一种水果隐性损伤检测及损伤程度分级系统

本申请涉及一种水果隐性损伤检测分级系统及装置，属于水果检测。

背景技术：

1、水果在采收、包装、贮藏和运输过程中不可避免地会受到各种外力的影响，碰伤是最重要的损伤之一，例如：苹果，由于苹果的硬度较大，苹果受到轻微碰撞之后，外表皮组织和正常水果外表皮组织的颜色差异不大，对比度不明显，在形成初期通过肉眼很难全面识别出该苹果是否出现损伤，特别是当水果的损伤所在区域的苹果外表皮颜色较深时，通过肉眼对苹果的检测效果越差，进而在采收、包装、贮藏和运输过程中不能准确定将带有损伤的苹果筛选出来，使得损伤的苹果混入完好的苹果内，损伤的水果随着时间的推移，损伤区域会进一步褐变进而腐烂。若初期损伤检测过程中不能准确筛选出损伤的苹果，该损伤的苹果在长期贮藏或者运输过程中腐烂会产生霉菌会严重影响其它的苹果品质，降低苹果消费市场价值。

2、现有的苹果损伤检测采用了神经网络的方法进行处理，利用苹果的图像数据在神经网络内生成训练模型，然后将需要检测的苹果图像数据输入至该训练模型内进行损伤检测，检测苹果是否出现损伤，进而筛选出带有损伤的苹果；例如，公开号为cn114627469b文件中，对于苹果的损伤检测是通过获取水果的视觉图像输入至神经网络构建内部损伤预检测模型中进行检测水果的具体损伤类型，然后根据水果状态进行分类处理；然而，该检测方式中，只是检测了苹果明显性的损伤以及确定了苹果具体的损伤类型，而未对肉眼不可见的苹果表皮下隐性损伤进行检测，且没有对损伤的苹果根据损伤面积进行损伤程度的分级，进而不能根据苹果具体损伤状态内的受损程度不同进行分级，出现一些苹果损伤状态内，根据苹果损伤程度还可以使用的，则会使得苹果的销售成本变高，以及造成苹果资源利用率低下。

技术实现思路

1、本申请提出了一种水果隐性损伤检测及损伤程度分级系统，解决了现有水果损伤检测中，无法对肉眼不可见进行隐性损伤的检测以及对确定损伤的水果根据水果的损伤程度进行分级的问题。

2、针对上述的技术问题，通过一下具体方案进行实现：

3、一种水果隐性损伤检测及损伤程度分级系统，包括

4、放置旋转模块，用于放置以及旋转待检测水果；

5、图像采集模块，用于采集待检测水果图像数据；

6、数据处理模块，所述数据处理模块信号连接所述图像采集模块，用于处理所述图像采集模块采集的待检测水果图像数据，得到待检测水果的损伤状态检测结果数据和损伤程度分级数据；

7、控制模块，所述控制模块信号连接所述数据处理模块以及所述放置旋转模块，用于控制放置旋转模块、图像采集模块以及数据处理模块；

8、显示模块，所述显示模块信号连接所述数据处理模块以及控制模块，用于展示所述待测水果的损伤状态以及损伤程度结果。

9、特征波长光源模块，用于所述图像采集模块采集待检测水果过程中提供限定范围内的特征波长光源。

10、优选地，包括安装架，所述放置旋转模块安装在所述安装架内，所述图像采集模块安装在所述安装架内侧顶部，所述图像采集模块位于所述放置旋转模块上方；

11、所述安装架内还安装所述数据处理模块和所述控制模块，所述安装架外部安装有显示模块；

12、所述特征波长光源模块设置于所述图像采集模块的采集部位置，用于提供特征波长光源。

13、优选地，所述显示模块为显示电容屏，所述数据处理模块为数据处理器，所述控制模块为plc控制器；

14、所述显示电容屏信号连接所述plc控制器、所述数据处理器，所述plc控制器信号连接所述数据处理器、所述放置旋转模块，所述数据处理器信号连接所述图像采集模块。

15、优选地，所述放置旋转模块包括相对平行安装于所述安装架内的主动机辊和从动机辊，所述主动机辊的一端端头上连接有驱动件，另一端端头上设置有齿轮，所述从动机辊上与所述主动机辊同侧端头上也设置有齿轮，两个所述齿轮通过同步带连接；

16、所述有驱动件的信号与所述plc控制器连接。

17、优选地，所述主动机辊和所述从动机辊外壁上分别对应设置有内凹的环形槽，所述主动机辊和所述从动机辊之间位置处的所述环形槽内放置所述待检测水果。

18、优选地，所述主动机辊和所述从动机辊为柔性辊轮。

19、优选地，所述特征波长光源模块包括安装在所述图像采集模块周侧的若干灯珠；

20、优选地，所述灯珠安装在灯罩，所说灯罩将所述图像采集模块的采集部罩于内部。

21、优选地，所述若干个灯珠为24个，且24个所述灯珠以所述图像采集模块的采集部为中心点呈环形均匀分布在所述灯罩的内壁上。

22、优选地，所述灯珠为红外led灯珠，红外led灯珠近红外波长范围为660～1000nm。

23、优选地，所述图像采集模块包括微型近红外相机，所述微型近红外相机安装于所述安装架内位于所述放置旋转模块正上方的位置，且所述微型近红外相机的镜头朝向所述放置旋转模块，用于在所述特征波长光源模块的灯光照射下采集所述待检测水果图像数据；

24、所述微型近红外相机信号连接所述数据处理器。

25、本申请能产生的有益效果包括：

26、1、本申请提供的水果检测系统通过图像采集模块对放置旋转模块上的待检测苹果进行全方位的检测，在特征波长光源模块的灯光照射下，获取放置旋转模块上的待检测苹果的图像数据，图像中含有苹果肉眼不可见的隐性损伤，然后通过数据处理模块对待检测苹果的图像数据进行处理得到苹果是否出现隐形损伤，达到苹果隐形损伤检测目的；同时，如果苹果出现隐形损伤数据处理模块则会对检测苹果的图像数据进一步处理，确定该隐形损伤苹果的损伤分级，达到苹果损伤程度分级的目的。通过显示模块将显示苹果的损伤状态、损伤分级，该系统能够快速检测出隐性损伤的苹果以及确定损伤苹果的损伤分级，提高了苹果的利用率和品质，降低苹果在采收、包装、贮藏和运输过程中的成本。

27、2、本申请提供的水果检测装置，苹果是放置在主动机辊和从动机辊之间通过驱动件使得苹果可进行360°旋转，配合图像采集模块、以及特征波长光源模块可以得到苹果全方位的图像信息，解决以往因为苹果立体结构只能采集部分面的图像信息的情况。

28、3、本申请提供的水果检测装置中主动机辊和从动机辊是采用橡胶、聚氨酯、硅胶中的任意一种或者多种，避免旋转苹果过程中，对苹果造成磕碰损伤。

29、4、本申请提供的水果检测装置中采用6种不同近红外波长的红外led灯珠，且这些红外led灯珠按照设定的排列方式排列，能够使水果表面光源照度均匀，使得微型近红外相机能够清晰以及快速获取的待检测苹果肉眼不可见的隐性损伤。

技术特征：

1.一种水果隐性损伤检测及损伤程度分级系统，其特征在于，包括安装架(1)；

2.根据权利要求1所述的一种水果隐性损伤检测及损伤程度分级系统，其特征在于，所述主动机辊(20)和所述从动机辊(21)为柔性辊轮。

3.根据权利要求1所述的一种水果隐性损伤检测及损伤程度分级系统，其特征在于，所述特征波长光源模块包括安装在所述图像采集模块(6)周侧的若干灯珠(62)。

4.根据权利要求3所述的一种水果隐性损伤检测及损伤程度分级系统，其特征在于，所述灯珠(62)安装在灯罩(61)，所述灯罩(61)将所述图像采集模块(6)的采集部罩于内部。

5.根据权利要求4所述的一种水果隐性损伤检测及损伤程度分级系统，其特征在于，所述若干个灯珠(62)为24个，且24个所述灯珠(62)以所述图像采集模块(6)的采集部为中心点呈环形均匀分布在所述灯罩(61)的内壁上。

6.根据权利要求5所述的一种水果隐性损伤检测及损伤程度分级系统，其特征在于，所述灯珠(62)为红外led灯珠，红外led灯珠近红外波长范围为660～1000nm。

7.根据权利要求1所述的一种水果隐性损伤检测及损伤程度分级系统，其特征在于，所述图像采集模块(6)包括微型近红外相机(60)，所述微型近红外相机(60)安装于所述安装架(1)内位于所述放置旋转模块(2)正上方的位置，且所述微型近红外相机(60)的采集部朝向所述放置旋转模块(2)，用于在所述特征波长光源模块的灯光照射下采集所述待检测水果图像数据；

技术总结
本申请公开了一种水果隐性损伤检测及损伤程度分级系统，包括放置旋转模块、图像采集模块、数据处理模块、控制模块以及显示模块；其中，所述控制模块信号连接所述数据处理模块以及所述放置旋转模块，所述显示模块信号连接所述数据处理模块以及控制模块，所述数据处理模块信号连接所述图像采集模块；本申请提供的水果检测分级系统通过图像采集模块获取放置旋转模块上的待检测苹果的图像数据，然后通过数据处理模块对待检测苹果的图像数据进行处理得到苹果损伤状态，并对苹果损伤程度进行分级然后分类处理，该系统能够快速检测出隐性损伤的苹果以及确定损伤苹果的损伤分级，提高了苹果的利用率和品质。

技术研发人员：赵娟,张阳
受保护的技术使用者：西北农林科技大学
技术研发日：20230928
技术公布日：2024/6/5