CN101406885A - 用于水果自动分级的多色led视觉图像光源系统 - Google Patents

用于水果自动分级的多色led视觉图像光源系统 Download PDF

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杨海清
何勇
鲍一丹
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Zhejiang University ZJU
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Abstract

本发明公开了一种用于水果自动分级的多色LED视觉图像光源系统。由发射红光、蓝光、绿光和红外光二极管组成发射光源的LED阵列板对称布置于水果支撑台两侧，LED阵列板成45°角倾斜放置；数码相机垂直放置于水果支撑台上方处，计算机通过USB接口与数码相机连接；通过计算机控制数码相机能获得不同辐照光源下的水果反射光谱图像。将红光、蓝光、绿光和红外光二极管(LED)用于水果分选，成本低、性能稳定。微机控制数码相机的图像获取，容易获得高分辨率的数字化图像。本发明可与水果分选流水线配套，可实现水果进入、定位、光源调节和图像获取的协同作业。

Description

用于水果自动分级的多色LED视觉图像光源系统
技术领域
本发明涉及一种用于水果自动分级的多色LED视觉图像光源系统。
背景技术
水果等级机器分选是水果采摘后进行自动处理和包装的重要环节。采摘后的水果在个体上存在大小、成熟度、营养成分、表面受损等方面的差异，目前采用的人工判断作业，不仅效率低下、精确率低、而且劳动强度高、容易使人疲劳。利用计算机进行视觉图像处理，能自动判定水果的大小、成熟度、营养成分和表面受损等影响水果等级的指标，将极大提高水果分选的自动化水平。水果等级分选设备的关键部件之一是计算机图像获取装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于水果自动分级的多色LED视觉图像光源系统。
本发明所采用的方案如下：
由发射红光、蓝光、绿光和红外光二极管组成发射光源的两块LED阵列板对称布置于水果支撑台两侧，LED阵列板成45°角倾斜放置；数码相机垂直放置于水果支撑台上方处，计算机通过USB接口与数码相机连接；通过计算机控制数码相机能获得不同辐照光源下的水果反射光谱图像。
所述的发射光源的LED阵列板由多块小板拼接组成，每块小板由红、蓝、绿、红外光LED各10个纵向同色，横向交错排列组成。
所述的多块小板同色LED并联后由稳压芯片LM317提供恒定驱动电流，四组稳压芯片LM317通过四个拨动开关并联到+24V电源上。
所述的红光LED光谱范围630～680nm，绿光LED光谱范围540～580nm，蓝光LED光谱范围为435～470nm。红外光LED光谱范围为840～950nm。
本发明与背景技术相比，具有的有益效果是：
(1)将红光、蓝光、绿光和红外光二极管(LED)用于水果分选，成本低、性能稳定。
(2)微机控制数码相机的图像获取，容易获得高分辨率的数字化图像。
(3)本系统可与水果分选流水线配套，可实现水果进入、定位、光源调节和图像获取的协同作业。
附图说明
图1是本发明的结构原理示意图。
图2是LED阵列板的布置示意图。
图3是LED阵列板的控制电路图。
图中：1、LED阵列板，2、LED阵列板，3、水果，4、水果支撑台，5、数码相机，6、计算机。
具体实施方式
如图1所示，由发射红光、蓝光、绿光和红外光二极管组成发射光源的两块LED阵列板1、2对称布置于水果支撑台两侧，LED阵列板1、2成45°角倾斜放置；数码相机5垂直放置于水果支撑台4上方1米处，计算机6通过USB接口与数码相机5连接；通过计算机1控制数码相机5能获得不同辐照光源下的水果反射光谱图像。
如图2所示，所述的发射光源的LED阵列板由三块小板拼接组成，每块小板由红、蓝、绿、红外光LED各10个纵向同色，横向交错排列组成。LED之间的放置距离10cm。
如图3所示，所述的三块小板同色LED并联后由稳压芯片LM317提供恒定驱动电流，四组稳压芯片LM317通过四个拨动开关并联到+24V电源上。
所述的红光LED光谱范围630～680nm，绿光LED光谱范围540～580nm，蓝光LED光谱范围为435～470nm。红外光LED光谱范围为840～950nm。
所述数码相机型号是Olympus C-500，500万像素。
本发明根据可见光(红、绿、蓝)和红外光在水果表面具有不同反射光谱特征，将四种颜色的LED排列组成LED阵列板，将水果支撑台置于两块LED阵列板之间。当水果经流水线通过支撑台时，微机控制LED阵列板分别发出红光、蓝光、绿光和红外光，照射到水果上表面，经过水果表面反射后，反射光进入数码相机，计算机控制数码相机拍摄水果反射光谱图像，存于计算机硬盘文件中。计算机软件通过对不同颜色图像的组合分析，可提供待测水果的等级分类信号。

Claims (4)

1、一种用于水果自动分级的多色LED视觉图像光源系统，其特征在于：由发射红光、蓝光、绿光和红外光二极管组成发射光源的两块LED阵列板对称布置于水果支撑台两侧，LED阵列板成45°角倾斜放置；数码相机垂直放置于水果支撑台上方处，计算机通过USB接口与数码相机连接；通过计算机控制数码相机能获得不同辐照光源下的水果反射光谱图像。
2、根据权利要求1所述的一种用于水果自动分级的多色LED视觉图像光源系统，其特征在于：所述的发射光源的LED阵列板由多块小板拼接组成，每块小板由红、蓝、绿、红外光LED各10个纵向同色，横向交错排列组成。
3、根据权利要求2所述的一种用于水果自动分级的多色LED视觉图像光源系统，其特征在于：所述的多块小板同色LED并联后由稳压芯片LM317提供恒定驱动电流，四组稳压芯片LM317通过四个拨动开关并联到+24V电源上。
4、根据权利要求1所述的一种用于水果自动分级的多色LED视觉图像光源系统，其特征在于：所述的红光LED光谱范围630～680nm，绿光LED光谱范围540～580nm，蓝光LED光谱范围为435～470nm。红外光LED光谱范围为840～950nm。
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