CN105806743A - 一种多目苹果霉心病检测装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多目苹果霉心病检测装置及方法，该装置主要包括三个模块，质量检测模块、图像采集模块和计算机集成模块。首先采用质量检测模块获得待测苹果质量数据，然后采用工业相机获取不同角度的待检测苹果图像，接着通过USB数据线将测得的苹果质量数据和图像信息输送到计算机，利用计算机编程得到苹果图像与体积间的对应关系，同时计算并判断待检测苹果的密度值，当判定被检测苹果密度在某一特定范围时，就判定该苹果为霉心病苹果，接着继续进行下一个苹果的检测。本发明能够实现霉心病苹果无损检测，提高了霉心病检测准确率，加快了检测速度，简化了设备的结构，同时降低了果实检测的成本，且原理简单，操作方便。

Description

一种多目苹果霉心病检测装置及方法
技术领域
本发明属于农业技术领域，涉及一种多目苹果霉心病检测装置及方法。
背景技术
苹果霉心病是危害苹果产品及品质的主要病害之一。苹果霉心病在元帅系列品种上的发病率在14.7％～62.1％之间，一般年份损失约10％，重病年份损失30％以上。苹果霉心病发病的主要时期在果实成熟期和贮藏期。早中熟苹果在成熟采收后大多数外表分辨不出来，但进入市场或消费者手中的发病果实不能食用；晚熟品种进入果库后，在贮藏期会继续扩展和发病，使全果腐烂，毫无食用价值。霉心病所含有的神经毒素具有影响生育、致癌和免疫等毒理作用，因此，霉心病检测已成为苹果产业发展亟待解决的重大题。
现有的苹果霉心病检测设备主要是利用苹果对近红外光谱吸收和反射的激光红外线的原理研发，其存在的主要问题包括：1.近红外光谱检测设备红外摄像头本身价格昂贵，成本高；2.装置本身体积大，存在不方便携带等缺点。3.对操作人员的专业素质要求高。虽然该方法具有较高的检测精度，但在实际的农业生产中很难推广，应用前景并不广泛，亟需研发一种经济实惠、便于操作且检测精度高的苹果霉心病无损检测装置。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术存在的缺陷，提供一种多目苹果霉心病检测装置及方法，该装置可快速无损检测苹果霉心病，具有成本低，操作简单，运行稳定可靠，病害判别精度高等特点。
其具体技术方案为：
一种多目苹果霉心病检测装置，包括质量检测模块、图像采集模块和计算机集成模块。
所述质量检测模块包括计算机1和称重传感器电子秤4，采用STM32主控板控制的电阻应变式压力传感器电子秤测得苹果质量，所采用的电阻应变式压力传感器最大量程为3kg，精度为0.01g，STM32主控板通过USB将测得的数据传输至计算机1；
所述图像采集模块包括计算机1、工业相机2和实验支架3，工业相机2将采集的图像信息通过USB数据线传至计算机1。在设计中，利用实验支架3将工业相机2固定在待检测苹果赤道周围，等间距、等角度分布，达到获取不同角度图像信息来降低体积测量误差的目的；
所述计算机集成模块包括计算机1，计算机1通过编程对图像采集模块采集到的图像信息进行处理，计算出苹果的体积，通过计算出的体积和测得的苹果质量，计算出待检测苹果的密度，并对该密度值进行分析，从而判断该苹果是否为霉心病苹果。
优选地，所述工业相机2的数量为三台。
优选地，所述工业相机2为MindVision-U300工业相机。
一种多目苹果霉心病检测方法，包括以下步骤；首先采用质量检测模块获得待测苹果质量数据，然后采用的三台工业相机2安装在实验支架3上，等间距、等角度分布于实验苹果赤道面，每一个待检测苹果可以同时获得其不同角度的3幅图像，接着通过USB数据线将测得的苹果质量数据和图像信息输送到计算机1，计算机1对导入的图像数据利用Matlab2014b开发工具进行编程，采用单幅图像测体积的方法，分别求得各角度苹果的体积vi(i＝1，2，3)，然后根据v1、v2、v3求得平均体积，根据密度公式ρ＝m/v，求得苹果密度，根据该密度值来检测被测苹果是否为霉心病苹果，以此达到霉心病苹果自动检测的目的，当判定被检测苹果密度在某一特定范围时，就判定该苹果为霉心病苹果，接着继续进行下一个苹果的检测。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明能够实现霉心病苹果无损检测，三台相机同时捕获不同角度的图像，提高了霉心病检测的准确率，加快了检测速度，简化了设备的结构，同时降低了果实检测的成本，且原理简单，操作方便。
附图说明
图1为多目苹果霉心病检测装置示意图；图2为多目苹果霉心病检测方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细地说明。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案的设计中，主要包括三个模块，质量检测模块、图像采集模块和计算机集成模块。本发明的原理是：受到粉红杆胞菌等病菌侵染的影响，霉心病果实内部会发生褐变甚至腐烂、发霉，其密度与正常果之间存在显著差异。在质量检测模块中，主要是采用STM32主板控制的电阻应变式压力传感器电子秤测得苹果质量。在图像采集模块中，主要采用MindVision-U300工业相机，本发明采用的三台工业相机安装在实验支架上，等间距、等角度分布于实验苹果赤道面，即每一个待检测苹果可以同时获得其不同角度的3幅图像，通过USB数据线，将测得的苹果质量数据和图像数据导入计算机，对导入的图像数据利用Matlab2014b开发工具进行编程，采用单幅图像测体积的方法，分别求得各角度苹果的体积vi(i＝1，2，3)，然后根据v1、v2、v3求得平均体积，根据密度公式ρ＝m/v，求得苹果密度，根据该密度值来检测被测苹果是否为霉心病苹果，若以此达到霉心病苹果自动检测的目的。
参照图1，一种多目苹果霉心病检测装置，包括质量检测模块、图像采集模块和计算机集成模块；
所述质量检测模块包括计算机1和称重传感器电子秤4，采用STM32主控板控制的电阻应变式压力传感器电子秤测得苹果质量，所采用的电阻应变式压力传感器最大量程为3kg，精度为0.01g，STM32主控板通过USB将测得的数据传输至计算机1；
所述图像采集模块包括计算机1、工业相机2和实验支架3，工业相机2将采集的图像信息通过USB数据线传至计算机1，在设计中，利用实验支架3将工业相机2固定在待检测苹果赤道周围，等间距、等角度分布，达到获取不同角度图像信息来降低体积误差的目的；
所述计算机集成模块包括计算机1，计算机1通过编程对图像采集模块采集到的图像信息进行处理，计算出苹果的体积，通过计算出的体积和测得的苹果的质量，计算出待检测苹果的密度，并对该密度值进行分析，从而判断该苹果是否为霉心病苹果。
所述工业相机2的数量为三台。
所述工业相机2为MindVision-U300工业相机。
如图2所示，一种多目苹果霉心病检测方法，包括以下步骤；首先采用质量检测模块获得待测苹果质量数据，然后采用的三台工业相机2安装在实验支架3上，等间距、等角度分布于实验苹果赤道面，每一个待检测苹果可以同时获得其不同角度的3幅图像，接着通过USB数据线将测得的苹果质量数据和图像信息输送到计算机1，计算机1对导入的图像数据利用Matlab2014b开发工具进行编程，采用单幅图像测体积的方法，分别求得各角度苹果的体积vi(i＝1，2，3)，然后根据v1、v2、v3求得平均体积，根据密度公式ρ＝m/v，求得苹果密度，根据该密度值来检测被测苹果是否为霉心病苹果，以此达到霉心病苹果自动检测的目的，当判定被检测苹果密度在某一特定范围时，就判定该苹果为霉心病苹果，接着继续进行下一个苹果的检测。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种多目苹果霉心病检测装置，其特征在于，包括质量检测模块、图像采集模块和计算机集成模块；
所述质量检测模块包括计算机(1)和称重传感器电子秤(4)，采用STM32主控板控制的电阻应变式压力传感器电子秤测得苹果质量，所采用的电阻应变式压力传感器最大量程为3kg，精度为0.01g，STM32主控板通过USB将测得的数据传输至计算机(1)；
所述图像采集模块包括计算机(1)、工业相机(2)和实验支架(3)，工业相机(2)将采集的图像信息通过USB数据线传至计算机(1)，在设计中，利用实验支架(3)将工业相机(2)固定在待检测苹果赤道周围，等间距、等角度分布，达到获取不同角度图像信息来降低体积计算误差的目的；
所述计算机集成模块包括计算机(1)，计算机(1)通过编程对图像采集模块采集到的图像信息进行处理，计算出苹果的体积，通过计算出的体积和测得的苹果的质量，计算出待检测苹果的密度，并对该密度值进行分析，从而判断该苹果是否为霉心病苹果。
2.根据权利要求1所述的多目苹果霉心病检测装置，其特征在于，所述工业相机(2)的数量为三台。
3.根据权利要求1所述的多目苹果霉心病检测装置，其特征在于，所述工业相机(2)为MindVision-U300工业相机。
4.一种多目苹果霉心病检测方法，其特征在于，包括以下步骤；首先采用质量检测模块获得待测苹果质量数据，然后采用的三台工业相机(2)安装在实验支架(3)上，等间距、等角度分布于实验苹果赤道面，每一个待检测苹果同时获得其不同角度的3幅图像，接着通过USB数据线将测得的苹果质量数据和图像信息输送到计算机(1)，计算机(1)对导入的图像数据利用Matlab2014b开发工具进行编程，采用单幅图像测体积的方法，分别求得各角度苹果的体积vi(i＝1，2，3)，然后根据v1、v2、v3求得平均体积，根据密度公式ρ＝m/v，求得苹果密度，根据该密度值来检测被测苹果是否为霉心病苹果，以此达到霉心病苹果自动检测的目的，当判定被检测苹果密度在某一特定范围时，就判定该苹果为霉心病苹果，接着继续进行下一个苹果的检测。
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