[发明专利]一种基于线激光的蜜柚三维建模装置和方法

说明书

本发明公开了一种基于线激光的蜜柚三维建模装置和方法。本发明的装置包括激光发射部分、图像采集部分和水平圆形蜜柚平台。方法包括以下步骤：1)蜜柚激光线条的获取，2)蜜柚周向激光线条的世界坐标获取，3)蜜柚顶部激光线条的世界坐标获取，4)蜜柚底部激光线条的获取，5)蜜柚水平等间隔纬线的获取，主要由蜜柚周向激光线条、蜜柚顶部激光线条、蜜柚底部激光线条和蜜柚水平等间隔纬线组成蜜柚的三维模型。本发明可快速高效地获取蜜柚三维重建模型，应用于与蜜柚形状较为类似水果的三维重建，同时该方法装置较为简便，成本低，能够在实际水果生产分级生产线中进行应用。

技术领域

本发明涉及一种蜜柚图像处理的三维建模方法，尤其是涉及一种基于线激光的蜜柚三维建模装置和方法。

背景技术

我国是世界上柚种植面积最大的国家，产量居世界第一。对蜜柚进行品质分级有利于提升蜜柚商品化品质，促进蜜柚流通中按质论价、优质优价。蜜柚体积是蜜柚分级的重要依据(黄日升，朱东煌，林锦星，沈虹，李健.琯溪蜜柚果实分级标准研究[J].中国南方果树，2015,44(3):28-34.)，常规的排水法检测蜜柚体积不适用于生产现场，采用机器视觉技术通过三维重建测量体积具有非接触且快速无损等优势，具有重要的实际应用价值。

Khojastehnazhand等(2009)(Khojastehnazhand M,Omid M,TabatabaeefarA.Determination of orange volume and surface area using image processingtechnique.International Agrophysics,2009,23:237–242.)将柑橘视作椭球体，利用积分法来测估柑橘果实体积，Savan Dhameliya等(2016)(Dhameliya S,Kakadiya J,SavantR.Volume Estimation of Mango.International Journal of ComputerApplications.2016,143(12),11-16.)以芒果为研究对象也进行了积分法测量体积。Gokul等(2015)(Gokul,P R,Raj S,Suriyamoorthi P.Estimation of volume and maturity ofsweet lime fruit using image processing algorithm.International Conference onCommunications and Signal Processing(ICCSP),April 2-4,2015,1227–1229.)将甜橙视作标准球体，由二维图像处理计算体积。上述方法在利用机器视觉技术求取体积时，均将水果外形简化为标准简单几何体，与实际情况差异较大，无法准确预估体积。

许丽佳等(2013)(许丽佳.基于计算机视觉的水果体积测量方法[P].中国专利：CN103307979 A，2013.09.18)公开了一种利用水果三视图重建出三维散点图，通过拟合像素数与水果体积的关系来测量同类其他水果体积，但针孔相机原理获取的三视角图像并不是基于垂直投影的几何三视图。应义斌等(应义斌，朱蓓，饶秀勤.用于球状水果无冗余图像信息获取的方法和装置[P].CN103234905 A，2013.08.07)利用十字激光标线器对球状水果进行了图像拼接，饶秀勤等(饶秀勤，林文彬，应义斌.一种基于斑点提取与邻近点向量法的水果图像匹配方法[P].中国专利：CN 104036492 A，2014.09.10)以水果表面斑点为特征匹配点对水果进行了图像拼接，此两种方法能够快速拼接二维图像，但未得到三维信息。