器的运算量，从而提升设备效率。

托辊有很多形状，包括但不限于圆柱形、锥形或者V形，其中圆柱形为最常见的形状；当托辊为锥形或者V形时，有利于马铃薯向特定位置移动，因此双目摄像头可以更容易确定马铃薯的位置，降低图像处理器的运算量，或者有利于实现同时对多列马铃薯进行计算。

针对马铃薯普遍的大小和实验结果显示，托辊的直径最小应该大于3厘米，最优选的范围在4厘米与30厘米之间。当托辊的直径太小，诸多马铃薯无法实现翻转，无法对马铃薯做全面的检测；当马铃薯的直径太大，不仅增加了设备的制造成本，运营成本(电费、摩擦、损耗)，还会造成畸形的马铃薯也能够实现翻转，图像处理器做不必要的计算，浪费处理器的计算资源。