基于视觉技术的苹果分拣系统设计.pdf

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1、第35卷第5期中国农机化学报Vol.35No.52014年9月JournalofChineseAgriculturalMechanizationSep.2014DOI:10.13733/j.jcam.issn.2095-5553.2014.05.039基于视觉技术的苹果分拣系统设计王鑫121，赵莹，杨简(1.吉林农业大学信息化教学与管理中心，长春市，130118；2.长白山科学研究院，延边州，133613)摘要：在线检测是实现自动生产的重要环节，计算机视觉图像信息处理技术已经广泛应用于农产品品质检测中。表面缺陷检测一直是困扰苹果自动化分级的难题，本

2、文采用特征提取，即提取出缺陷部位的轮廓，再进行填充求其面积的方法确定缺陷面积大小，然后用缺陷面积结合最大横径、颜色色度来判定等级，实现机器化苹果分拣。经实验证明本方法准确率达94.2%，且具有较好的稳定性，为农业自动化提供了一种可靠的苹果在线检测的方法。关键词：品质检测；机器视觉；图像处理；苹果分级中图分类号：S226.5文献标识码：A文章编号：2095-5553(2014)05-0169-04王鑫，赵莹，杨简.基于视觉技术的苹果分拣系统设计[J].中国农机化学报,2014,35(5):169~172WangXin,ZhaoYing,YangJia

3、n.Designoffruitssortingsystembasedonvisiontechnology[J].JournalofChineseAgriculturalMechanization,2014,35(5):169~172果损耗、提高苹果质量、改善国内苹果分级现状、扩0引言大苹果出口量具有重要的研究意义。近年来由于进口苹果的关税下调，价格降低，1系统总体方案设计许多地方出现了国产苹果滞销现象，国产苹果出口同样困难。这种状况是多方面原因导致的，其中有本设计利用Matlab软件的图像处理功能和模糊算一个重要的原因就是苹果的质量问题。国产苹果质

4、法来对采集的苹果图像进行处理与分析，进而实现苹量差表现在外观、内部品质、产品外包装等方面，果品质分级，过程如下：由于检测与分选手段的落后，其中许多优质高档苹1）苹果动态图像的采集。通过对苹果的上面及果因为没有经过严格的品质检测和分级，良莠不齐，两侧三个方位的图像采集，全面获取苹果信息。致使产品出口品质偏低，其外销价格远远低于美国、2）苹果大小尺寸的检测。对采集到的图像信息澳大利亚、日本等国家的同类产品。因此提高苹果进行处理，采用质点法计算质心，确定质心以后再计质量，使用先进的苹果品质检测和分级技术已是当算最大果径。务之急。3）苹果表面颜色的检测。利

5、用RGB颜色模型及计算机视觉技术用计算机和图像获取作为工具，HIS颜色模型对苹果表面色度检测，进行颜色分级。具有图像分析能力、图像处理能力、模式识别能力、4）苹果表面常见缺陷的识别与测量。表面缺陷人工智能能力，通过以上功能对获取的图像信号进行检测一直是困扰苹果自动化分级的难题，缺陷的快速处理，并从中获得有用的信息。计算机视觉技术虽然识别一直是研究的热点。本文采用特征提取，即提取不接触测量对象，但可以准确地从获取的图像中得到出缺陷部位的轮廓，再进行填充，求其面积。根据缺很多信息，然后对这些信息进行分析处理便可得到物陷面积来判定等级。体尺寸、表面缺陷及

6、色度等具体信息，进而实现外观5）对获取信息进行模糊分级，确定品质等级。质量的综合评价[1]综合上述各种信息，利用模糊算法，对检测的苹果进。计算机视觉技术能将人从繁重单调的劳动中解放出来，具有较高的检测效率，能适应行模糊分级。高效率的分拣过程，又能排除因为人的主观因素的干本系统实现的技术路线如下：扰所产生的不良检测结果。1）采集图像。数据采集系统是由CCD摄像机、研究和开发基于计算机视觉技术的苹果在线分级像采集卡和光照箱组成。系统，对解决苹果分级难题、提高分级精度、减少苹2）图像预处理。包括灰度处理、增强、滤波、收稿日期：2013年12月9日修回日期

7、：2013年12月25日第一作者：王鑫，女，1982年生，吉林长春人，硕士，讲师；研究方向为物连网。E-mail:jarryxin@126.com170中国农机化学报2014年边缘检测、图像分割等。j2=medfilt2(bw);subplot(122),imshow(j2);ti-3）尺寸检测。测量最大横径。tle('二值图滤波');%中值滤波4）颜色检测。测出RGB值。RGB图转换为灰度图和二值图的效果如图2所示，5）缺陷检测。采用特征提取，即提取出缺陷部灰度图与二值图滤波效果如图3所示。由图2与图3的位的轮廓，再进行填充，求其面积，根据其面积

8、在图比较可以看出，中值滤波具有很好的保真性，且图像片中的比例作为判别依据。噪声滤除明显，边缘明显细化。这样利于后期图像处6