[发明专利]一种鸡蛋新鲜度检测装置及其检测方法

权利要求书

1.一种鸡蛋新鲜度检测装置，包括壳体，其特征在于：还包括置于该壳体中的蛋托模块，所述蛋托模块包括两根并排的滚筒及用于驱动滚筒转动的电机，待检测的鸡蛋放置于两根滚筒之间，能够随滚筒一起转动；所述壳体集成有图像采集模块、显示模块和光源，所述光源的光强度能够透过待检测的鸡蛋，并将其内部蛋黄信息和气室信息体现出来，所述图像采集模块通过其摄像头连续拍摄鸡蛋在转动过程中的二维图像，并反馈至显示模块，由显示模块的单片机对采集到的二维图像进行处理，包括分别提取鸡蛋整体、蛋黄、气室的二维轮廓特征及图像边缘轮廓点的坐标，进行映射转换，由二维图像轮廓构建三维多轮廓图形，再分别计算鸡蛋整体、蛋黄、气室的体积，进而实现新鲜度检测，将结果通过显示屏幕显示出来。

2.根据权利要求1所述的一种鸡蛋新鲜度检测装置，其特征在于：所述壳体为透明壳体，并配置有可拆卸的底座和壳盖，所述光源安装在底座上，并位于两根滚筒间隙的下方，且其光照方向向上照着待检测的鸡蛋，所述图像采集模块和显示模块安装在壳盖上。

3.根据权利要求2所述的一种鸡蛋新鲜度检测装置，其特征在于：所述底座内置有供电电池，并预留有多个散热孔。

4.根据权利要求2所述的一种鸡蛋新鲜度检测装置，其特征在于：所述壳盖顶部设置有控制按钮，所述显示模块的显示屏幕位于壳盖顶部。

5.根据权利要求1所述的一种鸡蛋新鲜度检测装置，其特征在于：所述壳体上设计有开合门，方便鸡蛋放置和取出。

6.根据权利要求1所述的一种鸡蛋新鲜度检测装置，其特征在于：所述壳体上设有把手。

7.根据权利要求1所述的一种鸡蛋新鲜度检测装置，其特征在于：所述光源为LED灯珠。

8.一种权利要求1至7任意一项所述鸡蛋新鲜度检测装置的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将待检测的鸡蛋沿长轴平行于滚筒的方向放置于两根滚筒之间，启动电机，驱动两根滚筒转动，在鸡蛋转动的同时，开启图像采集模块和光源，采集等间隔角度的鸡蛋二维图像，鸡蛋旋转一周后，所采集图像即为鸡蛋以其长轴为轴旋转一周的图像，能够覆盖鸡蛋全部表面信息；

2)在获取一系列鸡蛋图像后，显示模块的单片机对所采集图像进行处理，在鸡蛋所处实际三维空间设置测量坐标系，并在每张图片中设定一个图像坐标系，将每张图像左上角设置为原点，并提取每张照片中鸡蛋整体、蛋黄、气室这三个目标图像边缘轮廓点的图像坐标信息，进一步通过公式实现图像坐标系与实际三维空间中测量坐标系的映射来推导，图像中鸡蛋长轴所在的列为zh，而测量坐标系的鸡蛋长轴则为Z轴；因此，图像坐标系中的z_h列对应测量坐标系的Z轴，图像以Z轴为轴进行旋转，目标图像中的同一点旋转前后关系式如下所示：

z'＝h_max-x

式中，(x,y)为旋转前的图像坐标，x为图像坐标的列值与z_h之差，y为0；(x',y')为旋转后的所在测量坐标系坐标；α为所在图像的旋转角度，并设定逆时针为正方向；h_max为在图像坐标系中检测出被测鸡蛋边缘最大的行值；基于公式(1)得到被测目标三维线框模型在测量坐标系的坐标；

3)在完成映射推导后，基于下面公式(2)分别求取不同蛋黄、气室及鸡蛋整体的体积，将鸡蛋长轴方向各个目标切割为多个切片，并将切片近似作为台体，采用台体公式计算每一个切片的体积，累加所有切片的体积得到被测鸡蛋的体积：

式中，z为切片的高度；n为层数；m为整取，取值范围为1～n-1；A_m、A_m+1为第m、m+1层的层面积；

4)完成体积计算后，基于公式(3)将蛋黄、气室及整蛋体积代入公式，计算该鸡蛋的哈夫值，并根据农业部蛋品标准规定的检验和表示蛋品新鲜度的指标，实现鸡蛋新鲜度判定并给出食用提示；

Ha＝p₁V_e+p₂V_q+p₃V_a+q (3)

其中，Ha为计算的哈夫值；V_e、V_q、V_a分别为蛋黄、气室及整蛋体积；p₁、p₂、p₃为所对应蛋黄、气室及整蛋体积系数；q为常数。

9.根据权利要求8所述的一种鸡蛋新鲜度检测装置的检测方法，其特征在于：所述表示蛋品新鲜度的指标实质为鸡蛋新鲜度与哈夫值对应关系，具体如下：

当哈夫值≥72时，鸡蛋新鲜度判定为AA级，食用提示为高新鲜度和高营养价值；

当哈夫值处于60～72时，鸡蛋新鲜度判定为A级，食用提示为可食用；

当哈夫值处于30～60时，鸡蛋新鲜度判定为B级，食用提示为不适合食用。