CN108051333A - 一种果蔬干燥过程物性变化的在线检测装置及方法 - Google Patents
一种果蔬干燥过程物性变化的在线检测装置及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108051333A CN108051333A CN201711163909.9A CN201711163909A CN108051333A CN 108051333 A CN108051333 A CN 108051333A CN 201711163909 A CN201711163909 A CN 201711163909A CN 108051333 A CN108051333 A CN 108051333A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- mtr
- mtd
- camera
- msup
- hothouse
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N5/00—Analysing materials by weighing, e.g. weighing small particles separated from a gas or liquid
- G01N5/04—Analysing materials by weighing, e.g. weighing small particles separated from a gas or liquid by removing a component, e.g. by evaporation, and weighing the remainder
- G01N5/045—Analysing materials by weighing, e.g. weighing small particles separated from a gas or liquid by removing a component, e.g. by evaporation, and weighing the remainder for determining moisture content
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
本发明提供了一种果蔬干燥过程物性变化的在线检测装置及方法，该装置包括立体视觉检测装置、动态称重装置、对物料进行干燥处理的干燥装置、电子控制单元和计算机，立体视觉检测装置位于干燥装置的上方，包括光源箱、设于光源箱内的左相机、右相机、相机固定板、调整装置和条形光源，动态称重装置包括称重传感器和两个竖直的支撑杆，支撑杆的顶端伸入干燥室内与托盘底座固定，底端与动态称重传感器连接；本发明能够在线检测果蔬在不同干燥工艺下含水率、形状、色泽以及三维形态的变化，为热风干燥工艺的优化提供理论指导和检测依据。
Description
技术领域
本发明涉及农产品加工技术领域，尤其涉及一种果蔬干燥过程物性变化的在线检测装置及方法。
背景技术
果蔬干制品日渐成为人们追捧的畅销食品。一方面，因为其产品能够最大限度的保持果蔬原有的外观、风味和营养成分。另一方面，果蔬经过加热干燥后水分含量降低，体积大大缩小，能够延长货架期并且便于储藏和运输。
目前常用于果蔬的干燥技术有热风干燥技术、真空冷冻干燥技术、变温差膨化干燥技术、微波真空干燥技术等。受到干燥室内温度、湿度和压力的影响，许多研究仅局限于不同干燥工艺以及干燥起始时参数的调节，对于整个干燥过程中物料的物性变化并没有深入的研究。专利号CN104266933A公开了一种在线检测真空干燥过程中物料含水率的装置及方法，该发明利用真空干燥过程中微压差的变化反应物料含水率的变化。专利号CN102636521A公开了一种果蔬加热干燥过程中气味在线监测的方法，利用石英晶体振荡器电子鼻在线监测气味，确定果蔬干燥的代表性气味。以上发明专利虽然能够在线监测干燥过程中物料的部分物性变化，但是检测指标单一。在干燥过程中，物料的含水率、色泽以及三维形态等物性参数，是产品重要的品质指标。对这些物性指标的实时监控，对干燥工艺的改进和产品品质的提高有重要的意义。
发明内容
针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种果蔬干燥过程物性变化的在线检测装置及方法，该装置及方法能够在线检测果蔬在不同干燥工艺下含水率、形状、色泽以及三维形态的变化，为热风干燥工艺的优化提供理论指导和检测依据。
本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
一种果蔬干燥过程物性变化的在线检测装置，包括立体视觉检测装置、动态称重装置、对物料进行干燥处理的干燥装置、电子控制单元和计算机；
所述干燥装置包括干燥室，所述干燥室的左右两个侧壁上分别设有进风口和出风口，干燥室的顶壁上设有玻璃可视窗口，干燥室内设有物料托盘、物料托盘底座、温湿度传感器和风速传感器，所述物料托盘放置于物料托盘底座上，所述温湿度传感器和风速传感器位于物料托盘的一侧，用于实时监控干燥过程中的温度、湿度和风速；
所述立体视觉检测装置包括不透光的光源箱，所述光源箱内设有左相机、右相机、相机固定板、调整装置和条形光源，所述相机固定板垂直设于光源箱的中心平面上，并位于物料托盘的上方，所述相机固定板上设有左右对称的两个滑槽，两个滑槽呈倒V形，滑槽内设有与滑槽滑动连接的调整装置，所述左相机和右相机分别安装在两个滑槽内的调整装置上，通过调整装置调整左相机和右相机在滑槽内的位置以及相机光轴的角度，并将调整后的位置固定，保证左右相机的相对位置不变。两个条形光源紧贴于玻璃可视窗口的上表面两端，使光线照向干燥室的内部；
所述动态称重装置位于干燥室的下方，包括称重传感器和两个竖直的支撑杆，两个所述支撑杆的顶端分别穿过干燥室底壁上的两个通孔与托盘底座固定连，底端与称重传感器固定连接；
所述干燥装置与电子控制单元电连接，电子控制单元接收温湿度传感器和风速传感器传输的信号，通过干燥装置控制干燥室内的温度、湿度和风速；所述左相机和右相机与计算机电连接，所述计算机根据左相机和右相机传输的图片利用三维重建方法反映出物料的三维结构，并根据三维结构的参数变化以及称重传感器获得的参数变化实时控制干燥装置的干燥参数。
优选地，所述物料托盘位于干燥室的中央，物料托盘的上表面进行磨砂处理，避免相机观察过程中产生反光干扰。
优选地，所述玻璃可视窗口采用石英玻璃，所述石英玻璃的表面进行防雾涂膜处理，避免在干燥过程中由于内外温差产生雾气对相机拍摄造成干扰。
优选地，还包括两个支撑杆导管，两个所述支撑杆导管分别空套于两个支撑杆位于干燥室内的部分上，所述支撑杆导管与支撑杆同轴，并且支撑杆导管的直径远大于支撑杆的直径，所述支撑杆导管的底端与干燥室底壁上的小孔固定连接，导管内壁光滑且阻力小，避免支撑杆接触干燥室底壁上的通孔时干扰称重结果，另一方面，导管可以防止热风气流过多的从底壁上的通孔中逸出以及干燥过程中热风气流造成支撑杆的晃动。
优选地，所述光源箱为立方体结构，底部开口与干燥室连通，光源箱的外侧包裹有黑色绒布，以避免杂光干扰。
优选地，所述玻璃可视窗口为可开合结构。
优选地，所述物料托盘由食品级不锈钢材质制成。
一种果蔬干燥过程物性变化的在线检测装置的检测方法，包括以下步骤：
S1：进行相机位置调整，使得左相机和右相机观察到物料托盘的公共视野最大；
S2：进行相参数设置，使得拍摄图片特征清晰明显，并进行称重校准；
S3：将玻璃可视窗口对左相机和右相机产生的畸变进行校正，具体包括如下步骤：
S301：打开玻璃可视窗口，将标定板放置于物料托盘上，拍摄一组标定板的图像；
S302：关闭玻璃可视窗口，标定板的位置不动，再拍摄一组标定板的图像；
S303：移动标定板的位置，重复S101～S102，使标定板遍历相机视野各个角落，拍摄12～16组标定板的图像；；
S304：采用张正友标定算法计算出左相机和右相机在玻璃可视窗口开闭两种情况下的位姿矩阵，通过两个位姿矩阵计算得出玻璃可视窗口开闭两种情况下对应的两组图像的投影变换矩阵，从而对玻璃可视窗口产生的畸变进行校正，具体如下：
R,T是没有玻璃板时标定板坐标系和相机坐标系的旋转和平移矩阵，R’,T’是有玻璃板时标定板坐标系和相机坐标系之间的旋转和平移矩阵，(xc,yc,zc,1)T为相机坐标系中所对应的点；
S4：对立体视觉装置的左相机和右相机进行立体标定；
S5：将物料放入物料托盘内；
S6：启动干燥装置开始物料干燥；
S7：每隔10～15分钟停止干燥装置工作，记录称重传感器的参数，并通过计算机启动左相机和右相机拍摄物料的图片，然后干燥装置继续工作，左相机和右相机将拍摄的图片传输至计算机，计算机根据步骤S1得到的投影变换矩阵对图片校正后，利用三维重建方法中的NCC算法反映出物料的三维结构；
S8：计算S7得到的三维结构的三维参数变化；
S9：判别步骤S7获得称重传感器的参数以及步骤S8获得的三维参数变化情况，若参数变化在容许范围内，则重复步骤S6-S9，若参数变化不在容许范围内，则调整干燥参数并记录干燥参数的变化后，重复步骤S6-S9，直至干燥终止。
本发明所涉及的物料干燥过程和物料检测过程并不是同步进行，检测时干燥装置中的鼓风机会短时间停止运行，避免风机的震动对称重和相机拍照造成干扰。左相机、右相机以及称重传感器监测到的物料物性变化会实时的反馈到计算机。
本发明的有益效果：
1)本发明利用双目立体检测装置和计算机重建果蔬物料干燥过程中的三维立体结构，能够实时、快速、无损伤地检测其表面平整度、收缩特性等三维参数的变化，解决了传统检测方法中破坏干燥环境，接触物料及操作繁琐的问题；
2)本发明提供了一种玻璃畸变校正的方法，为提高双目立体检测装置测量过程中的精度提供了一种有效的方法。
3)本发明计算机能够根据获得物料三维结构的参数的变化调整干燥装置的参数，以调整物料的干燥环境。
附图说明
图1为本发明所述一种果蔬干燥过程物性变化的在线检测装置的结构示意图。
图2为本发明所述一种果蔬干燥过程物性变化的在线检测装置的检测方法流程图。
图3为单条光线折射示意图。
图4为平面折射示意图。
1.相机固定板，2.左相机，3.滑槽，4.调整装置，5.右相机，6.光源，7.玻璃可视窗口，8.进风口，9.出风口，10.物料托盘，11.称重装置支撑杆，12.称重传感器，13.小孔，14.物料托盘底座，15.温湿度传感器，16.风速传感器，17.支撑杆导管，18.光源箱。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
如图1所示，本发明所述的一种果蔬干燥过程物性变化的在线检测装置包括立体视觉检测装置、动态称重装置、对物料进行干燥处理的干燥装置、电子控制单元和计算机；干燥装置包括干燥室，所述干燥室的左右两个侧壁上分别设有进风口8和出风口9，用于物料干燥过程中热风气流进出的通道，干燥室3的顶壁上设有玻璃可视窗口7，玻璃可视窗口7为可开合结构，玻璃为石英玻璃，表面会进行防雾涂膜处理，避免在干燥过程中由于内外温差产生雾气对相机拍摄造成干扰。干燥室内设有物料托盘10、物料托盘底座14、温湿度传感器15和风速传感器16，物料托盘10由食品级不锈钢材质制成，放置于物料托盘底座14上，物料托盘10位于干燥室3的中央，盘面上进行磨砂处理，避免相机观察过程中产生反光干扰。温湿度传感器15和风速传感器16位于物料托盘10的一侧，用于实时监控干燥过程中的温度、湿度和风速。
立体视觉检测装置包括密闭且不透光的光源箱18，光源箱18为立方体结构，底部开口与干燥室3连通，光源箱18的外侧包裹有黑色绒布，以避免杂光干扰。光源箱18内设有左相机2、右相机5、相机固定板1、调整装置4和条形光源6，相机固定板1垂直设于光源箱18的中心平面上，并位于物料托盘10的上方，相机固定板1上设有左右对称的两个滑槽3，两个滑槽3呈倒V形，滑槽3内设有与滑槽3滑动连接的调整装置4，所述左相机2和右相机5分别安装在两个滑槽3内的调整装置4上，调整装置4为一个旋钮，旋钮可以调整相机在滑槽内的位置和相机光轴的角度，拧紧旋钮固定相机的位置。两个条形光源6紧贴于玻璃可视窗口7的上表面两端，使光线照向干燥室3的内部。
动态称重装置位于干燥室3的下方，包括称重传感器12、两个竖直的支撑杆11和两个支撑杆导管17，两个所述支撑杆11的顶端分别穿过干燥室3底壁上的两个通孔与托盘底座14固定连，底端与称重传感器12固定连接。两个支撑杆导管17分别空套于两个支撑杆11位于干燥室3内的部分上，支撑杆导管17与支撑杆11同轴，并且支撑杆导管17的直径远大于支撑杆11的直径，支撑杆导管17的底端与干燥室3底壁上的小孔固定连接，支撑杆导管17的内壁光滑且阻力小，避免支撑杆11接触干燥室3的底壁时干扰称重结果，另一方面，导管可以防止热风气流过多的从小孔中逸出以及干燥过程中热风气流造成支撑杆的晃动。
干燥装置与电子控制单元电连接，电子控制单元接收温湿度传感器15和风速传感器16传输的信号，通过干燥装置控制干燥室3内的温度、湿度和风速；所述左相机2和右相机5与计算机电连接，计算机根据左相机2和右相机5传输的图片利用三维重建方法反映出物料的三维结构，并根据三维结构的参数变化以及称重传感器12获得的参数变化实时控制干燥装置的干燥参数。
具体地，上述果蔬干燥过程物性变化的在线检测装置的检测方法，如图2所示，包括以下步骤：
S1：进行相机位置调整，相机固定板1安装在装置上方固定不动，左相机2和右相机5通过调整装置4调节基线距离和光轴夹角，检测开始前调节调整装置4的旋钮，使左相机2和右相机5的相对位置合适，物料能够清晰在左右相机中成像，并且公共视野最大化。同时，合适的基线距离和光轴夹角能够提高双目视觉检测***的精度。
S2：进行相参数设置，使得拍摄图片特征清晰明显，并进行称重校准；
S3：将玻璃可视窗口7对左相机2和右相机5产生的畸变进行校正，具体包括如下步骤：
S301：打开玻璃可视窗口7，将标定板放置于物料托盘10上，拍摄一组标定板的图像；
S302：关闭玻璃可视窗口7，标定板的位置不动，再拍摄一组标定板的图像；
S303：移动标定板的位置，重复S101～S102，使标定板遍历相机视野各个角落，拍摄12～16组标定板的图像；；
S304：采用张正友标定算法计算出左相机2和右相机5在玻璃可视窗口7开闭两种情况下的位姿矩阵，通过两个位姿矩阵计算得出玻璃可视窗口7开闭两种情况下对应的两组图像的投影变换矩阵，从而对玻璃可视窗口7产生的畸变进行校正；
S4：对立体视觉装置的左相机2和右相机5进行立体标定；
S5：将物料放入物料托盘10内；
S6：启动干燥装置开始物料干燥；
S7：每隔10～15分钟停止干燥装置工作，记录称重传感器12的参数，并通过计算机启动左相机2和右相机5拍摄物料的图片，然后干燥装置继续工作，左相机2和右相机5将拍摄的图片传输至计算机，计算机根据步骤S1得到的投影变换矩阵对图片校正后，利用三维重建方法中的NCC算法反映出物料的三维结构；
S8：计算S7得到的三维结构的三维参数变化；
S9：判别步骤S7获得称重传感器12的参数以及步骤S8获得的三维参数变化情况，若参数变化在容许范围内，则重复步骤S6-S9，若参数变化不在容许范围内，则调整干燥参数并记录干燥参数的变化后，重复步骤S6-S9，直至干燥终止。
具体地，玻璃畸变校正的原理如下：
如图3所示，为单条光线的光路折射图。在图中有下列几个坐标系和点的对应关系：
1.OC-XCYCZ为相机坐标系，OC为相机光心。
2.O1-X1Y1为图像平面坐标系，P1为P0在图像平面的对应点。
3.X2O2Y2平面为玻璃的上表面，X3O3Y3平面为玻璃的下表面。假设玻璃的厚度为d,PP3与垂直方向的夹角为θ，P3P2与垂直方向的夹角为β，P1Oc与垂直方向的夹角为α，P’O0与X轴方向的夹角为γ。
4.P’为相机观测到的点，P点为真实点。两点的坐标值均以相机坐标系为标准。
若玻璃上下表面平行，则α和θ相等，X方向和Y方向上的偏差分别为：
Δx＝x′-xc＝d(tanθ-tanβ)cosγ
Δy＝y′-yc＝d(tanθ-tanβ)cosγ
由公式可以看出，物点和像点在X方向和Y方向上的偏差与玻璃厚度d、入射角θ、折射角β以及与x轴方向上的夹角γ有关。
参照图4所示，由P点扩展到一个平面上来看，玻璃厚度不变，图像上各点的入射角、折射角、X轴方向的夹角都有会有变化。以图像中心点代替各个点来计算玻璃折射畸变是最优的解决办法。在实际操作过程中测量入射角、折射角、玻璃厚度等并不方便，也会带来很大的测量误差。工业相机在进行二维或者三维测量时会使用到标定板，标定板能够标定出相机的内参和外参矩阵。
所以在干燥实验开始前，通过两组标定板图像，可以标定出不同情况下世界坐标系与相机坐标系之间的刚体变换关系。然后通过矩阵变换计算出玻璃畸变的校准矩阵。具体计算方法如下：
R,T是没有玻璃板时标定板坐标系和相机坐标系的旋转和平移矩阵，R’,T’是有玻璃板时标定板坐标系和相机坐标系之间的旋转和平移矩阵，(xc,yc,zc,1)T为相机坐标系中所对应的点。
进一步地，步骤S7中的三维重建方法的NCC算法具体步骤如下：
A1：双目标定
玻璃可视窗口打开和关闭时分别拍摄了一组标定板图像，利用张正友标定算法以及极大似然估计分别计算出两种情况下左右相机的内外参数矩阵，包括旋转矩阵、平移向量、焦距、像素尺寸、畸变系数等，得到左右相机的相对于标定板的位姿后便可求得两相机之间的相对位置关系并获得双目校正的映射图。
A2：立体匹配
读取左相机2和右相机5拍摄的干燥物料图像，使用双目校正映射图对两张图像进行校正。然后采用基于灰度信息的归一化互相关算法进行立体匹配。具体公式如下：
其中g1，g2分别为左右图像的灰度值；r,c为图像的行和列；m,n为匹配模板的大小。通过该度量函数可以搜索出左右图像中对应的匹配点，该方法具有稳定性和适应性，对于灰度值的线性变换不受影响。
A3：构建3D图像
利用步骤A2可以求出左相机2和右相机5拍摄图像的视差图，视差图可以转换为X,Y,Z三个方向上的投影图像，构建成3D图像。将3D图像保存为点云文件，可以获取每一个点的坐标值并且对明显的离群点进行剔除，得到一个最近似于原物料的三维立体图像。
所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种果蔬干燥过程物性变化的在线检测装置，其特征在于，包括立体视觉检测装置、动态称重装置、对物料进行干燥处理的干燥装置、电子控制单元和计算机；
所述干燥装置包括干燥室，所述干燥室的左右两个侧壁上分别设有进风口(8)和出风口(9)，干燥室(3)的顶壁上设有玻璃可视窗口(7)，干燥室(3)内设有物料托盘(10)、物料托盘底座(14)、温湿度传感器(15)和风速传感器(16)，所述物料托盘(10)放置于物料托盘底座(14)上，所述温湿度传感器(15)和风速传感器(16)位于物料托盘(10)的一侧，用于实时监控干燥过程中的温度、湿度和风速；
所述立体视觉检测装置包括不透光的光源箱(18)，所述光源箱(18)内设有左相机(2)、右相机(5)、相机固定板(1)、调整装置(4)和条形光源(6)，所述相机固定板(1)垂直设于光源箱(18)的中心平面上，并位于物料托盘(10)的上方，所述相机固定板(1)上设有左右对称的两个滑槽(3)，两个滑槽(3)呈倒V形，滑槽(3)内设有与滑槽(3)滑动连接的调整装置(4)，所述左相机(2)和右相机(5)分别安装在两个滑槽(3)内的调整装置(4)上，通过调整装置(4)调整左相机(2)和右相机(5)在滑槽(3)内的位置以及相机光轴的角度，并将调整后的位置固定，两个条形光源(6)紧贴于玻璃可视窗口(7)的上表面两端，使光线照向干燥室(3)的内部；
所述动态称重装置位于干燥室(3)的下方，包括称重传感器(12)和两个竖直的支撑杆(11)，两个所述支撑杆(11)的顶端分别穿过干燥室(3)底壁上的两个通孔与托盘底座(14)固定连，底端与称重传感器(12)固定连接；
所述干燥装置与电子控制单元电连接，电子控制单元接收温湿度传感器(15)和风速传感器(16)传输的信号，通过干燥装置控制干燥室(3)内的温度、湿度和风速；所述左相机(2)和右相机(5)与计算机电连接，所述计算机根据左相机(2)和右相机(5)传输的图片利用三维重建方法反映出物料的三维结构，并根据三维结构的参数变化以及称重传感器(12)获得的参数变化实时控制干燥装置的干燥参数。
2.根据权利要求1所述的果蔬干燥过程物性变化的在线检测装置，其特征在于，所述物料托盘(10)位于干燥室(3)的中央，物料托盘(10)的上表面进行磨砂处理。
3.根据权利要求1所述的果蔬干燥过程物性变化的在线检测装置，其特征在于，所述玻璃可视窗口(7)采用石英玻璃，所述石英玻璃的表面进行防雾涂膜处理。
4.根据权利要求1所述的果蔬干燥过程物性变化的在线检测装置，其特征在于，还包括两个支撑杆导管(17)，两个所述支撑杆导管(17)分别空套于两个支撑杆(11)位于干燥室(3)内的部分上，所述支撑杆导管(17)与支撑杆(11)同轴，并且支撑杆导管(17)的直径远大于支撑杆(11)的直径，所述支撑杆导管(17)的底端与干燥室(3)底壁上的小孔固定连接。
5.根据权利要求1所述的果蔬干燥过程物性变化的在线检测装置，其特征在于，所述光源箱(18)为立方体结构，底部开口与干燥室(3)连通，光源箱(18)的外侧包裹有黑色绒布。
6.根据权利要求4所述的果蔬干燥过程物性变化的在线检测装置，其特征在于，所述玻璃可视窗口(7)为可开合结构。
7.根据权利要求1所述的果蔬干燥过程物性变化的在线检测装置，其特征在于，所述物料托盘(10)由食品级不锈钢材质制成。
8.一种如权利要求6所述的果蔬干燥过程物性变化的在线检测装置的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：进行相机位置调整，使得左相机(2)和右相机(5)观察到物料托盘(10)的公共视野最大；
S2：进行相参数设置，使得拍摄图片特征清晰明显，并进行称重校准；
S3：将玻璃可视窗口(7)对左相机(2)和右相机(5)产生的畸变进行校正，具体包括如下步骤：
S301：打开玻璃可视窗口(7)，将标定板放置于物料托盘(10)上，拍摄一组标定板的图像；
S302：关闭玻璃可视窗口(7)，标定板的位置不动，再拍摄一组标定板的图像；
S303：移动标定板的位置，重复S101～S102，使标定板遍历相机视野各个角落，拍摄12～16组标定板的图像；；
S304：采用张正友标定算法计算出左相机(2)和右相机(5)在玻璃可视窗口(7)开闭两种情况下的位姿矩阵，通过两个位姿矩阵计算得出玻璃可视窗口(7)开闭两种情况下对应的两组图像的投影变换矩阵，从而对玻璃可视窗口(7)产生的畸变进行校正，具体如下：
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>R</mi>
<mo>|</mo>
<mi>T</mi>
<mo>)</mo>
<mfenced open = "(" close = ")">
<mtable>
<mtr>
<mtd>
<mi>x</mi>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<mi>y</mi>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<mi>z</mi>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<mn>1</mn>
</mtd>
</mtr>
</mtable>
</mfenced>
<mo>=</mo>
<mfenced open = "(" close = ")">
<mtable>
<mtr>
<mtd>
<msub>
<mi>x</mi>
<mi>c</mi>
</msub>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<msub>
<mi>y</mi>
<mi>c</mi>
</msub>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<msub>
<mi>z</mi>
<mi>c</mi>
</msub>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<mn>1</mn>
</mtd>
</mtr>
</mtable>
</mfenced>
<mo>(</mo>
<msup>
<mi>R</mi>
<mo>&prime;</mo>
</msup>
<mo>|</mo>
<msup>
<mi>T</mi>
<mo>&prime;</mo>
</msup>
<mo>)</mo>
<mfenced open = "(" close = ")">
<mtable>
<mtr>
<mtd>
<msup>
<mi>x</mi>
<mo>&prime;</mo>
</msup>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<msup>
<mi>y</mi>
<mo>&prime;</mo>
</msup>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<msup>
<mi>z</mi>
<mo>&prime;</mo>
</msup>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<mn>1</mn>
</mtd>
</mtr>
</mtable>
</mfenced>
<mo>=</mo>
<mfenced open = "(" close = ")">
<mtable>
<mtr>
<mtd>
<msub>
<mi>x</mi>
<mi>c</mi>
</msub>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<msub>
<mi>y</mi>
<mi>c</mi>
</msub>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<msub>
<mi>z</mi>
<mi>c</mi>
</msub>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<mn>1</mn>
</mtd>
</mtr>
</mtable>
</mfenced>
<msup>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>R</mi>
<mo>|</mo>
<mi>T</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mrow>
<mo>-</mo>
<mn>1</mn>
</mrow>
</msup>
<mo>(</mo>
<msup>
<mi>R</mi>
<mo>&prime;</mo>
</msup>
<mo>|</mo>
<msup>
<mi>T</mi>
<mo>&prime;</mo>
</msup>
<mo>)</mo>
<mfenced open = "(" close = ")">
<mtable>
<mtr>
<mtd>
<msup>
<mi>x</mi>
<mo>&prime;</mo>
</msup>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<msup>
<mi>y</mi>
<mo>&prime;</mo>
</msup>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<msup>
<mi>z</mi>
<mo>&prime;</mo>
</msup>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<mn>1</mn>
</mtd>
</mtr>
</mtable>
</mfenced>
<mo>=</mo>
<mfenced open = "(" close = ")">
<mtable>
<mtr>
<mtd>
<mi>x</mi>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<mi>y</mi>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<mi>z</mi>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<mn>1</mn>
</mtd>
</mtr>
</mtable>
</mfenced>
</mrow>
R,T是没有玻璃板时标定板坐标系和相机坐标系的旋转和平移矩阵，R’,T’是有玻璃板时标定板坐标系和相机坐标系之间的旋转和平移矩阵，(xc,yc,zc,1)T为相机坐标系中所对应的点；
S4：对立体视觉装置的左相机(2)和右相机(5)进行立体标定；
S5：将物料放入物料托盘(10)内；
S6：启动干燥装置开始物料干燥；
S7：每隔10～15分钟停止干燥装置工作，记录称重传感器(12)的参数，并通过计算机启动左相机(2)和右相机(5)拍摄物料的图片，然后干燥装置继续工作，左相机(2)和右相机(5)将拍摄的图片传输至计算机，计算机根据步骤S1得到的投影变换矩阵对图片校正后，利用三维重建方法中的NCC算法反映出物料的三维结构；
S8：计算S7得到的三维结构的三维参数变化；
S9：判别步骤S7获得称重传感器(12)的参数以及步骤S8获得的三维参数变化情况，若参数变化在容许范围内，则重复步骤S6-S9，若参数变化不在容许范围内，则调整干燥参数并记录干燥参数的变化后，重复步骤S6-S9，直至干燥终止。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711163909.9A CN108051333B (zh) | 2017-11-21 | 2017-11-21 | 一种果蔬干燥过程物性变化的在线检测装置及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711163909.9A CN108051333B (zh) | 2017-11-21 | 2017-11-21 | 一种果蔬干燥过程物性变化的在线检测装置及方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108051333A true CN108051333A (zh) | 2018-05-18 |
| CN108051333B CN108051333B (zh) | 2020-06-09 |
Family
ID=62120272
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201711163909.9A Active CN108051333B (zh) | 2017-11-21 | 2017-11-21 | 一种果蔬干燥过程物性变化的在线检测装置及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108051333B (zh) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108802091A (zh) * | 2018-06-28 | 2018-11-13 | 中山大学 | 一种物料热风干燥特性变化的分析实验装置 |
| CN109115772A (zh) * | 2018-07-13 | 2019-01-01 | 中国农业大学 | 温湿度过程控制热风干燥机机器视觉在线检测***与方法 |
| CN109619162A (zh) * | 2019-01-02 | 2019-04-16 | 广州南颐贸易有限公司 | 一种用于花胶保质保鲜的智能烘干*** |
| CN111028298A (zh) * | 2019-12-17 | 2020-04-17 | 哈尔滨工业大学 | 一种用于刚体坐标系空间变换标定的汇聚式双目*** |
| CN111089618A (zh) * | 2019-12-13 | 2020-05-01 | 江苏大学 | 一种果蔬干燥过程中物性监控及虚拟现实装置及方法 |
| CN112414886A (zh) * | 2020-10-23 | 2021-02-26 | 同济大学 | 一种用于燃料***部件的材料兼容性测试装置及方法 |
| WO2022156033A1 (zh) * | 2021-01-21 | 2022-07-28 | 江苏大学 | 一种果蔬智能涂膜装置及方法 |
| CN116379718A (zh) * | 2023-03-10 | 2023-07-04 | 江苏科技大学 | 一种基于多源信息融合的红外热风联合的智能控制干燥***及其方法 |
| CN117091987A (zh) * | 2023-08-28 | 2023-11-21 | 北京龙版科技有限公司 | 一种农产品质量安全智能检测方法及*** |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06123737A (ja) * | 1992-10-12 | 1994-05-06 | Mitsubishi Kasei Corp | 水分測定装置における測定方法 |
| US5485684A (en) * | 1993-02-16 | 1996-01-23 | Mettler-Toledo Ag | Dryer with precision balance |
| CN102636521A (zh) * | 2012-04-27 | 2012-08-15 | 江南大学 | 一种用于果蔬加热干燥过程中的气味在线监测方法 |
| CN104569082A (zh) * | 2014-11-14 | 2015-04-29 | 山西农业大学 | 果蔬冻干过程含水率无线实时监测装置 |
-
2017
- 2017-11-21 CN CN201711163909.9A patent/CN108051333B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06123737A (ja) * | 1992-10-12 | 1994-05-06 | Mitsubishi Kasei Corp | 水分測定装置における測定方法 |
| US5485684A (en) * | 1993-02-16 | 1996-01-23 | Mettler-Toledo Ag | Dryer with precision balance |
| CN102636521A (zh) * | 2012-04-27 | 2012-08-15 | 江南大学 | 一种用于果蔬加热干燥过程中的气味在线监测方法 |
| CN104569082A (zh) * | 2014-11-14 | 2015-04-29 | 山西农业大学 | 果蔬冻干过程含水率无线实时监测装置 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 王相友 等: "果蔬红外干燥在线实时检测***设计", 《农业机械学报》 * |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108802091A (zh) * | 2018-06-28 | 2018-11-13 | 中山大学 | 一种物料热风干燥特性变化的分析实验装置 |
| CN109115772A (zh) * | 2018-07-13 | 2019-01-01 | 中国农业大学 | 温湿度过程控制热风干燥机机器视觉在线检测***与方法 |
| CN109619162A (zh) * | 2019-01-02 | 2019-04-16 | 广州南颐贸易有限公司 | 一种用于花胶保质保鲜的智能烘干*** |
| CN111089618A (zh) * | 2019-12-13 | 2020-05-01 | 江苏大学 | 一种果蔬干燥过程中物性监控及虚拟现实装置及方法 |
| CN111028298A (zh) * | 2019-12-17 | 2020-04-17 | 哈尔滨工业大学 | 一种用于刚体坐标系空间变换标定的汇聚式双目*** |
| CN111028298B (zh) * | 2019-12-17 | 2023-02-03 | 哈尔滨工业大学 | 一种用于刚体坐标系空间变换标定的汇聚式双目*** |
| CN112414886A (zh) * | 2020-10-23 | 2021-02-26 | 同济大学 | 一种用于燃料***部件的材料兼容性测试装置及方法 |
| WO2022156033A1 (zh) * | 2021-01-21 | 2022-07-28 | 江苏大学 | 一种果蔬智能涂膜装置及方法 |
| CN116379718A (zh) * | 2023-03-10 | 2023-07-04 | 江苏科技大学 | 一种基于多源信息融合的红外热风联合的智能控制干燥***及其方法 |
| CN117091987A (zh) * | 2023-08-28 | 2023-11-21 | 北京龙版科技有限公司 | 一种农产品质量安全智能检测方法及*** |
| CN117091987B (zh) * | 2023-08-28 | 2024-04-09 | 广东嘉沃供应链有限公司 | 一种农产品质量安全智能检测方法及*** |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108051333B (zh) | 2020-06-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108051333A (zh) | 一种果蔬干燥过程物性变化的在线检测装置及方法 | |
| CN106846415B (zh) | 一种多路鱼眼相机双目标定装置及方法 | |
| US9532029B2 (en) | 3d scanning laser systems and methods for determining surface geometry of an immersed object in a transparent cylindrical glass tank | |
| Naroditsky et al. | Automatic alignment of a camera with a line scan lidar system | |
| CN107255498A (zh) | 基于双目视觉的输送带物料重量测量***及测量方法 | |
| CN111243002A (zh) | 应用于高精度三维测量的单目激光散斑投影***标定及深度估计方法 | |
| CN103115613B (zh) | 一种空间三维定位方法 | |
| KR101308744B1 (ko) | 항공촬영 영상의 지형대비 기준점 합성형 공간영상도화 시스템 | |
| WO2017056473A1 (ja) | カメラ校正用ボード、カメラ校正用装置、カメラ校正用方法、及びカメラ校正用プログラム記録媒体 | |
| CN110009698B (zh) | 一种双目视觉***智能标定装置及标定方法 | |
| CN111637834B (zh) | 一种三维数据测量装置及方法 | |
| CN106846414B (zh) | 一种基于可变标定目标的主动视觉相机标定方法 | |
| CN110604574A (zh) | 一种基于视频成像原理的人体身高测量方法 | |
| WO2011128927A2 (en) | Measuring thermal parameters of a building envelope | |
| CN114445486A (zh) | 一种芯片翘曲变形测量方法及装置 | |
| CN111353997A (zh) | 一种基于条纹投影的实时三维面型缺陷检测方法 | |
| CN113566733A (zh) | 一种线激光视觉三维扫描装置及方法 | |
| Bison et al. | Geometrical correction and photogrammetric approach in thermographic inspection of buildings | |
| CN107687821B (zh) | 用于深孔洞旋转件形貌测量的多相机光刀***标定方法 | |
| WO2021035882A1 (zh) | 一种采用鱼眼镜头的声源定位方法及其设备 | |
| Bergström et al. | Automatic in-line inspection of shape based on photogrammetry | |
| CN105181646B (zh) | 基于计算机视觉的透明介质折射率测量方法 | |
| CN207365904U (zh) | 三维重建装置及设备 | |
| KR20130108771A (ko) | 3차원 위치/방향 추정 시스템의 보정 장치 및 방법 | |
| CN101502346A (zh) | 一种实用便捷的服装用人体宽厚尺寸自动测量的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |