水果机器视觉质量综合分选机的设计

为满足水果外观品质和质量综合分选的实际需要,设计了一种集机器视觉与质量检测为一体的水果自动分选机.该分选机主要由机械系统、称重模块、同步控制系统和图像处理系统组成.为此,介绍了各部分的结构及工作原理,给出了水果同步检测过程的实现方法.通过这种综合设计,该分选机能实时检测水果的大小、质量、颜色、表面缺陷状况和果形等品质,并能根据预定标准综合评定水果的等级,对水果进行自动分级.     

大型瓜果品质检测分级技术研究进展

较全面地介绍了目前国内外大型瓜果(甜瓜、西瓜、柚子等)品质检测分级技术的研究现状以及方法,包括声波特性、振动频谱法、电磁技术、机器视觉技术以及光谱技术。同时,提出了大型水果的检测分级技术目前存在的问题,并对未来大型水果品质检测分级技术的发展予以展望。     

基于机器视觉的火龙果自动分级系统设计

针对目前水果机械化分级效率低、效果差的现状和机器视觉技术在水果分级检测的应用前景,提出了利用机器视觉的技术对火龙果进行分级的方法。通过利用CCD摄像机和DSP处理器对火龙果进行缺陷检测及大小和色度的分级。试验结果表明:基于机器视觉的火龙果自动分级系统可以高效率、高准确率地实现对火龙果的自动分级,为后续产业化机器视觉水果分级系统提供了技术支持。     

机器视觉在农产品物流分级检测中的应用

综述了近些年国内外机器视觉技术在农产品品质分级检测中的研究进展,选取水果、谷物籽粒、家畜、家禽和蔬菜为代表,重点阐述了机器视觉技术针对这些农产品特征进行分级检测的方法以及成果。同时,总结了目前机器视觉技术应用于农产品物流分级检测的不足之处,展望了未来的发展趋势。     

水果表面全真图像采集技术研究进展

水果表面信息既反映外观和结构特征,在一定程度上还反映内在品质,常作为机器视觉分级的依据,获取水果表面全真信息是保障机器视觉分级效果的基础和关键。为此,对水果表面信息特点及成像要求、现有水果表面信息采集方法、技术原理及采集信息质量进行了分析,并针对水果的生物学特性和分级作业要求,对表面信息采集环节亟待解决的信息缺失和失真问题提出了进一步的建议和设想。     

“基于计算机视觉的水果品质智能化实时检测分级技术与装备”获国家技术发明奖二等奖

由教育部推荐的“基于计算机视觉的水果品质智能化实时检测分级技术与装备”项目获得2008年国家技术发明奖二等奖。浙江大学应义斌教授等完成的此项目是拥有完全自主知识产权的我国第一套水果品质智能化实时检测分级装备，彻底突破了国外产品的市场垄断。     

我国首条水果品质视觉检测分级线问世

浙江大学研制成功了我国首条水果品质机器视觉实时检测与分级生产线，它可以对水果进行分级的工作。该条拥有自主知识产权的生产线适用于柑橘、胡柚、苹果、西红柿和土豆等多种水果及农产品的检测和分级，生产率为每小时3～6t。     

基于机器视觉的马铃薯智能分选方法与实现

为实现马铃薯智能检测与自动分级,提高马铃薯分级效率,本文在现有水果机械分选机的基础上,加装机器视觉系统和智能分级控制系统,提出马铃薯外观品质检测算法,实现马铃薯智能分选系统。首先下位机发送信号给上位机机器视觉系统控制摄像头拍照;然后上位机根据马铃薯形状、颜色和缺陷特点,采用近似椭圆法进行形状检测,采用逐点检测法检测绿皮区域,采用自适应阈值分割法分离缺陷区域,并以缺陷面积比进行缺陷检测;最后上位机将检测结果通过串口发送给下位机,分级执行器执行分级结果将次品拣出,再配合机械分选的压力传感器信号进一步实现正常品的重量分级。经测试:本文提出的分级检测算法对形状、绿皮和缺陷的检测正确率分别为93.3%、94.1%和88.3%,综合检测准确率可达到90%。本文构建的分级系统运行稳定,每秒可分选25个马铃薯,基本满足马铃薯实时分选的需求。     

水果病害视觉与光谱检测技术研究现状及展望

水果病害是影响果树健康生长、果实品质和产量的重要因素之一,及时、精准地掌握果树的病害信息并进行精准施药管控,对防范果园重大病害的发生和流行,保障水果的稳产优产具有重要意义。随着现代农业朝规模化、智能化和高效率的发展需求,视觉和光谱检测技术因具有无损检测、可规模化和高效率等优点,逐渐发展为检测水果病害的重要技术之一。梳理国内外机器视觉和光谱技术在水果病害检测应用领域的研究进展,介绍图像处理技术有较好的解释性,有利于与植保农艺研究相结合;深度学习技术有较好的精度和泛化性;透射光谱技术可用于检测果实内部病害;反射光谱技术可用于检测果实、叶片表面病害,并实现分级。最后,总结未来机器视觉与光谱检测技术优化和应用的方向,并展望水果病害检测的实际生产应用前景,以期为水果病害检测研究提供参考与借鉴。     

基于PLC和机器视觉的水果自动分级系统研究

介绍了水果自动分级系统总体设计,并从机器视觉模块和水果图像处理等两方面介绍了系统的视觉模块,最后基于图像处理和PLC控制技术实现了水果自动分级功能。试验结果表明:系统能够对水果进行等级分拣,系统最高精度为98%,具有较高的可靠性、可信性及一定的推广价值。     

苹果无损检测和品质分级技术研究进展及展望

中国苹果总产量高,但出口量占比低,高端苹果市场多被进口苹果所占领,主要原因是缺乏果品品质分级精选技术与装备,采摘后处理自动化程度低,大部分果品未经加工或简单粗加工后进入消费市场,果品品质不稳定,大大降低了市场竞争力。本文分别对苹果品质无损检测和分级技术的现状进行了研究进展分析,并对其发展进行了展望。苹果无损检测技术主要包括光谱、电特性、CT、色谱、电子鼻和计算机视觉技术,针对各种技术的功能特点和优缺点,提出了发展基于新型传感器技术的苹果气味检测方法;苹果品质分级则主要采用基于机器视觉的多特征分级方法,苹果品质无损检测技术与分级技术的有机结合是苹果品质分级技术的发展方向,同时这对于提高苹果产业竞争力具有促进作用。整体而言,中国苹果品质无损检测和分级技术发展需求紧迫,检测新技术如采用纳米科学、生物技术和人工智能方法的传感器技术及产品在苹果无损、品质分级检测方面具有巨大潜力,多技术的融合如集成电、光、气和计算机视觉等实时、高效、高精度的苹果品质分级系统可能是提高苹果分级品质和提升苹果产业竞争力的重要发展方向。     

猕猴桃外观尺寸在线检测分级系统设计与试验

目前市场上存在的猕猴桃分级机械主要是针对质量特征进行分级的大型机械,而消费者在购买猕猴桃时往往更注重它的外观品质,且大型设备难以在以农户小规模营销为主的市场环境下得到普及。为了实现猕猴桃外观品质的自动分选,适应广大猕猴桃种植农户的需求,设计了一种基于机器视觉的小型移动式猕猴桃外观尺寸在线检测与分级系统。该系统主要由输送机构、检测机构、分级执行机构和控制系统组成。输送机构采用倾斜式输送带方案,结构简单,便于实现猕猴桃的输送和分级;检测机构采用图像处理的方法得出猕猴桃的大小等级信息;分级执行机构借助猕猴桃的重力与旋转磁铁的开合实现猕猴桃的分离。对样机进行了试制和验证试验,结果表明:该系统的平均分级成功率为96.3%,单个猕猴桃分级时间约为2.5s。该猕猴桃检测分级系统的设计为今后完成多特征指标的融合分级提供了基础和依据。     

基于机器视觉的荔枝果实采摘时品质检测技术

为了在荔枝采摘时实时判断果实的品质状态,通过分析自然环境中荔枝不同生长期的图像,对荔枝果实未成熟、成熟、成熟后外表腐烂变质的3种情况进行了图像数据分析。选取了YCbCr颜色模型,利用探索性分析法对荔枝不同部位、不同光照、不同生长期的荔枝图像的Cr分量进行了数据分析与统计,确定了辨识荔枝果实未成熟与成熟的Cr分量的阈值范围;对于成熟的荔枝,采用边缘提取与Hough圆拟合方法对其Cr分量图进行处理,标记出图像的荔枝果实,然后利用纹理统计法、颜色特征与果实不同部分面积比值相结合的方法进行果实变质的判断,最终实现了未成熟、成熟以及腐烂变质的荔枝果实的视觉智能判断,建立了荔枝果实品质辨识的智能系统。试验结果表明,辨识荔枝品质状态的正确率达93%。     

基于机器视觉的葡萄品质无损检测方法研究进展

我国葡萄产量逐年上升,田间葡萄品质检测有益于提高葡萄收获后流入市场的经济效益。传统田间葡萄品质检测主要依靠人工进行破坏性检测,存在经验差异导致的误差。随着深度学习、图像检测技术的发展,基于机器视觉的田间葡萄品质检测克服了传统人工检测的局限性,以快速精准、实时无损检测的优势得到了大量应用。葡萄品种不同,衡量其内、外在品质评级的指标也不同。本文根据葡萄品种与品质评价指标,从品种的机器视觉检测方法、品质的机器视觉检测方法展开,对国内外基于机器视觉技术的田间葡萄品质无损检测相关研究进行系统性分析与总结。总结了不同机器视觉检测方法对葡萄品质指标检测的优缺点,并对田间葡萄品质无损检测研究面临的问题进行了讨论,指出了今后的发展趋势与研究方向。     

浅谈计算机视觉技术在果蔬外观品质检测中的应用

果蔬的外观品质是评估其市场价值、被消费者选择的依据之一,而且在某种程度上也会影响它们的内部品质。本文分析了计算机视觉系统对果蔬外部品质检测的发展现状,提出了计算机视觉技术在南疆果蔬外观品质检测中存在的问题及建议,旨在为新疆南疆地区水果和蔬菜品质检测技术的研究和发展提供参考。     

基于计算机视觉的苹果自动分级系统硬件开发

介绍了一种基于计算机视觉的新型苹果实时分级试验系统的硬件组成,该系统主要由输送机构、视觉系统及均匀照明室３部分组成。输送机构可把苹果４个表面快速呈现给视觉检测系统;视觉系统可同时采集苹果在可见光和近红外光谱范围内的图像信息并送至计算机内存进行处理;照明系统为ＣＣＤ摄像机的视区提供均匀、恒定的光照。初步试验表明了该系统的可行性,其辅助机构的实时分级算法有待于进一步研究。     

计算机视觉在芒果品质检测中的应用研究

传统的芒果分级采用人工观察和化学分析方法,无法适应产业的发展。随着科学的进步,人们开发出多种无损检测和分级技术以提高水果的市场竞争力,但受检测和分级设备的限制,目前的相关研究都停留在试验阶段。为此,设计了一种基于计算机视觉的芒果品质检测方法,拍摄芒果图像后利用自适应Canny算法获取目标区域的边缘,以大小、颜色和表面缺陷反映芒果的品质,并基于BP神经网络实现对芒果的分级。仿真试验表明:计算机视觉对芒果品质分级的准确率超过93%,处理单张图像平均耗时0.8s,可以用于芒果品质的实时检测和在线分级。     

水果分选机称重模块调理电路设计

为了满足水果外观品质和质量综合分选的实际需要,可以在水果机器视觉分选机上加上称重模块。为了提高称重模块的精度,基于AD7195芯片,利用比率测量和交流激励的方法,设计出了水果分选机称重模块的调理电路。同时,详细描述了该调理电路的理论基础、硬件构成以及输出结果的软件补偿等,得到了质量与其A/D转换值之间的关系式,并对调理电路的精度进行了实验验证。实验结果表明,该调理电路具有很高的测量精度,且具有线性度、重复性好等特点,可以满足大多数水果称重分选的要求。     

基于计算机视觉技术的水果分级研究进展

较为全面地介绍了国内外基于计算机视觉技术的水果外观品质的单指标分级、多指标综合分级和水果内部品质检测分级的研究现状与方法,指出了现有研究中研究对象较单一、图像采集不全面、图像处理算法不多、精度不高等存在的主要问题.同时,提出了未来水果分级的发展方向,认为水果内外品质融合的一体化分级技术是未来的发展趋势.