果實外觀品質自動監測系統的製作方法
2023-06-26 10:08:16 2
果實外觀品質自動監測系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種果實外觀品質自動監測系統。該系統包括果實自動監測裝置、通訊裝置、伺服器端處理裝置；該系統通過果實自動監測裝置獲取果實圖像信息，通過傳輸裝置將圖片傳到伺服器端處理裝置，通過伺服器端處理裝置獲取果實大小、顏色動態變化信息，為果樹的生產管理提供重要參考信息。該系統將已知顏色、大小的球形物體作為參照物、用已知顏色的板作為背景板準確的實現了果實大小計算及果實顏色計算，並實現了田間果實的遠程實時監測，顯著提高了工作效率，同時可為果樹的生產管理提供重要參考決策，有利於促進優質果品的生產。
【專利說明】果實外觀品質自動監測系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及農作物信息【技術領域】，具體涉及一種果實外觀品質自動監測系統。
【背景技術】
[0002]果實的生長發育動態影響到果實的最終品質，決定著果品的商品價格。對果實生長發育動態的測量不僅要關注果實大小的變化，還需要關注果實顏色的變化。目前果實大小主要靠人工定期用遊標卡尺到田間進行測量，顏色信息獲取主要用色差儀或比色卡進行測量。這種測量方法不連續，且容易受天氣的影響，導致不能按時測量，另外人工測量勞動強度大，耗時長，難以實時把握果實生長的全過程。隨著機器視覺的廣泛應用，機器視覺在農業領域的應用也逐漸增多，但目前應用機器視覺大多進行比較粗泛的監測，如獲取一些圖像信息、遠程進行查看等。
[0003]專利201310385269於葡萄架上固定尺子，以尺子作為參照物來估計葡萄枝條的生長情況，這種方法省時、省力，適合評價平面方向上枝條或果實的生長情況。Zeng等在設施栽培中將葡萄枝固定在垂直的木板上，採用數位相機進行葡萄果實生長的自動監測(Zeng Q, Wang S，Liu C，et al.Development of a novel system for accu rate andcontinuous measurement of fruit diameter in agriculture and its a pplicationsto grapes [J].Journal of Electronic Imaging, 2009，18 (4): 043005-043005-12.)。而薔薇科喬木類果樹枝、葉、果的生長具有很強的空間立體性，果實的位置從剛開始結果到最後採收時會發生較大的變化，因此薔薇科喬木類果樹果實的生長難以用一個固定的參考平面進行評價。
[0004]專利201310007369發明了一種利用數位相機測定蘋果果實著色的方法，該方法利用數位相機在田間獲取果實圖像，然後將圖片導入計算機進行處理，獲取蘋果的顏色特徵。該方法開始嘗試蘋果顏色新的評價方法，但該方法需人工到田間照相，所獲取的數據缺乏連續性、實時性。
[0005]專利201210040542發明了一種基於嵌入式雙相機平臺的智能溫室油桃果實生長速率無線監測系統。兩臺USB相機配合嵌入式技術和3G無線傳輸技術，對溫室油桃果實生長實施遠程實時監測。該專利未對果實的顏色進行計算。
實用新型內容
[0006](一)要解決的技術問題
[0007]本實用新型要解決的技術問題是:克服現有技術的缺陷，提供一種果實外觀品質自動監測系統，該系統通過果實自動監測裝置獲取帶有參照物和背景板的果實圖像信息，通過傳輸裝置將圖片傳到伺服器，通過圖像處理獲取果實大小、顏色動態變化信息，為果樹的生產管理提供重要參考信息。
[0008](二)技術方案[0009]為了解決上述技術問題，本實用新型提供一種果實外觀品質自動監測系統，所述自動監測系統包括:果實自動監測裝置、通訊裝置、伺服器端處理裝置。
[0010]所述果實自動監測裝置，用於監測果實的大小及顏色，並將處理後的結果發送至所述通訊裝置。
[0011 ] 所述通訊裝置(5 )，用於接收和處理果實自動監測裝置發送來的信息數據，並將圖像發送至所述伺服器端處理裝置。
[0012]所述伺服器端處理裝置，用於接收所述通訊裝置傳輸過來的信息，並對果實的大小及果實的顏色進行分析；
[0013]優選的，所述果實自動監測裝置還包括參照物、背景板、照相裝置、處理控制裝置、支架、底座。
[0014]優選的，所述參照物為已知大小、顏色的球形物體；
[0015]優選的，所述背景板為已知顏色的平板，固定於目標果實的後方。
[0016]優選的，所述照相裝置包括鏡頭和圖像傳感器。
[0017]優選的，所述處理控制裝置包括微控制器、圖像輸入AD轉換模塊、存儲模塊、顯示與設置頁面。
[0018]優選的，所述支架為不鏽鋼材料，用於固定照相裝置和處理控制裝置。
[0019]優選的，所述支架固定於所述底座上。
[0020]優選的，所述通訊裝置可通過有線或無線傳輸單元進行圖像信息傳輸，其中無線傳輸單元包括路由器和3G模塊，在果實自動監測裝置上監測到的果實數據通過3G模塊中的SM卡將獲取的圖像信息發送到路由器，路由器通過有線或者無線的方式與伺服器處理裝置進行數據的交互。
[0021](三)有益效果
[0022]本實用新型的上述技術方案具有如下優點:可以根據需要實時獲取帶有參照物和背景板的田間果實圖像，通過無線裝置將圖像傳到遠程伺服器，通過伺服器端處理裝置獲得果實大小、顏色的動態信息。該裝置可實現田間果實的遠程實時監測，顯著提高了工作效率，同時可為果樹的生產管理提供重要參考決策，有利於促進優質果品的生產。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]圖1為本實用新型實施例的果實外觀品質自動監測裝置結構示意圖
[0024]其中，I參照物；2背景板；3照相裝置；4處理控制裝置；5通訊裝置；6支架；7底座。
【具體實施方式】
[0025]下面結合附圖，對本實用新型的【具體實施方式】作進一步描述。以下實施例僅用於更加清楚地說明本實用新型的技術方案，而不能以此來限制本實用新型的保護範圍。
[0026]實施例1:
[0027]如圖1所示，本實用新型實施例提供的一種果實外觀品質自動監測系統，所述自動監測系統包括:果實自動監測裝置、通訊裝置、伺服器端處理裝置。
[0028]所述果實自動監測裝置包括參照物1、背景板2、照相裝置3、處理控制裝置4、支架6、底座7。
[0029]所述參照物I為已知大小、顏色的球形物體，外觀形狀與果實接近。球形參照物用硬線固定於結果枝上，與果實處於同一個垂直面上。
[0030]所述背景板2為已知顏色的平板，有利於伺服器端處理裝置進行目標果實的分害I]，同時也可用作果實顏色變化程度的參照物，背景板可用硬線固定於枝條上，也可用支架支撐，固定於目標果後方。
[0031]所述照相裝置3包括鏡頭和圖像傳感器。鏡頭採用高清視頻監控鏡頭，圖像傳感器採用CCD或CMOS圖像傳感器，用於獲取果實的圖像信號。
[0032]所述處理控制裝置4包括微控制器、圖像輸入AD轉換模塊、存儲模塊、顯示與設置界面，處理控制裝置用於控制照相裝置進行按實際要求進行定時拍照，將圖像進行轉換處理後的結果保存到存儲模塊，根據需要將照片發送到傳輸裝置。顯示界面主要用於處理控制裝置的設置，包括調照相參數調整、照相時間間隔設置、照相次數等。
[0033]所述支架6為不鏽鋼材料，用於固定照相裝置、處理控制裝置。
[0034]所述支架6固定於底座7上。
[0035]實施例2:
[0036]優選的，通訊裝置5可通過有線或無線傳輸單元進行圖像信息傳輸，無線傳輸單元包括路由器、3G模塊，在果實自動監測裝置上監測到的果實數據通過3G模塊中的SIM卡將獲取的圖像信息發送到路由器，路由器通過有線或者無線的方式與伺服器處理裝置進行數據的交互。
[0037]優選的，伺服器端處理裝置主要包括果實大小的分析，果實顏色的分析兩大部分。
[0038]其中，通訊裝置採用現有技術手段對圖像進行傳輸，伺服器端處理裝置通過通訊裝置傳輸的圖像，以參照物實際大小與圖片中參照物大小作比較得到果實大小，通過背景板顏色與圖片中背景板顏色作比較得到果實的顏色。
[0039]由以上實施例可以看出，本實用新型的果實外觀品質自動監測裝置，將已知顏色、大小的球形物體作為參照物、用已知顏色的板作為背景板，球形參照物在形狀上與果實接近，其中球形參照物的另一個優點是通過將球形參照物固定於結果枝上，當果實、結果枝移動時，參照物隨著移動，本實用新型有利於應用參照物進行果實大小的計算。光線對果實的顏色影響較大，為了能準確計算出果實的實際顏色，本實用新型應用已知顏色的球形參照物、背景板，通過計算可獲得果實的實際顏色。此外背景板有利於進行目標果實的分割。
[0040]以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對於本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型技術原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護範圍。
【權利要求】
1.一種果實外觀品質自動監測系統，所述自動監測系統包括:果實自動監測裝置、通訊裝置、伺服器端處理裝置； 所述果實自動監測裝置，用於獲取果實圖像信息，並將圖像發送至所述通訊裝置； 所述通訊裝置(5)，用於接收和處理果實自動監測裝置發送來的信息數據，並將圖像發送至所述伺服器端處理裝置； 所述伺服器端處理裝置，用於接收所述通訊裝置傳輸的圖像信息，並對果實的大小及果實的顏色進行分析； 其特徵在於，所示果實自動監測裝置還包括參照物(I)、背景板(2 ); 所述參照物(I)為已知大小、顏色的物體； 所述背景板(2)為已知顏色的平板，固定於目標果實的後方。
2.如權利要求1所述的一種果實外觀品質自動監測系統，其特徵在於，所述參照物(I)為外觀形狀與果實相近的球形物體。
3.如權利要求1所述的一種果實外觀品質自動監測系統，其特徵在於，所述果實自動監測裝置還包括:照相裝置(3)、處理控制裝置(4)、支架(6)； 所述照相裝置(3)包括鏡頭和圖像傳感器； 所述處理控制裝置(4)包括微控制器、圖像輸入AD轉換模塊、存儲模塊、顯示與設置界面，用於對照相參數、照相時間間隔及照相次數進行調整與設置； 所述支架(6 )用於固定照相裝置(3 )和處理控制裝置(4 )。
4.如權利要求3所述的一種果實外觀品質自動監測系統，其特徵在於，所述照相裝置的圖像傳感器採用CXD或CMOS圖像傳感器。
5.如權利要求1所述的一種果實外觀品質自動監測系統，其特徵在於，所述通訊裝置(5)用於通過有線或無線傳輸單元進行圖像信息傳輸。
【文檔編號】G01B11/00GK203744929SQ201420123941
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年3月18日 優先權日:2014年3月18日
【發明者】李明, 陳梅香, 楊信廷, 錢建平, 張勇, 孫傳恆, 李文勇, 周超, 杜曉偉, 王慧 申請人:北京農業信息技術研究中心