漫透射光譜與圖像信息融合的蜜瓜內(nèi)部品質(zhì)在線檢測(cè)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及漫透射光譜與圖像信息融合的蜜瓜內(nèi)部品質(zhì)在線檢測(cè)裝置，該裝置包括輸送裝置、信號(hào)控制單元、漫透射光譜采集裝置、蜜瓜圖像采集裝置、計(jì)算機(jī)，所述的輸送裝置上設(shè)置有盛放蜜瓜的拖環(huán)，每一拖環(huán)均依次穿過蜜瓜圖像采集裝置的圖像采集室和漫透射光譜采集裝置的光譜采集室；圖像采集室內(nèi)的激光傳感器和兩個(gè)工業(yè)相機(jī)、以及光譜采集室內(nèi)的激光傳感器、近紅外光譜儀均通過信號(hào)控制單元與計(jì)算機(jī)相連接?？捎行z測(cè)蜜瓜內(nèi)部品質(zhì)，克服了無(wú)法通過圖像信息精確檢測(cè)蜜瓜內(nèi)部品質(zhì)指標(biāo)的不足。
【專利說(shuō)明】漫透射光譜與圖像信息融合的蜜瓜內(nèi)部品質(zhì)在線檢測(cè)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種蜜瓜內(nèi)部品質(zhì)在線無(wú)損檢測(cè)裝置，尤其涉及采用漫透射光譜與圖像信息融合的蜜瓜內(nèi)部品質(zhì)在線檢測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]蜜瓜是西北地區(qū)重要的經(jīng)濟(jì)作物，長(zhǎng)期以來(lái)，蜜瓜銷售過程中成熟度和品質(zhì)劃分只是采用傳統(tǒng)的人工法或破壞性抽樣檢測(cè)，耗時(shí)費(fèi)力，主觀因素影響大，檢測(cè)和分級(jí)粗放，造成良莠混雜，降低了該果品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和銷售價(jià)格。解決蜜瓜存在的上述問題不能單純依靠培育新品種、改善種植和儲(chǔ)運(yùn)條件，而是更要注重在商品化過程中的品質(zhì)檢測(cè)和分級(jí)處理技術(shù)。
[0003]品質(zhì)分級(jí)是蜜瓜商品化處理的重要環(huán)節(jié)，決定蜜瓜品質(zhì)的主要指標(biāo)是其內(nèi)部品質(zhì)指標(biāo)(糖度、硬度)，但在采用漫透射光譜技術(shù)在對(duì)其進(jìn)行內(nèi)部品質(zhì)檢測(cè)時(shí)，光譜信息中不僅包含其內(nèi)部品質(zhì)信息，也包含其外部特征信息，如形狀、大小信息，而蜜瓜形狀、大小的差異對(duì)漫透射光譜存在明顯影響，進(jìn)而影響品質(zhì)檢測(cè)精度。目前，還沒有可靠的從漫透射光譜中消除這些影響的方法。因此，如在對(duì)蜜瓜的漫透射光譜分析時(shí)，知道其形狀、大小信息，進(jìn)而在建立檢測(cè)模型時(shí)，考慮形狀、大小對(duì)光譜的影響，定可提高檢測(cè)精度。圖像對(duì)水果的外觀特征快速無(wú)損檢測(cè)具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，不僅可檢測(cè)蜜瓜的形狀、大小，而且可檢測(cè)其外觀顏色特征，而顏色特征又與蜜瓜的內(nèi)部品質(zhì)具有一定的相關(guān)性。因此，如將光譜信息與圖像信息融合，借助多傳感器信息融合取長(zhǎng)補(bǔ)短、比單一傳感器更優(yōu)越的性能進(jìn)行蜜瓜內(nèi)部品質(zhì)的檢測(cè)，不僅可解決蜜瓜形狀、大小差異對(duì)檢測(cè)精度的影響問題，也可利用蜜瓜的外觀顏色特征與其內(nèi)部品質(zhì)具有相關(guān)性的特點(diǎn)提高檢測(cè)精度，同時(shí)也克服了圖像無(wú)法深入蜜瓜內(nèi)部進(jìn)行品質(zhì)指標(biāo)精確檢測(cè)的不足。因此，開展基于蜜瓜漫透射光譜與圖像信息融合的內(nèi)部品質(zhì)檢測(cè)裝置研究具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實(shí)用新型提供一種蜜瓜內(nèi)部品質(zhì)在線無(wú)損檢測(cè)裝置，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種漫透射光譜與圖像信息融合的蜜瓜內(nèi)部品質(zhì)在線檢測(cè)裝置，包括輸送裝置、信號(hào)控制單元、漫透射光譜采集裝置、蜜瓜圖像采集裝置和計(jì)算機(jī)，所述的輸送裝置的傳送帶設(shè)置有盛放蜜瓜的拖環(huán)，每一拖環(huán)均依次穿過蜜瓜圖像采集裝置的圖像采集室和漫透射光譜采集裝置的光譜采集室；圖像采集室內(nèi)的激光傳感器和兩個(gè)工業(yè)相機(jī)、光譜采集室內(nèi)的激光傳感器、近紅外光譜儀均通過信號(hào)控制單元與計(jì)算機(jī)相連接。
[0005]所述的輸送裝置(19 )包括支撐連接架(26 )以及安裝在支撐連接架(26 )上的第一皮帶支撐輥(27)、第二皮帶支撐輥(28)、第一驅(qū)動(dòng)鏈輪(29)、驅(qū)動(dòng)鏈條(30)、第二驅(qū)動(dòng)鏈輪(31)、調(diào)速電機(jī)(32 )和傳送帶(5 )，第二驅(qū)動(dòng)鏈輪(31)安裝在調(diào)速電機(jī)(32 )上，第一驅(qū)動(dòng)鏈輪(29 )安裝在第一皮帶支撐輥(27 )上，所述的第一驅(qū)動(dòng)鏈輪(29 )和第二驅(qū)動(dòng)鏈輪(31)通過驅(qū)動(dòng)鏈條(30)進(jìn)行傳動(dòng)連接，傳送帶(5)繞在支撐連接架上的第一皮帶支承輥27和第二皮帶支承輥(28 )的外圍，數(shù)個(gè)拖環(huán)均勻的固定在傳送帶(5 )上。
[0006]所述的漫透射光譜采裝置包括光譜采集室(18)、圓弧狀光源固定架(8)、鹵素?zé)艄庠?10)、光譜采集室內(nèi)的激光傳感器(7)、光纖探頭(15)、近紅外光譜儀(21)，其中鹵素?zé)艄庠?10)、光譜采集室內(nèi)的激光傳感器(7)、圓弧狀光源固定架(8)位于光譜采集室
(18)內(nèi)部，鹵素?zé)艄庠?10)均勻分布在圓弧狀光源固定架(8)上，兩個(gè)圓弧狀光源固定架
(8)相對(duì)設(shè)置，拖環(huán)從兩個(gè)圓弧狀光源固定架(8)中間穿過；在光譜采集室(18)的上部設(shè)置有通風(fēng)口，在通風(fēng)口的上部安裝有風(fēng)扇(9)，光纖探頭(15)位于拖環(huán)的底部，通過光纖與近紅外光譜儀(21)連接。
[0007]所述的蜜瓜圖像采集裝置包括蜜瓜圖像采集室(11)、第一工業(yè)相機(jī)(I)、第二工業(yè)相機(jī)(4)、LED光源(3)、圖像采集室內(nèi)的激光傳感器(2)，其中第一工業(yè)相機(jī)(I)、第二工業(yè)相機(jī)(4)、圖像采集室內(nèi)的激光傳感器(2)和LED光源(3)位于蜜瓜圖像采集室(11)內(nèi)部，兩個(gè)圖像采集室內(nèi)的激光傳感器(2)相對(duì)設(shè)置，LED光源(3)分別設(shè)置在蜜瓜圖像采集室的四角；第一工業(yè)相機(jī)(I)和第二工業(yè)相機(jī)(4)分別采集被測(cè)蜜瓜的正面圖像信息與側(cè)面圖像信息。
[0008]所述的傳送帶(5)為兩條，相互之間平行設(shè)置，中間形成空隙；兩條傳送帶均通過第一皮帶支承輥和第二皮帶支承輥安裝在支撐連接架上，拖環(huán)的兩端分別固定安裝在兩條傳送帶上。
[0009]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:上述方案提供了一種基于漫透射光譜和圖像信息融合的蜜瓜內(nèi)部品質(zhì)在線檢測(cè)裝置，將蜜瓜光譜信息與圖像信息進(jìn)行融合，可有效檢測(cè)蜜瓜內(nèi)部品質(zhì)，同時(shí)也克服了無(wú)法通過圖像信息精確檢測(cè)蜜瓜內(nèi)部品質(zhì)指標(biāo)的不足。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是本實(shí)用新型裝置的示意圖；
[0011]圖2是圖1中輸送裝置的示意圖；
[0012]圖3是本實(shí)用新型中蜜瓜圖像采集裝置的俯視圖；
[0013]圖4是圖3的側(cè)視圖；
[0014]圖5是本實(shí)用新型中漫透射光譜采集裝置的俯視圖；
[0015]圖6是圖5的側(cè)視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合具體實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步描述本實(shí)用新型，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)將會(huì)隨著描述而更為清楚。但這些實(shí)施例僅是范例性的，并不對(duì)本實(shí)用新型的范圍構(gòu)成任何限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，在不偏離本實(shí)用新型的精神和范圍下可以對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案的細(xì)節(jié)和形式進(jìn)行修改或替換，但這些修改和替換均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0017]參見圖1至圖6，本實(shí)用新型涉及一種漫透射光譜與圖像信息融合的蜜瓜內(nèi)部品質(zhì)在線檢測(cè)裝置，包括輸送裝置、信號(hào)控制單元14、漫透射光譜采集裝置、蜜瓜圖像采集裝置和計(jì)算機(jī)，所述的輸送裝置的傳送帶上設(shè)置有盛放蜜瓜的拖環(huán)，每一拖環(huán)均依次穿過蜜瓜圖像采集裝置的圖像采集室11和漫透射光譜采集裝置的光譜采集室18 ;圖像采集室內(nèi)的激光傳感器2和兩個(gè)工業(yè)相機(jī)(第一工業(yè)相機(jī)1、第二工業(yè)相機(jī)4、光譜米集室內(nèi)的激光傳感器7、近紅外光譜儀21均通過信號(hào)控制單元14與計(jì)算機(jī)24相連接。
[0018]所述的輸送裝置19包括支撐連接架26以及安裝在支撐連接架26上的第一皮帶支撐輥27、第二皮帶支撐輥28、第一驅(qū)動(dòng)鏈輪29、驅(qū)動(dòng)鏈條30、第二驅(qū)動(dòng)鏈輪31、調(diào)速電機(jī)32、傳送帶5組成，第二驅(qū)動(dòng)鏈輪31安裝在調(diào)速電機(jī)32上，第一驅(qū)動(dòng)鏈輪29安裝在第一皮帶支撐輥27上，所述的第一驅(qū)動(dòng)鏈輪29和第二驅(qū)動(dòng)鏈輪31通過驅(qū)動(dòng)鏈條30進(jìn)行連接，傳送帶5繞在支撐連接架上的第一皮帶支承輥27和第二皮帶支承輥28的外圍，數(shù)個(gè)拖環(huán)6均勻的固定在傳送帶上。
[0019]所述的傳送帶5為兩條，相互之間平行設(shè)置，中間形成空隙；兩條傳送帶均通過第一皮帶支承輥和第二皮帶支承輥安裝在支撐連接架上；拖環(huán)的兩端分別固定安裝在兩條傳送帶上，當(dāng)將蜜瓜放在托環(huán)上以后，蜜瓜的底部暴露，近紅外光譜儀位于光譜采集室的外部，處于兩傳送帶之間空隙的底部，用于對(duì)拖環(huán)內(nèi)的蜜瓜進(jìn)行光譜采集。
[0020]所述的漫透射光譜采裝置包括光譜采集室18、圓弧狀光源固定架8、鹵素?zé)艄庠?0、光譜采集室內(nèi)的激光傳感器7、光纖探頭15、近紅外光譜儀21，其中鹵素?zé)艄庠?0、光譜采集室內(nèi)的激光傳感器7、圓弧狀光源固定架8位于光譜采集室18內(nèi)部，鹵素?zé)艄庠?0均勻分布在圓弧狀光源固定架8上，兩個(gè)圓弧狀光源固定架8相對(duì)設(shè)置，拖環(huán)從兩個(gè)圓弧狀光源固定架中間穿過；在光譜采集室的上部設(shè)置有通風(fēng)口，在通風(fēng)口的上部安裝有風(fēng)扇9，光纖探頭15位于托環(huán)的底部，通過光纖16與近紅外光譜儀21連接。
[0021]所述的蜜瓜圖像采集裝置包括蜜瓜圖像采集室11、第一工業(yè)相機(jī)1、第二工業(yè)相機(jī)4、LED光源3、圖像采集室內(nèi)的激光傳感器2，其中第一工業(yè)相機(jī)(I)、第二工業(yè)相機(jī)4、圖像采集室內(nèi)的激光傳感器2和LED光源3位于蜜瓜圖像采集室11內(nèi)部，兩個(gè)圖像采集室內(nèi)的激光傳感器2相對(duì)設(shè)置，LED光源3分別設(shè)置在蜜瓜圖像采集室的四角。第一工業(yè)相機(jī)I位于蜜瓜圖像采集室11的內(nèi)部一側(cè)，用于采集被測(cè)蜜瓜的正面圖像信息，即蜜瓜的兩個(gè)端部的其中一端；第二工業(yè)相機(jī)4位于蜜瓜圖像采集室11的底部，采集蜜瓜的側(cè)面(由于蜜瓜類似橢圓，側(cè)面即橢圓長(zhǎng)軸方向所在的一面)圖像信息。
[0022]本實(shí)用新型的工作原理是:
[0023]a、將蜜瓜水平放置在輸送裝置的拖環(huán)上，勻速平穩(wěn)向前運(yùn)動(dòng)；
[0024]b、當(dāng)蜜瓜到達(dá)漫透射光譜采集室時(shí)，采集室內(nèi)置的激光傳感器輸出一個(gè)蜜瓜到達(dá)反饋信號(hào)到信號(hào)控制單元，由信號(hào)控制單元發(fā)出命令觸發(fā)光譜儀，光譜儀開始采集被測(cè)蜜瓜的光譜信息，蜜瓜通過后，激光傳感器輸出一個(gè)蜜瓜離開反饋信號(hào)到信號(hào)控制單元，由信號(hào)控制單元發(fā)出命令停止光譜儀工作；
[0025]C、當(dāng)蜜瓜到達(dá)蜜瓜圖像采集室時(shí)，采集室內(nèi)置的激光傳感器輸出一個(gè)蜜瓜到達(dá)反饋信號(hào)到信號(hào)控制單元，由信號(hào)控制單元發(fā)出命令觸發(fā)兩部工業(yè)相機(jī)，兩部工業(yè)相機(jī)分別采集被測(cè)蜜瓜的正面圖像信息與側(cè)面圖像信息，蜜瓜通過后，激光傳感器輸出一個(gè)蜜瓜離開反饋信號(hào)到信號(hào)控制單元，由信號(hào)控制單元發(fā)出命令停止工業(yè)相機(jī)工作；
[0026]d、將采集到的光譜與圖像信息輸入到計(jì)算機(jī)中，得到被測(cè)蜜瓜的內(nèi)部品質(zhì)，進(jìn)而判斷和劃分蜜瓜等級(jí)。
【權(quán)利要求】
1.一種漫透射光譜與圖像信息融合的蜜瓜內(nèi)部品質(zhì)在線檢測(cè)裝置，其特征在于，包括輸送裝置、信號(hào)控制單元、漫透射光譜采集裝置、蜜瓜圖像采集裝置和計(jì)算機(jī)，所述的輸送裝置的傳送帶設(shè)置有盛放蜜瓜的拖環(huán)，每一拖環(huán)均依次穿過蜜瓜圖像采集裝置的圖像采集室和漫透射光譜采集裝置的光譜采集室；圖像采集室內(nèi)的激光傳感器和兩個(gè)工業(yè)相機(jī)、光譜采集室內(nèi)的激光傳感器、近紅外光譜儀均通過信號(hào)控制單元與計(jì)算機(jī)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述的輸送裝置(19)包括支撐連接架(26)以及安裝在支撐連接架(26)上的第一皮帶支撐輥(27)、第二皮帶支撐輥(28)、第一驅(qū)動(dòng)鏈輪(29 )、驅(qū)動(dòng)鏈條(30 )、第二驅(qū)動(dòng)鏈輪(31)、調(diào)速電機(jī)(32 )和傳送帶(5 )，第二驅(qū)動(dòng)鏈輪(31)安裝在調(diào)速電機(jī)(32)上，第一驅(qū)動(dòng)鏈輪(29)安裝在第一皮帶支撐輥(27)上，所述的第一驅(qū)動(dòng)鏈輪(29)和第二驅(qū)動(dòng)鏈輪(31)通過驅(qū)動(dòng)鏈條(30)進(jìn)行傳動(dòng)連接，傳送帶(5)繞在支撐連接架上的第一皮帶支承輥27和第二皮帶支承輥(28)的外圍，數(shù)個(gè)拖環(huán)均勻的固定在傳送帶(5)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述的漫透射光譜采裝置包括光譜采集室(18)、圓弧狀光源固定架(8)、齒素?zé)艄庠?10)、光譜米集室內(nèi)的激光傳感器(7)、光纖探頭(15)、近紅外光譜儀(21)，其中鹵素?zé)艄庠?10)、光譜采集室內(nèi)的激光傳感器(7)、圓弧狀光源固定架(8)位于光譜米集室(18)內(nèi)部，齒素?zé)艄庠?10)均勻分布在圓弧狀光源固定架(8)上,兩個(gè)圓弧狀光源固定架(8)相對(duì)設(shè)置,拖環(huán)從兩個(gè)圓弧狀光源固定架(8)中間穿過；在光譜采集室(18)的上部設(shè)置有通風(fēng)口，在通風(fēng)口的上部安裝有風(fēng)扇(9)，光纖探頭(15)位于拖環(huán)的底部，通過光纖與近紅外光譜儀(21)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述的蜜瓜圖像采集裝置包括蜜瓜圖像采集室(11 )、第一工業(yè)相機(jī)(I )、第二工業(yè)相機(jī)(4)、LED光源(3)、圖像采集室內(nèi)的激光傳感器(2)，其中第一工業(yè)相機(jī)(I)、第二工業(yè)相機(jī)(4)、圖像采集室內(nèi)的激光傳感器(2)和LED光源(3)位于蜜瓜圖像采集室(11)內(nèi)部，兩個(gè)圖像采集室內(nèi)的激光傳感器(2)相對(duì)設(shè)置，LED光源(3)分別設(shè)置在蜜瓜圖像采集室的四角；第一工業(yè)相機(jī)(I)和第二工業(yè)相機(jī)(4)分別采集被測(cè)蜜瓜的正面圖像信息與側(cè)面圖像信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述的傳送帶(5)為兩條，相互之間平行設(shè)置，中間形成空隙；兩條傳送帶均通過第一皮帶支承輥和第二皮帶支承輥安裝在支撐連接架上，拖環(huán)的兩端分別固定安裝在兩條傳送帶上。
【文檔編號(hào)】G01N21/25GK203658250SQ201420014626
【公開日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2014年1月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月10日
【發(fā)明者】田海清, 劉宇, 陳亞莉, 韓寶生, 劉超, 張德虎, 王輝 申請(qǐng)人:內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)