[发明专利]基于计算机视觉的牛胴体产肉量自动分级装置与方法

权利要求书

1.一种基于计算机视觉的牛胴体产肉量自动分级装置，其特征在于：包括承载装置、CCD数码摄像机、LED射灯、可伸缩背景布、计算机和塑料管，所述承载装置包括横梁支架、手动可调节横梁、手动可调节吊臂和防水保护箱，所述横梁支架固定在工厂顶部横梁上，所述手动可调节横梁安装在横梁支架上，所述手动可调节吊臂安装在手动可调节横梁上，所述防水机箱安装在手动可调节吊臂上，用于防止CCD数码摄像机进水进油，所述CCD数码摄像机固定放置于防水机箱中，所述CCD数码摄像机镜头对准流水线上经过的牛肉二分体，与二分体的切面保持垂直，所述LED射灯安装在防水机箱的顶部，用于弥补工厂光照的不足，所述LED射灯的照射方向与镜头方向保持一致，所述可伸缩背景布放置于牛肉二分体后方，与镜头方向保持垂直，方便后期对图像进行分割，所述计算机与CCD数码摄像机相连，用于处理和存储采集到的牛肉二分体图像，所述塑料管用于保护LED射灯电源线和CCD数码摄像机与计算机之间的数据传输线。

2.根据权利要求1所述的基于计算机视觉的牛胴体产肉量自动分级装置，其特征在于：所述手动可调节横梁可以在前后方向进行移动，可移动范围是1.5-2.0米，方便调整防水机箱与流水线上的牛胴体之间的距离。

3.根据权利要求1所述的基于计算机视觉的牛胴体产肉量自动分级装置，其特征在于：所述手动可调节吊臂可以在上下方向进行移动，可移动范围是1.0-1.5米，方便调整防水机箱与地面之间的距离。

4.根据权利要求1所述的基于计算机视觉的牛胴体产肉量自动分级装置，其特征在于：所述防水保护箱一面为玻璃窗，其余五面皆为铁皮，CCD数码摄像机可以透过玻璃窗对流水线上的牛胴体进行图像采集。

5.根据权利要求1所述的基于计算机视觉的牛胴体产肉量自动分级装置，其特征在于：所述LED射灯照射方向可以实现上下左右自由移动。

6.根据权利要求1所述的基于计算机视觉的牛胴体产肉量自动分级装置，其特征在于：所述可伸缩背景布可以像窗帘一样实现自由伸缩，在不用的时候可以收起来。

7.一种基于计算机视觉的牛胴体产肉量自动分级方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)标定摄像机，得到图像中单位像素对应于真实场景中的实际长度；

(2)利用基于计算机视觉的牛胴体产肉量自动分级装置，取得黑色背景的牛肉屠宰场流水线实时视频；

(3)根据霍夫变换原理自动识别出流水线上每头牛右半胴体所对应的悬挂吊钩并进行照片抓捕提取；

(4)进行图像分割与图像处理，得到完整的胴体轮廓区域；

(5)利用角度求索法提取轮廓拐点并计算相应特征值；

(6)根据特征值和人工称出的分割肉重量建立逐步回归与BP神经网络预测模型，而后对模型进行检验和结果比较，找出最优模型；

(7)通过建立好的最优模型对牛胴体进行评级，把分级数据保存到数据库中并实时上传至服务器端。

8.根据权利要求7所述的基于计算机视觉的牛胴体产肉量自动分级方法，其特征在于：所述步骤(1)中的摄像机标定包括以下步骤：

(8a)选取一个标定用的棋盘，该棋盘为6*8黑白正方格棋盘，每一正方格的边长为3cm；

(8b)通过摄像头对放置在固定位置的棋盘进行10个不同角度的拍摄，共得到10幅棋盘图像；

(8c)以OpenCV计算机视觉库为基础,调用cvFindChessboardCorners()函数找到其中的角点，并标记出来，得到10幅图像的角点，然后调用cvCalibrateCamera2()函数即可得到摄像头的内外参数；

(8d)图像中物体的实际尺寸即可通过以下公式计算得出：

其中l为物体在图像中所占的像素个数，d为摄像头到物体的距离，f即为内参数矩阵中的第一个参数值，物体的实际尺寸L与距离d单位相同。