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专利号: 2020107825636
申请人: 杭州电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种杨梅品质无损检测方法,其特征在于:步骤1、构建检测装置;检测装置包括光照度计和两个图像采集装置;两个图像采集装置内的工业相机的镜头处均设置有滤光片;两张滤光片的中心波长分别为610nm、570nm;

步骤2、确定拍摄时的参数,并建立图像灰度值与入射光光照强度的关系

2‑1.确定图像采集装置的曝光增益、曝光时间;

2‑2.建立570nm中心波长下图像灰度值关于光照强度的表达式如式(2)所示,610nm中心波长下图像灰度值关于光照强度的表达式如式(3)所示;

Gray570=0.0013X+16.693                    (2)Gray610=0.001X+11.159                     (3)式(2)和(3)中,Gray570、Gray610分别表示装有570nm、610nm滤光片的图像采集装置所得图像的灰度值;X表示入射光光照强度;

步骤3、用两个图像采集装置分别拍摄被测杨梅,分别计算所得两个波段下所得图像的灰度值grayout,570、grayout,610;光照度计在拍摄的同时采集光照强度X,计算拍摄时570nm、

610nm波段下环境光强灰度值grayin,570grayin,610;分别计算570nm、610nm波段下的杨梅反射率步骤4、根据570nm波段下的杨梅反射率REF570计算杨梅果实中的pH值;根据610nm波段下的杨梅反射率REF610计算杨梅果实中的糖分含量;

计算杨梅果实中的糖分含量、pH值的具体过程如下:计算被测杨梅的中的花青素相对含量 计算杨梅果实中的糖分含量Csugar=

0.01087Canth+6.284;计算杨梅果实中的pH值

步骤5、检测杨梅的尺寸

用经过双目标定、立体校正、双目立体匹配的两个图像采集装置拍摄被测杨梅图像,计算被测杨梅的深度信息;根据所得两张图像中杨梅及标定板的深度信息、杨梅及双目标定中棋盘格的像素大小、棋盘格的真实大小,计算出被测杨梅的高度、宽度;

步骤6、工作人员或计算机根据杨梅的糖分含量、pH值、宽度、高度判断杨梅的品质。

2.根据权利要求1所述的一种杨梅品质无损检测方法,其特征在于:步骤2‑2中式(2)、式(3)建立的过程如下:获取10000~100000LUX入射光光照强度下的白板灰度值的变化情况;在10000~

100000LUX入射光光照强度范围内取点,用两个图像采集装置拍摄白板,获得R、G、B三个通道的亮度值;通过亮度值转化灰度值如式(1)所示;

Gray=0.299R+0.587G+0.114B                 (1)式(1)中,Gray表示图像灰度值,R表示图像R通道的亮度值;G表示图像G通道的亮度值;

B表示图像B通道的亮度值;

分别对两个图像采集装置拍摄所得图像进行光照强度与对应的灰度值的线性拟合,分别得到中心波段为570nm、610nm下的光照强度和灰度值之间的线性方程如式(2)和(3)所示。

3.根据权利要求1所述的一种杨梅品质无损检测方法,其特征在于:步骤2‑1中,确定曝光增益、曝光时间的具体过程如下:在最大环境光强条件下拍摄白板,通过调整曝光增益和曝光时间使G通道的亮度值处于240‑250之间;从而分别确定中心波段570nm、中心波段

610nm的带通滤光片的曝光增益和曝光时间。

4.根据权利要求1所述的一种杨梅品质无损检测方法,其特征在于:步骤5中,双目标定的具体过程如下:用两个图像采集装置从不同角度拍摄若干张标准棋盘格图像,检测出标准棋盘格图像中的特征点,求解出理想无畸变情况下的相机内参和外参,并用极大似然估计提升内外参数的精度;应用最小二乘法求出实际的径向畸变系数,最后综合内参、外参、畸变系数,使用极大似然估计法,提升估计的精度,最终得到相机的内参、外参和畸变参数。

5.根据权利要求1所述的一种杨梅品质无损检测方法,其特征在于:步骤5中,立体校正的具体过程如下:使用相机标定中的内参矩阵及畸变参数,对采集到的图像做逆畸变处理;

首先,将图像坐标系通过内参矩阵转换到相机坐标系,在相机坐标系下进行去畸变操作;去畸变操作结束之后,将相机坐标系重新转换到像素坐标系,并用源图像的像素值对新图像的像素点进行插值操作,得到去畸变之后的图像;使用Bouguet极线校正方法进行双目平行校正。

6.根据权利要求1所述的一种杨梅品质无损检测方法,其特征在于:步骤5中,双目立体匹配分为四个步骤:匹配代价计算、代价聚合、视差计算和视差优化。

7.根据权利要求1所述的一种杨梅品质无损检测方法,其特征在于:所述的图像采集装置内的工业相机的光谱响应范围350nm‑1000nm;工业相机的镜头采用6‑12mm变焦镜头。

8.根据权利要求1所述的一种杨梅品质无损检测方法,其特征在于:所述的滤光片均采用OD3,透过率大于80%,半高宽为30‑50nm的带通滤光片。

9.根据权利要求1所述的一种杨梅品质无损检测方法,其特征在于:所述的光照度计的型号为ST‑85。