[发明专利]一种可消除高反光果蔬表面眩光的方法和装置

说明书

本发明公开了一种可消除高反光果蔬表面眩光的方法和装置,涉及果蔬分级技术领域，方法包含以下步骤：S1：光源发光；S2：光束整形；S3：偏振调节；S4：待测物散射；S5：散射光偏振滤光；S6：镜头探测器收集；S7：计算机图像采集和处理。装置包括果蔬传输装置、待测果蔬、照明光源、光束整形模块、第一偏振调节模块、第二偏振调节模块以及镜头和图像探测器。通过本发明的方法及装置，可消除局部亮斑，使果蔬在视场内均匀成像，方便识别表面特征，提高特征识别准确性。

技术领域

本发明属于光学检测领域，应用于果蔬分级领域，涉及一种表面光滑(强反光)果蔬分选的视觉系统，具体涉及一种可消除高反光果蔬表面眩光的方法和装置。

背景技术

果蔬由于先天和后天因素造成产品质量参差不齐，果蔬分级对于提高产品利用率、减少浪费、方便加工等方面具有重要意义。果蔬的分级前提是对果蔬分级特征的提取，而特征的提取就需要有良好的成像效果，所以针对不同类型的果蔬分级的机器视觉方案就显得尤为重要。

现有技术中，公开号为CN113751355A的专利申请介绍了一种基于计算机视觉技术的圣女果自动分拣方法及系统，该专利技术方案忽略了圣女果表面反光问题，尤其在识别圣女果缺陷时，算法容易把表面反光产生的局部过曝(眩光)误判为缺陷。同样的，公开号为CN113751355A的专利申请，其用于果蔬分拣的光学系统是使用LED、卤素灯或者激光通过整形照明，使用常规面阵或线阵相机采集待测果蔬的图像，这种方式对表面粗糙(非强镜面反光)的果蔬的图像采集满足要求，而对表面光滑、强反光的果蔬却不适合，因为强反光果蔬的表面会产生局部过曝(眩光)，即在反光表面产生局部亮斑，亮斑的存在影响算法对果蔬特征的提取，容易在特征提取时产生误判。

发明内容

本发明的目的在于解决果蔬分拣系统中由于光滑果蔬表面定向强反光造成的局部过曝(眩光)问题，该问题的存在不利于算法识别，容易在特征提取时产生误判，影响算法识别准确性，为了便于理解，请参见图1和图2所示，图1是光滑果蔬表面存在局部过曝问题，而通过本发明的方法及装置，可消除图中的局部亮斑(如图2所示)，使果蔬在视场内均匀成像，方便识别表面特征，提高特征识别准确性。

为实现上述功能及目的，本发明提供了一种可消除高反光果蔬表面眩光的方法和装置，其技术方案如下：

首先，方法流程原理图见如3所示。

其次，装置包括果蔬传输装置、待测果蔬、照明光源、光束整形模块、第一偏振调节模块、第二偏振调节模块以及镜头和图像探测器。

其中，果蔬传输装置用于承载传输待测果蔬，特别地，优选果蔬传输装置颜色与待测果蔬颜色互为互补色。互补色，即任何两种颜色混合能合成白光，那么一种即为另一种颜色的互补色，互补色选择可参考色相环(如图4所示)，参考色相环优选角度120-180°内的一对颜色为互补色。

照明光源：为成像系统提供光源，照明光源可选卤素光源，进一步优选LED光源以及激光光源。

光束整形模块：作用是对光分布做调节，根据实际功能要求可能是匀光，匀光方式可以是散射板导光板，微透镜阵列等；可能是口径整形，扩束缩束等；可能是光源合束等。

第一偏振调节模块：作用是对照明光源发出的光进行偏振态调节，根据光源类型选择不同的偏振调节模块的类型，如卤素光源和LED光源选择线偏振片，工作波长400-760nm，也可选400-700nm。线偏振片是一种由二向色性材料和玻璃或者高分子透明薄膜胶合而成。线偏振片是起偏器的作用，即把非偏振光变成偏振光，由于透射光的偏振方向始终与偏振片的偏振方向相同，所以通过调节偏振片的偏振方向，即可获得任意角度的偏振光，结合图5所示。