基于計算機視覺和動態(tài)稱重的雞蛋外部品質(zhì)檢測系統(tǒng)研究.pdf

1、禽蛋品質(zhì)的自動化檢測與分級對滿足消費者在禽蛋質(zhì)量和安全方面的要求，提高禽蛋的市場價值和競爭力有著重要意義。本研究以雞蛋為實驗對象，采用機器視覺和動態(tài)稱重相結(jié)合，對雞蛋蛋形指數(shù)、污漬、重量等質(zhì)量指標進行快速無損檢測，并設計了分級生產(chǎn)線。主要研究內(nèi)容如下:
　　 1.利用應變片式傳感器自行設計了動態(tài)稱重模塊。該模塊由信號采集、信號放大及信號濾波等模塊組成?？稍谏a(chǎn)線上實時將雞蛋的重量信號轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)信號放大和5階巴特沃斯低通濾波

2、后能在線檢測雞蛋重量，其檢測誤差在±1g內(nèi)，檢測速率為4枚/s。
　　 2.構(gòu)建了雞蛋外部質(zhì)量的圖像檢測模塊。該模塊由CCD、計算機、光箱、紅外觸發(fā)電路等組成。一次觸發(fā)能同時檢測3枚雞蛋，得到長軸、短軸、蛋殼污漬等檢測指標并計算出蛋形指數(shù)，檢測速度為4枚/s，長軸檢測誤差在-1.59～1.00mm內(nèi)，短軸檢測精度在-1.08～0.77mm內(nèi)。
　　 3.設計了一套機器視覺和動態(tài)稱重相結(jié)合的雞蛋外部品質(zhì)在線無損檢測生產(chǎn)線，

3、并在不同模塊上采用不同的支撐方式。雞蛋的圖像檢測模塊采用雙錐形輥子，便于雞蛋產(chǎn)生自轉(zhuǎn);雞蛋稱重模塊采用Y型支撐，便于稱重時稱重傳感器將雞蛋托起。當雞蛋到達圖像檢測模塊時，紅外觸發(fā)相機拍攝，計算機獲取圖像并提取相關特征;雞蛋繼續(xù)前進，進入稱重模塊，由稱重傳感器實現(xiàn)對雞蛋的動態(tài)稱重。
　　 4.開發(fā)了一套雞蛋品質(zhì)檢測生產(chǎn)線的軟件系統(tǒng)。此系統(tǒng)采用多線程技術。圖像模塊對攝像機標定，實現(xiàn)了圖像獲取、分割、長短軸和污漬特征提取。稱重模塊實現(xiàn)

4、信號采集、低通濾波、數(shù)據(jù)保存、計算重量。最后對雞蛋進行等級判別。
　　 5.對設計的生產(chǎn)線進行實驗驗證。建立了雞蛋長短軸檢測模型、污漬檢測模型、雞蛋重量檢測模型，實現(xiàn)了在線檢測雞蛋重量、長短軸及污漬檢測。并對通過不同方法所得到的雞蛋長軸及雞蛋重量兩個方面分別進行對比，證明在線系統(tǒng)具有較強的合理性及魯棒性。結(jié)果表明，動態(tài)稱重檢測雞蛋重量誤差＜±1g，圖像檢測短軸長度的誤差范圍在-0.55～0.41mm內(nèi)，長軸誤差在-0.81～0.