[发明专利]西瓜品质无损检测方法及装置

权利要求书

1.一种西瓜品质无损检测方法，其特征在于，包括：

S1、选取多个样本西瓜，分别采用排水法测量出每个样本西瓜的初始体积；

S2、通过输送系统将样本西瓜输送到采集平台上的控制平台，通过计算机调节控制平台以调节样本西瓜的位置，利用采集平台上方的摄像机采集样本西瓜的图像信息并传输给计算机，计算机将所述图像信息处理后计算出样本西瓜的长度、宽度和高度；

S3、建立待测西瓜的体积模型：V＝4/3×K×a×b×c，其中，V为待测西瓜的体积，a、b、c分别为样本西瓜或待测西瓜的长度、宽度和高度，K为常量，根据步骤S1的初始体积和步骤S2的长度、宽度、高度拟合出K值；

S4、将样本西瓜换成待测西瓜并重复步骤S2，测量出待测西瓜的长度、宽度和高度，根据体积模型V＝4/3×K×a×b×c，计算出待测西瓜的体积V；

S5、测量待测西瓜的质量，并根据待测西瓜的质量和体积V计算出待测西瓜的密度，最后根据密度判断出该待测西瓜的品质。

2.如权利要求1所述的西瓜品质无损检测方法，其特征在于，所述摄像机采用两台CCD摄像机，所述两台CCD摄像机分别位于控制平台的正上方和斜上方，分别通过第二图像处理系统与所述计算机连接，由所述计算机调节所述两台CCD摄像机的位置；位于控制平台正上方的CCD摄像机用于采集样本西瓜或待测西瓜的长度和宽度方向上的图像信息，位于控制平台斜上方的CCD摄像机用于采集样本西瓜或待测西瓜的高度方向上的图像信息。

3.如权利要求1所述的西瓜品质无损检测方法，其特征在于，所述计算机内的第一图像处理系统包括图像输入输出模块、预处理模块、特征提取模块和模型建立模块；所述图像输入输出模块用于输入和输出样本西瓜或待测西瓜的图像信息和数据；所述预处理模块用于将样本西瓜或待测西瓜的图像信息投影到灰度空间进行预处理；所述特征提取模块用于提取样本西瓜或待测西瓜的边图像信息，并计算出闭合边的长度、宽度和高度；所述模型建立模块根据特征用于建立体积模型并计算出待测西瓜的体积。

4.如权利要求3所述的西瓜品质无损检测方法，其特征在于，所述预处理模块采用自适应阈值法将样本西瓜或待测西瓜的图像信息从复杂背景中分离出，并采用中值滤波法消除孤立的噪声点。

5.如权利要求3所述的西瓜品质无损检测方法，其特征在于，所述特征提取模块采用形态学开闭运算方法进行二值图像空洞的填充和采用序贯算法提取边特征，并采用Shamos求凸多边形直径的方法计算闭合边的直径，即为样本西瓜或待测西瓜的长度、宽度和高度。

6.如权利要求3所述的西瓜品质无损检测方法，其特征在于，所述模型建立模块采用霍夫变换拟合得到体积模型的关键参数K值，并根据所述体积模型计算出待测西瓜的体积。

7.一种西瓜品质无损检测装置，其特征在于，包括计算机以及与所述计算机连接的输送系统、采集平台和摄像系统；所述采集平台上设有控制平台，所述控制平台与计算机连接，所述输送系统用于将样本西瓜或待测西瓜输送到控制平台上，所述摄像系统位于采集平台的上方，用于采集样本西瓜或待测西瓜的图像信息并传输给计算机；所述计算机根据所接收到的图像信息调节摄像系统的位置，并计算出样本西瓜或待测西瓜的长度、宽度和高度，同时建立体积模型和计算待测西瓜的体积。

8.如权利要求7所述的西瓜品质无损检测装置，其特征在于，所述摄像系统包括光源和两台CCD摄像机；所述两台CCD摄像机分别位于控制平台的正上方和斜上方，分别通过第二图像处理系统与所述计算机连接，位于控制平台正上方的CCD摄像机用于采集样本西瓜或待测西瓜的长度和宽度方向上的图像信息，位于控制平台斜上方的CCD摄像机用于采集样本西瓜或待测西瓜的高度方向上的图像信息；所述光源通过光源支撑架固定在所述控制平台的上方。

9.如权利要求7所述的西瓜品质无损检测装置，其特征在于，所述计算机包括控制系统和第一图像处理系统；所述控制系统用于执行控制指令；所述第一图像处理系统与摄像系统连接，用于对样本西瓜或待测西瓜的图像信息进行处理后计算出样本西瓜或待测西瓜的长度、宽度和高度，并建立体积模型及计算出待测西瓜的体积。

10.如权利要求9所述的西瓜品质无损检测装置，其特征在于，所述第一图像处理系统包括图像输入输出模块、预处理模块、特征提取模块和模型建立模块；所述图像输入输出模块用于输入和输出样本西瓜或待测西瓜的图像信息和数据；所述预处理模块用于将样本西瓜或待测西瓜的图像信息投影到灰度空间进行预处理；所述特征提取模块用于提取样本西瓜或待测西瓜的边图像信息，并计算出闭合边的长度、宽度和高度；所述模型建立模块根据特征用于拟合体积模型的关键参数并根据体积模型计算出待测西瓜的体积。