CN113324578A - 鲜食苹果外观品质及贮藏指标测量仪 - Google Patents

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白晏霖
吕黎明
黄铝文
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Northwest A&F University
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Northwest A&F University
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Abstract

鲜食苹果外观品质及贮藏指标测量仪，首先，安装2个数字摄像头，对苹果进行数据的采集。然后进行数字图像处理，获取苹果的部分外观指标；其次安装一个精密电子秤，获取苹果的重量；并安装苹果环境指标采集模块，获取苹果的环境参数；最后，把得到的数据进行数据分析，完成对苹果的数据采集与品质分级。

Description

鲜食苹果外观品质及贮藏指标测量仪
技术领域
本发明涉及苹果品质分级及数据采集技术领域，特别涉及一种鲜食苹果外观品质及贮藏指标测量仪。
背景技术
长期以来，由于我国苹果品质检测分级技术单一，水果的产后处理主要采用人工方式，而人工分拣存在需要劳动力大、干扰大、效率不高等因素。苹果贮藏环境指标监测方面也存在监测指标单一，监测数据存储不方便等问题。
随着计算机技术与图形图像处理技术的快速发展，机器视觉在生活中的应用越来越普遍。国外已经广泛的将机器视觉应用到生产生活中，无论在理论上还是在应用上都取得了较大的进展。国内苹果自动分级技术研究则较晚，本发面采用计算机视觉的方法对苹果数据进行采集，结合多项苹果指标，实现对苹果的自动分级过程。
随着嵌入式系统的发展，以及各种精密传感器的发展，在环境监测方面变得更加多样化，智能化，但是在实际生活应用中依然有着很大的局限性。本发明利用嵌入式技术和传感器组技术采集苹果贮藏环境指标，实现对苹果环境的实时监测。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种鲜食苹果外观品质及贮藏指标测量仪的设备，利用计算机视觉，嵌入式系统，总线技术，获取苹果的果径、果形指数、着色面积，重量，以及环境中的温湿度，氧气浓度，二氧化碳浓度，芳香烃化合物，空气质量，乙烯浓度，实现对苹果的数据采集与分级。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
step1、安装数字摄像头，将一个数字摄像头安装在测量仪的正上方，调整数字摄像头的焦距使摄像头可以采集到清晰的图像，并传递给计算机；
step2、在屏蔽箱一侧也安装一个数字摄像头；调整数字摄像头的焦距使摄像头可以采集到清晰的图像，并传递给计算机；
step3、进行相机标定，主要通过使用标定算子完成标定，得到摄像机的参数，及图像坐标上每个像素在世界坐标系下对应的实际距离；
step4、将一侧数字摄像头采集到的图像转化为灰度图像；
step5、将灰度图像进行平滑(模糊)处理
step6、使用HoughCircles函数模块获取苹果最大外接圆，并得到外接圆直径；
step7、将图片转化到HSV色度空间下，对每个像素点进行检索，得到苹果着色面积；
step8、对一侧数字摄像头采集的图像以(3*3)进行高斯模糊；
step9、二值化图像；
step10、获取边缘轮廓；
step11、根据轮廓获取外接矩阵，得到苹果的宽与高，及获取苹果的果形指数；
step12、所述嵌入式系统选用的STM32F103C8T6是一款基于ARMCortex-M3内核的32位微处理器；
step13、选用重量传感器N430和A/D转换器HX711实现重量采集；
step14、块选用DHT11数字温湿度传感器，与微处理器通过单总线访问；采集温湿度；
step15、选用SGP30传感器，与微处理器通过IIC总线相连，监测二氧化碳浓度芳香烃化合物；
step16、选用SDS011传感器，与微处理器通过USART总线相连，可同时采集PM2.5和PM10的浓度数值；
step17、选用7X-C2H4-100物联型传感器与微处理器的USART总线通过RS485转USART芯片相连采集乙烯浓度；
step18、选用4OXV AAY80-390氧气传感模组，与微处理器的ADC模数转换通道连接采集氧气。
本发明专利涉及一种鲜食苹果外观品质及贮藏环境指标的测量仪，可以检测苹果的外观品质参数及贮藏环境指标；并实现苹果的数据格式化存储，完成苹果的自动化品质分级，本发明可用于苹果数据采集，也可以应用于水果自动分级系统。大大提高水果数据采集的效率。
附图说明：
图1为本发明鲜食苹果外观品质及贮藏指标测量仪的流程图。
具体实施方法：
下面结合附图对本发明鲜食苹果外观品质及贮藏指标测量仪进一步详细说明。
如图1所示：一种鲜食苹果外观品质及贮藏指标测量仪，数据采集包括以下步骤：
step1、安装数字摄像头，将一个数字摄像头安装在测量仪的正上方，调整数字摄像头的焦距使摄像头可以采集到清晰的图像，并传递给计算机；
step2、在屏蔽箱一侧也安装一个数字摄像头；调整数字摄像头的焦距使摄像头可以采集到清晰的图像，并传递给计算机；
step3、进行相机标定，主要通过使用标定算子完成标定，得到摄像机的参数，及图像坐标上每个像素在世界坐标系下对应的实际距离；
step4、将一侧数字摄像头采集到的图像转化为灰度图像；
step5、将灰度图像进行平滑(模糊)处理
step6、使用HoughCircles函数模块获取苹果最大外接圆，并得到外接圆直径；
step7、将图片转化到HSV色度空间下，对每个像素点进行检索，得到苹果着色面积；
step8、对一侧数字摄像头采集的图像以(3*3)进行高斯模糊；
step9、二值化图像；
step10、获取边缘轮廓；
step11、根据轮廓获取外接矩阵，得到苹果的宽与高，及获取苹果的果形指数；
step12、所述嵌入式系统选用的STM32F103C8T6是一款基于ARMCortex-M3内核的32位微处理器；
step13、选用重量传感器N430和A/D转换器HX711实现重量采集；
step14、块选用DHT11数字温湿度传感器，与微处理器通过单总线访问；采集温湿度；
step15、选用SGP30传感器，与微处理器通过IIC总线相连，监测二氧化碳浓度芳香烃化合物；
step16、选用SDS011传感器，与微处理器通过USART总线相连，可同时采集PM2.5和PM10的浓度数值；
step17、选用7X-C2H4-100物联型传感器与微处理器的USART总线通过RS485转USART芯片相连采集乙烯浓度；
step18、选用4OXV AAY80-390氧气传感模组，与微处理器的ADC模数转换通道连接，采集氧气浓度。

Claims (1)

1.一种鲜食苹果外观品质及贮藏指标测量仪，其数据采集包括以下步骤：
step1、安装数字摄像头，将一个数字摄像头安装在测量仪的正上方，调整数字摄像头的焦距使摄像头可以采集到清晰的图像，并传递给计算机；
step2、在屏蔽箱一侧也安装一个数字摄像头；调整数字摄像头的焦距使摄像头可以采集到清晰的图像，并传递给计算机；
step3、进行相机标定，主要通过使用标定算子完成标定，得到摄像机的参数，及图像坐标上每个像素在世界坐标系下对应的实际距离；
step4、将一侧数字摄像头采集到的图像转化为灰度图像；
step5、将灰度图像进行平滑(模糊)处理；
step6、使用HoughCircles函数模块获取苹果最大外接圆，并得到外接圆直径；
step7、将图片转化到HSV色度空间下，对每个像素点进行检索，得到苹果着色面积；
step8、对一侧数字摄像头采集的图像以(3*3)进行高斯模糊；
step9、图像二值化；
step10、获取边缘轮廓；
step11、根据轮廓获取外接矩阵，得到苹果的宽与高，及获取苹果的果形指数；
step12、所述嵌入式系统选用的STM32F103C8T6是一款基于ARMCortex-M3内核的32位微处理器；step13、选用重量传感器N430和A/D转换器HX711实现重量采集；
step14、块选用DHT11数字温湿度传感器，与微处理器通过单总线访问；采集温湿度；
step15、选用SGP30传感器，与微处理器通过IIC总线相连，监测二氧化碳浓度芳香烃化合物；
step16、选用SDS011传感器，与微处理器通过USART总线相连，可同时采集PM2.5和PM10的浓度数值。
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张峰;张晓东;赵冬玲;严泰来;: "利用图像处理技术进行苹果外观质量检测", 中国农业大学学报, no. 06, 30 December 2006 (2006-12-30) *

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