專利名稱：一種馬鈴薯圖像的實(shí)時(shí)在線檢測試驗(yàn)臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的無損檢測采集裝置，特別是一種馬鈴薯圖像的實(shí)時(shí)在線檢測試驗(yàn)臺(tái)。
背景技術(shù)：
馬鈴薯是世界第四大糧食作物，我國是世界上最大的馬鈴薯生產(chǎn)國，而現(xiàn)有的馬鈴薯品質(zhì)檢測絕大部分采用人工方式，無法保證檢測的準(zhǔn)確性和連續(xù)性，而且檢測效率低、質(zhì)量差、勞動(dòng)強(qiáng)度大，制約了我國馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。將機(jī)器視覺技術(shù)和圖像處理技術(shù)引入到馬鈴薯的檢測分級(jí)中，可提高檢測效率和檢測精度，排除人為主觀因素造成的誤差。通過機(jī)器視覺技術(shù)和圖像處理技術(shù)對(duì)馬鈴薯表面缺陷、形狀、大小等特征指標(biāo)進(jìn)行在線檢測與實(shí)時(shí)分析，可以一次性獲得馬鈴薯多個(gè)指標(biāo)的綜合檢測結(jié)果并完成品質(zhì)的分級(jí)，提高馬鈴薯品質(zhì)的檢測與分選效率?，F(xiàn)有的馬鈴薯圖像采集裝置多為靜態(tài)、單面拍攝的裝置，無法適應(yīng)馬鈴薯實(shí)時(shí)在線檢測的需求，因此，發(fā)明一種馬鈴薯圖像在線采集裝置，對(duì)促進(jìn)馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要現(xiàn)實(shí)意義與實(shí)用價(jià)值。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種馬鈴薯圖像的實(shí)時(shí)在線檢測試驗(yàn)臺(tái)，可廣泛應(yīng)用于農(nóng)產(chǎn)品圖像信息的在線采集，特別是一種馬鈴薯圖像的在線檢測與品質(zhì)分級(jí)。通過機(jī)器視覺技術(shù)和圖像處理技術(shù)對(duì)馬鈴薯表面缺陷、形狀、大小等特征指標(biāo)進(jìn)行在線檢測與實(shí)時(shí)分析，可以一次性獲得馬鈴薯多個(gè)指標(biāo)的綜合檢測結(jié)果并完成品質(zhì)的分級(jí)，提高馬鈴薯品質(zhì)的檢測與分選效率。本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種馬鈴薯圖像的實(shí)時(shí)在線檢測試驗(yàn)臺(tái)由檢測臺(tái)架、軸承座、軸承、被動(dòng)軸、物料輸送線被動(dòng)鏈輪組合、雙列鏈?zhǔn)轿锪陷斔途€、機(jī)器視覺與圖像信號(hào)采集檢測箱、被檢物料移動(dòng)載物臺(tái)、物料輸送線主動(dòng)鏈輪組合、主動(dòng)軸、輸送線驅(qū)動(dòng)鏈輪、輸送線傳動(dòng)鏈條、變速箱輸出鏈輪、變速箱、變速箱輸入鏈輪、電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)鏈條、電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)鏈輪、調(diào)頻變速電動(dòng)機(jī)、輸送線張緊裝置、檢測臺(tái)架水平調(diào)節(jié)裝置等組成。物料輸送線被動(dòng)鏈輪組合通過軸承安裝在被動(dòng)軸上，軸承裝配在軸承座內(nèi)，軸承座固定在檢測臺(tái)架頂部的左端；物料輸送線主動(dòng)鏈輪組合通過軸承安裝在主動(dòng)軸上，軸承裝配在軸承座內(nèi)，軸承座固定在檢測臺(tái)架頂部的右端；雙列鏈?zhǔn)轿锪陷斔途€環(huán)繞在物料輸送線被動(dòng)鏈輪組合和物料輸送線主動(dòng)鏈輪組合上，輸送線張緊裝置設(shè)置在物料輸送線被動(dòng)鏈輪組合的內(nèi)側(cè)，被檢物料移動(dòng)載物臺(tái)環(huán)周固定在雙列鏈?zhǔn)轿锪陷斔途€上；機(jī)器視覺與圖像信號(hào)采集檢測箱設(shè)置在檢測臺(tái)架頂部的中間，雙列鏈?zhǔn)轿锪陷斔途€由機(jī)器視覺與圖像信號(hào)采集檢測箱的下部穿過；調(diào)頻變速電動(dòng)機(jī)和變速箱設(shè)置在檢測臺(tái)架的下部，調(diào)頻變速電動(dòng)機(jī)上安裝有電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)鏈輪，變速箱上分別安裝有變速箱輸入鏈輪和變速箱輸出鏈輪，物料輸送線主動(dòng)鏈輪組合上安裝有輸送線驅(qū)動(dòng)鏈輪，電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)鏈輪通過電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)鏈條與變速箱輸入鏈輪連接，變速箱輸出鏈輪通過輸送線傳動(dòng)鏈條與輸送線驅(qū)動(dòng)鏈輪連接；檢測臺(tái)架水平調(diào)節(jié)裝置分別設(shè)置在檢測臺(tái)架四個(gè)立柱的底部。機(jī)器視覺與圖像信號(hào)采集檢測箱由右支撐臺(tái)、位置檢測傳感器、右平面鏡、聚光式光源燈、采集檢測箱箱體、環(huán)形光源燈管、圖像傳感器、邊角光源燈管、左平面鏡、左支撐臺(tái)、被檢物料移動(dòng)載物臺(tái)通道、被檢物料通過窗口等組成。采集檢測箱箱體的兩側(cè)設(shè)置有被檢物料通過窗口，采集檢測箱箱體底部中間設(shè)置有被檢物料移動(dòng)載物臺(tái)通道，左支撐臺(tái)安裝在采集檢測箱箱體內(nèi)部下方的左側(cè)，右支撐臺(tái)安裝在采集檢測箱箱體內(nèi)部下方的右側(cè)，左支撐臺(tái)上安裝兩個(gè)聚光式光源燈，左支撐臺(tái)上兩個(gè)聚光式光源燈之間設(shè)置有左平面鏡，右支撐臺(tái)上安裝兩個(gè)聚光式光源燈，右支撐臺(tái)上兩個(gè)聚光式光源燈之間設(shè)置有右平面鏡，4個(gè)邊角光源燈管分別設(shè)置在采集檢測箱箱體的四角立柱上，環(huán)形光源燈管安裝在采集檢測箱箱體的頂部內(nèi)側(cè)，位置檢測傳感器安裝在右支撐臺(tái)上靠近右平面鏡的下方，圖像傳感器安裝在采集檢測箱箱體頂部中間位置。被檢物料移動(dòng)載物臺(tái)由物料固定仿形鋼絲框、U型支撐架、高度調(diào)節(jié)立柱、輸送線固定底板、高度調(diào)節(jié)緊固裝置等組成。物料固定仿形鋼絲框安裝在U型支撐架上，U型支撐架下部固定有高度調(diào)節(jié)立柱，高度調(diào)節(jié)立柱通過高度調(diào)節(jié)緊固裝置固定在輸送線固定底板上?！N馬鈴薯圖像的實(shí)時(shí)在線采集試驗(yàn)臺(tái)工作時(shí)，調(diào)頻變速電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)鏈輪通過電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)鏈帶動(dòng)變速箱輸入鏈輪，變速箱輸出鏈輪再通過輸送線傳動(dòng)鏈條帶動(dòng)輸送線驅(qū)動(dòng)鏈輪，輸送線驅(qū)動(dòng)鏈輪驅(qū)動(dòng)物料輸送線主動(dòng)鏈輪組合來帶動(dòng)雙列鏈?zhǔn)轿锪陷斔途€運(yùn)轉(zhuǎn)，設(shè)置在雙列鏈?zhǔn)轿锪陷斔途€的被檢物料移動(dòng)載物臺(tái)放置被檢測的馬鈴薯逐件通過機(jī)器視覺與圖像信號(hào)采集檢測箱。當(dāng)被檢測的馬鈴薯從機(jī)器視覺與圖像信號(hào)采集檢測箱的被檢物料移動(dòng)載物臺(tái)通道進(jìn)入被檢物料通過窗口，機(jī)器視覺與圖像信號(hào)采集檢測箱中的環(huán)形光源燈管、聚光式光源燈和邊角光源燈管發(fā)光照亮馬鈴薯的各個(gè)部位，當(dāng)被檢測的馬鈴薯進(jìn)入圖像傳感器的正下方時(shí)，位置檢測傳感器定位并觸發(fā)圖像傳感器進(jìn)行信息采集，一幅圖像中同時(shí)呈現(xiàn)馬鈴薯的正面圖像以及通過平面鏡反射的兩幅背面圖像，從而保證一次采集到馬鈴薯表面的各個(gè)方位的信息。一種馬鈴薯圖像的實(shí)時(shí)在線采集試驗(yàn)臺(tái)采用調(diào)頻變速電動(dòng)機(jī)來帶動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)檢測速度可調(diào)和檢測節(jié)拍可調(diào)；通過位置檢測傳感器可精確定位來采集樣品，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)物料的連續(xù)檢測；通過多光源照射及平面鏡反射圖像，可以在馬鈴薯不翻轉(zhuǎn)的情況下，用一個(gè)圖像傳感器一次性完成對(duì)馬鈴薯表面各個(gè)部位特征信息的采集。本實(shí)用新型的一種馬鈴薯圖像的實(shí)時(shí)在線檢測試驗(yàn)臺(tái)的優(yōu)點(diǎn)是:通過機(jī)器視覺技術(shù)和圖像處理技術(shù)對(duì)馬鈴薯表面缺陷、形狀、大小等特征指標(biāo)進(jìn)行在線檢測與實(shí)時(shí)分析，可以一次性獲得馬鈴薯多個(gè)指標(biāo)的綜合檢測結(jié)果并完成品質(zhì)的分級(jí)。采用平面鏡成像的工作原理，可以在馬鈴薯不翻轉(zhuǎn)的情況下，用一個(gè)圖像傳感器同步完成對(duì)馬鈴薯表面各個(gè)部位特征信息的采集；采用物料輸送線組合連續(xù)、在線的輸送被檢物料，具有物料到位準(zhǔn)確、檢測速度可調(diào)的特點(diǎn)，有利于馬鈴薯圖像信號(hào)的實(shí)時(shí)處理。該裝置具有檢測精度高、速度快的特點(diǎn)，能廣泛應(yīng)用于農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的實(shí)時(shí)在線檢測，對(duì)促進(jìn)我國馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要現(xiàn)實(shí)意義與良好應(yīng)用前景。
本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)由以下實(shí)施例及附圖給出。圖1是本實(shí)用新型的一種馬鈴薯圖像的實(shí)時(shí)在線檢測試驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型的機(jī)器視覺與圖像信號(hào)采集檢測箱的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實(shí)用新型的被檢物料移動(dòng)載物臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖。下面結(jié)合圖1、圖2、圖3對(duì)本實(shí)用新型詳細(xì)說明。圖中1、檢測臺(tái)架，2、軸承座，3、軸承，4、被動(dòng)軸，5、物料輸送線被動(dòng)鏈輪組合，6、雙列鏈?zhǔn)轿锪陷斔途€，7、機(jī)器視覺與圖像信號(hào)采集檢測箱，8、被檢物料移動(dòng)載物臺(tái)，9、物料輸送線主動(dòng)鏈輪組合，10、主動(dòng)軸，11、輸送線驅(qū)動(dòng)鏈輪，12、輸送線傳動(dòng)鏈條，13、變速箱輸出鏈輪，14、變速箱，15、變速箱輸入鏈輪，16、電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)鏈條，17、電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)鏈輪，18、調(diào)頻變速電動(dòng)機(jī)，19、輸送線張緊裝置，20、檢測臺(tái)架水平調(diào)節(jié)裝置，21、右支撐臺(tái)，22、位置檢測傳感器，23、右平面鏡，24、聚光式光源燈，25、采集檢測箱箱體，26、環(huán)形光源燈管，27、圖像傳感器，28、邊角光源燈管，29、左平面鏡，30、左支撐臺(tái)，31、被檢物料移動(dòng)載物臺(tái)通道，32、被檢物料通過窗口，33、物料固定仿形鋼絲框，34、U型支撐架，35、高度調(diào)節(jié)立柱，36、輸送線固定底板，37、高度調(diào)節(jié)緊固裝置
具體實(shí)施方式
如圖1所示:物料輸送線被動(dòng)鏈輪組合5通過軸承3安裝在被動(dòng)軸4上，軸承3裝配在軸承座2內(nèi)，軸承座2固定在檢測臺(tái)架I頂部的左端；物料輸送線主動(dòng)鏈輪組合9通過軸承3安裝在主動(dòng)軸10上，軸承3裝配在軸承座2內(nèi)，軸承座2固定在檢測臺(tái)架I頂部的右端；雙列鏈?zhǔn)轿锪陷斔途€6環(huán)繞在物料輸送線被動(dòng)鏈輪組合5和物料輸送線主動(dòng)鏈輪組合9上，輸送線張緊裝置19設(shè)置在物料輸送線被動(dòng)鏈輪組合5的內(nèi)側(cè)，被檢物料移動(dòng)載物臺(tái)8環(huán)周固定在雙列鏈?zhǔn)轿锪陷斔途€6上；機(jī)器視覺與圖像信號(hào)采集檢測箱7設(shè)置在檢測臺(tái)架I頂部的中間，雙列鏈?zhǔn)轿锪陷斔途€6由機(jī)器視覺與圖像信號(hào)采集檢測箱7的下部穿過；調(diào)頻變速電動(dòng)機(jī)18和變速箱14設(shè)置在檢測臺(tái)架I的下部，調(diào)頻變速電動(dòng)機(jī)18上安裝有電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)鏈輪17，變速箱14上分別安裝有變速箱輸入鏈輪15和變速箱輸出鏈輪13，物料輸送線主動(dòng)鏈輪組合9上安裝有輸送線驅(qū)動(dòng)鏈輪11，電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)鏈輪17通過電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)鏈條16與變速箱輸入鏈輪15連接，變速箱輸出鏈輪13通過輸送線傳動(dòng)鏈條12與輸送線驅(qū)動(dòng)鏈輪11連接；檢測臺(tái)架水平調(diào)節(jié)裝置20分別設(shè)置在檢測臺(tái)架I四個(gè)立柱的底部。如圖2所示:采集檢測箱箱體25的兩側(cè)設(shè)置有被檢物料通過窗口 32，采集檢測箱箱體25底部中間設(shè)置有被檢物料移動(dòng)載物臺(tái)通道31，左支撐臺(tái)30安裝在采集檢測箱箱體25內(nèi)部下方的左側(cè)，右支撐臺(tái)21安裝在采集檢測箱箱體25內(nèi)部下方的右側(cè)，左支撐臺(tái)30上安裝兩個(gè)聚光式光源燈24，左支撐臺(tái)30上兩個(gè)聚光式光源燈24之間設(shè)置有左平面鏡29，右支撐臺(tái)21上安裝兩個(gè)聚光式光源燈24，右支撐臺(tái)21上兩個(gè)聚光式光源燈24之間設(shè)置有右平面鏡23，4個(gè)邊角光源燈管28分別設(shè)置在采集檢測箱箱體25的四角立柱上，環(huán)形光源燈管26安裝在采集檢測箱箱體25的頂部內(nèi)側(cè)，位置檢測傳感器22安裝在右支撐臺(tái)21上靠近右平面鏡23的下方，圖像傳感器27安裝在采集檢測箱箱體25頂部中間位置。如圖3所示:物料固定仿形鋼絲框33安裝在U型支撐架34上，U型支撐架34下部固定有高度調(diào)節(jié)立柱35，高度調(diào)節(jié)立柱35通過高度調(diào)節(jié)緊固裝置37固定在輸送線固定底板36上。
權(quán)利要求1.一種馬鈴薯圖像的實(shí)時(shí)在線檢測試驗(yàn)臺(tái)由檢測臺(tái)架、軸承座、軸承、被動(dòng)軸、物料輸送線被動(dòng)鏈輪組合、雙列鏈?zhǔn)轿锪陷斔途€、機(jī)器視覺與圖像信號(hào)采集檢測箱、被檢物料移動(dòng)載物臺(tái)、物料輸送線主動(dòng)鏈輪組合、主動(dòng)軸、輸送線驅(qū)動(dòng)鏈輪、輸送線傳動(dòng)鏈條、變速箱輸出鏈輪、變速箱、變速箱輸入鏈輪、電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)鏈條、電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)鏈輪、調(diào)頻變速電動(dòng)機(jī)、輸送線張緊裝置、檢測臺(tái)架水平調(diào)節(jié)裝置組成，其特征在于:物料輸送線被動(dòng)鏈輪組合通過軸承安裝在被動(dòng)軸上，軸承裝配在軸承座內(nèi)，軸承座固定在檢測臺(tái)架頂部的左端；物料輸送線主動(dòng)鏈輪組合通過軸承安裝在主動(dòng)軸上，軸承裝配在軸承座內(nèi)，軸承座固定在檢測臺(tái)架頂部的右端；雙列鏈?zhǔn)轿锪陷斔途€環(huán)繞在物料輸送線被動(dòng)鏈輪組合和物料輸送線主動(dòng)鏈輪組合上，輸送線張緊裝置設(shè)置在物料輸送線被動(dòng)鏈輪組合的內(nèi)側(cè)，被檢物料移動(dòng)載物臺(tái)環(huán)周固定在雙列鏈?zhǔn)轿锪陷斔途€上；機(jī)器視覺與圖像信號(hào)采集檢測箱設(shè)置在檢測臺(tái)架頂部的中間，雙列鏈?zhǔn)轿锪陷斔途€由機(jī)器視覺與圖像信號(hào)采集檢測箱的下部穿過；調(diào)頻變速電動(dòng)機(jī)和變速箱設(shè)置在檢測臺(tái)架的下部，調(diào)頻變速電動(dòng)機(jī)上安裝有電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)鏈輪，變速箱上分別安裝有變速箱輸入鏈輪和變速箱輸出鏈輪，物料輸送線主動(dòng)鏈輪組合上安裝有輸送線驅(qū)動(dòng)鏈輪，電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)鏈輪通過電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)鏈條與變速箱輸入鏈輪連接，變速箱輸出鏈輪通過輸送線傳動(dòng)鏈條與輸送線驅(qū)動(dòng)鏈輪連接；檢測臺(tái)架水平調(diào)節(jié)裝置分別設(shè)置在檢測臺(tái)架四個(gè)立柱的底部。
2.如權(quán)利要求1所說的一種馬鈴薯圖像的實(shí)時(shí)在線檢測試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于:機(jī)器視覺與圖像信號(hào)采集檢測箱由右支撐臺(tái)、位置檢測傳感器、右平面鏡、聚光式光源燈、采集檢測箱箱體、環(huán)形光源燈管、圖像傳感器、邊角光源燈管、左平面鏡、左支撐臺(tái)、被檢物料移動(dòng)載物臺(tái)通道、被檢物料通過窗口等組成；采集檢測箱箱體的兩側(cè)設(shè)置有被檢物料通過窗口，采集檢測箱箱體底部中間設(shè)置有被檢物料移動(dòng)載物臺(tái)通道，左支撐臺(tái)安裝在采集檢測箱箱體內(nèi)部下方的左側(cè)，右支撐臺(tái)安裝在采集檢測箱箱體內(nèi)部下方的右側(cè)，左支撐臺(tái)上安裝兩個(gè)聚光式光源燈，左支撐臺(tái)上兩個(gè)聚光式光源燈之間設(shè)置有左平面鏡，右支撐臺(tái)上安裝兩個(gè)聚光式光源燈，右支撐臺(tái)上兩個(gè)聚光式光源燈之間設(shè)置有右平面鏡，4個(gè)邊角光源燈管分別設(shè)置在采集檢測箱箱體的四角立柱上，環(huán)形光源燈管安裝在采集檢測箱箱體的頂部內(nèi)偵U，位置檢測傳感器安裝在右支撐臺(tái)上靠近右平面鏡的下方，圖像傳感器安裝在采集檢測箱箱體頂部中間位置。
3.如權(quán)利要求1所說的一種馬鈴薯圖像的實(shí)時(shí)在線檢測試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于:被檢物料移動(dòng)載物臺(tái)由物料固定仿形鋼絲框、U型支撐架、高度調(diào)節(jié)立柱、輸送線固定底板、高度調(diào)節(jié)緊固裝置等組成，物料固定仿形鋼絲框安裝在U型支撐架上，U型支撐架下部固定有高度調(diào)節(jié)立柱，高度調(diào)節(jié)立柱通過高度調(diào)節(jié)緊固裝置固定在輸送線固定底板上。
專利摘要本實(shí)用新型是一種馬鈴薯圖像的實(shí)時(shí)在線檢測試驗(yàn)臺(tái)，由檢測臺(tái)架、雙列鏈?zhǔn)轿锪陷斔途€、機(jī)器視覺與圖像信號(hào)采集檢測箱、被檢物料移動(dòng)載物臺(tái)、調(diào)頻變速電動(dòng)機(jī)等組成，通過機(jī)器視覺技術(shù)和圖像處理技術(shù)對(duì)馬鈴薯表面缺陷、形狀、大小等特征指標(biāo)進(jìn)行在線檢測與實(shí)時(shí)分析，采用平面鏡成像的工作原理，可以在馬鈴薯不翻轉(zhuǎn)的情況下，用一個(gè)圖像傳感器同步完成對(duì)馬鈴薯表面各個(gè)部位特征信息的采集；采用物料輸送線組合連續(xù)、在線的輸送被檢物料，具有物料到位準(zhǔn)確、檢測速度可調(diào)的特點(diǎn)，有利于馬鈴薯圖像信號(hào)的實(shí)時(shí)處理。該裝置具有檢測精度高、速度快的特點(diǎn)，能廣泛應(yīng)用于農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的實(shí)時(shí)在線檢測，對(duì)促進(jìn)我國馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要現(xiàn)實(shí)意義。
文檔編號(hào)G01B11/24GK203011857SQ20122071535
公開日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2012年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月21日
發(fā)明者陶海龍, 李小昱, 彭毅, 王為, 高海龍, 鐘雄斌, 李鵬, 黃濤, 汪成龍, 武振中, 劉嬌, 陳小龍 申請(qǐng)人:華中農(nóng)業(yè)大學(xué)