基于双激光三角法的激光肉图像采集方法技术

一种基于双激光三角法的激光肉图像采集方法，步骤包括：1)建立视场；2)将激光肉曲线与激光平面参考曲线的梯度差作为肉厚度信息，保存为激光图像肉厚度曲线，多帧激光肉厚度曲线按采集次序组合为一幅激光图像；3)将左右CCD相机采集的两幅激光图像都统一到同一个坐标下；4)对于在统一坐标下的左右两个角度采集的激光图像，把二者拼合到一个激光图像中，形成完整的肉激光图像。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于食品检测
，具体是一种。
技术介绍
肉类食品的不安全因素很多，主要来自生物性、化学性、物理性的污染等。物理性的污染对食品来说主要是异物的存在，目前肉类生产企业大规模使用机械进行屠宰、加工， 对肉本身的自有金属、骨头、玻璃等异物不可能做到完全分离；在自动化生产过程中机器零件磨损可能造成掉屑等问题，这些金属的碎屑不仅影响产品的口味和品质，而且含有铅、贡等多种有害物质；另外由于动物本身误食杂质，杂质嵌在动物体内，在食品生产过程中难以清理。由于碎屑和杂质体积小，很难用肉眼发现，因此非常容易被消费者误食，直接威胁消费者健康。现有技术中，为了适应食品的流水线式生产，食品异物一般性无损检测技术，主要包括磁学金属检测方法；根据形状或颜色来检测松散产品中混合的异物，主要是依靠光学检测技术，检验只能依据食品表面特征，检测对象有局限性；通过异物和部分穿透食品的电磁光谱的相互作用来发现混杂在食品中异物的检测技术，针对食品中出现的不同异物类型，有不同的检测技术。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提出一种，具体技术方案如下一种，包括步骤1)建立视场视场包括激光器和对称分布在激光器左右两边的左右CXD相机；激光器投射垂直的线结构光源到被测肉的托盘平面上；左右CCD相机的镜头指向光源在托盘上的投影位置；托盘自左向右运动，左右CXD相机分别采集被测肉的多帧激光图像；设视场所在坐标系为0ΧΥΖ，托盘运动方向为OX向，线结构光源的方向是OZ向，OY 向垂直于OXZ平面；2)将激光肉曲线(即激光照射在肉表面所成曲线)与激光平面参考曲线(即传送单元上肉所在位置的平面)的梯度差作为肉厚度信息，保存为激光图像肉厚度曲线；每个 CCD相机采集的多帧激光肉厚度曲线按采集次序组合为一幅激光图像；托盘自左向右运动过程中，CCD相机是被动动测量扫描；ZOY平面相对肉表面沿X 轴方向进行扫描运动形成M幅ZOY平面，CXD相机连续采集M个ZOY平面的激光图像，多幅 ZOY平面组合拼接完成肉图像构成肉立体轮廓图；本步骤的思想是把图像三维轮廓的高度信息即厚度用灰度值来表示，图像三维降维为二维含有厚度信息的灰度图像； ZOY平面上Z方向梯度差的形成的肉厚度曲线以灰度值信息形式存放在Y方向的一维向量N中，X轴方向共采集M次ZOY平面，灰度值信息和ZOY平面组合成矩阵MXN的激光二维肉图像，矩阵的值即灰度值为肉厚度信息；3)将左右CXD相机采集的两激光图像进行标定，统一到一个坐标下；4)对于在统一坐标下的左右两个角度采集的激光二维肉图像，把二者拼合到一个激光图像中，形成完整的肉激光图像，步骤如下设左CXD相机得到的激光图像I1为主参考图像，右CXD相机得到的激光图像I2为次参考图像，拼合后的图像为目标图像I3 ；基于灰度信息的图像拼合在I1中设定任一点灰度值为P1(Lj),在I2中设定任一点灰度值为y2(i，j)，对两幅图像中的所有点进行遍历，i = 1，2，…，M，j = l，2，…，N;若任一点yi(i，j)彡y2(i，j)，则该点为左CXD相机中有肉的灰度图大于右CXD 相机中有肉的灰度值，记下此时的位置(i，j)，设此类点的集合为Dp;若任一点P1(Lj) < μ 2(i，j)，则该点为左CXD相机中有肉的灰度图小于右CXD 相机中有肉的灰度值，记下此时的位置(i，j)，设此类点的集合为Dq ；用I1和I2进行拼合得到拼合的目标图像为 权利要求1. 一种，其特征是步骤包括1)建立视场视场包括激光器和对称分布在激光器左右两边的左右CCD相机；激光器投射垂直的线结构光源到被测肉的托盘平面上；左右CCD相机的镜头指向光源在托盘上的投影位置；托盘自左向右运动，左右CCD相机分别采集被测肉的多帧激光图像；设视场所在坐标系为0ΧΥΖ，托盘运动方向为OX向，线结构光源的方向是OZ向，OY向垂直于OXZ平面；2)将激光肉曲线与激光平面参考曲线的梯度差作为肉厚度信息，保存为激光图像肉厚度曲线，多帧激光肉厚度曲线按采集次序组合为一幅激光图像托盘自左向右运动过程中，CCD相机是被动动测量扫描；ZOY平面相对肉表面沿X轴方向进行扫描运动形成M幅ZOY平面，CXD相机连续采集M个ZOY平面的激光图像，多幅ZOY 平面组合拼接完成肉图像构成肉立体轮廓图；ZOY平面上Z方向梯度差的形成的肉厚度曲线以灰度值信息形式存放在Y方向的一维向量N中，X轴方向共采集M次ZOY平面，灰度值信息和ZOY平面组合成矩阵MXN的激光二维肉图像，矩阵的值即灰度值为肉厚度信息；3)将左右CCD相机采集的两幅激光图像都统一到同一个坐标下；4)对于在统一坐标下的左右两个角度采集的激光图像，把二者拼合到一个激光图像中，形成完整的肉激光图像，步骤如下设左CCD相机得到的激光图像I1为主参考图像，右CCD相机得到的激光图像I2为次参考图像，拼合后的图像为目标图像I3 ；基于灰度信息的图像拼合在I1中设定任一点灰度值为P1(Lj),在I2中设定任一点灰度值为y2(i，j)，对两幅图像中的所有点进行遍历，i = 1，2，…，M，j = l，2，…，N;若任一点P1(Lj)彡y2(i，j)，则该点为左CXD相机中有肉的灰度图大于右CXD相机中有肉的灰度值，记下此时的位置(i，j)，设此类点的集合为Dp ；若任一点P1(Lj) < y2(i，j)，则该点为左CXD相机中有肉的灰度图小于右CXD相机中有肉的灰度值，记下此时的位置(i，j)，设此类点的集合为Dq ；用I1和I2进行拼合得到拼合的目标图像为2.根据权利要求1所述的，其特征是所述步骤3)中，设左右CCD相机采集的两激光图像统一到左CCD相机采集的激光图像坐标下； 1)首先建立左右CXD相机之间的二维图像映射关系设OwXwYwZw为世界坐标系，O1X1Y1Z1为左CXD相机的得到画面的坐标系，OrXrYrZr为右 CXD相机的得到画面的坐标系，P1和&分别为空间点P在左C⑶和右CXD平面上的图像投影点；用Rm表示从AXJJ^到OJ1YJ1的旋转矩阵，tr21表示从AXJJ^到OJ1YJ1的平移向量，则有变换关系=X1 = Rr21Xr+tr21 ；其中&和\分别表示空间点P在OJ1YJ1和下的坐标；如果已知从OwXwYwZw到OJ1YJ1和OJJJ^的旋转矩阵I^1和艮以及平移向量、和、， 则民2l =R1砣、Q1= HR1K1 ，即可建立左右图像的映射关系3.根据权利要求2所述的一种，其特征是所述标定板是平板，在平板上布置通孔阵列，两个相临通孔的间距相同；左右CCD相机同时对标定板进行拍摄得到三对图像作为标定用图像；其中左右两个 CCD相机同一次拍摄得到的两幅图像为一个图像对；对图像进行域值化处理，对图像中标定板上的点采用重心法计算的出平面图像坐标求出相机内外参数；标定得到的左右CCD相机的内外参数为4.根据权利要求1所述的一种，其特征是所述步骤1)中，肉激光测量角度的选择方法是，设I1为激光垂直入射光强度，θ为所求漫反射光与被测肉表面法线夹角，Kd为漫反射率，则漫反射光强表示为Id = KdIlC0S θ ；设α为激光投射光线与被测肉投射点表面切线方向的夹角，此时漫反射光的光强为5.根据权利要求4本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种基于双激光三角法的激光肉图像采集方法，其特征是步骤包括：１）建立视场：视场包括激光器和对称分布在激光器左右两边的左右ＣＣＤ相机；激光器投射垂直的线结构光源到被测肉的托盘平面上；左右ＣＣＤ相机的镜头指向光源在托盘上的投影位置；托盘自左向右运动，左右ＣＣＤ相机分别采集被测肉的多帧激光图像；设视场所在坐标系为ＯＸＹＺ，托盘运动方向为ＯＸ向，线结构光源的方向是ＯＺ向，ＯＹ向垂直于ＯＸＺ平面；２）将激光肉曲线与激光平面参考曲线的梯度差作为肉厚度信息，保存为激光图像肉厚度曲线，多帧激光肉厚度曲线按采集次序组合为一幅激光图像：托盘自左向右运动过程中，ＣＣＤ相机是被动动测量扫描；ＺＯＹ平面相对肉表面沿Ｘ轴方向进行扫描运动形成Ｍ幅ＺＯＹ平面，ＣＣＤ相机连续采集Ｍ个ＺＯＹ平面的激光图像，多幅ＺＯＹ平面组合拼接完成肉图像构成肉立体轮廓图；ＺＯＹ平面上Ｚ方向梯度差的形成的肉厚度曲线以灰度值信息形式存放在Ｙ方向的一维向量Ｎ中，Ｘ轴方向共采集Ｍ次ＺＯＹ平面，灰度值信息和ＺＯＹ平面组合成矩阵Ｍ×Ｎ的激光二维肉图像，矩阵的值即灰度值为肉厚度信息；３）将左右ＣＣＤ相机采集的两幅激光图像都统一到同一个坐标下；４）对于在统一坐标下的左右两个角度采集的激光图像，把二者拼合到一个激光图像中，形成完整的肉激光图像，步骤如下：设左ＣＣＤ相机得到的激光图像Ｉ１为主参考图像，右ＣＣＤ相机得到的激光图像Ｉ２为次参考图像，拼合后的图像为目标图像Ｉ３；基于灰度信息的图像拼合：在Ｉ１中设定任一点灰度值为μ１（ｉ，ｊ），在Ｉ２中设定任一点灰度值为μ２（ｉ，ｊ），对两幅图像中的所有点进行遍历，ｉ＝１，２，…，Ｍ，ｊ＝１，２，…，Ｎ；若任一点μ１（ｉ，ｊ）≥μ２（ｉ，ｊ），则该点为左ＣＣＤ相机中有肉的灰度图大于右ＣＣＤ相机中有肉的灰度值，记下此时的位置（ｉ，ｊ），设此类点的集合为ＤＰ；若任一点μ１（ｉ，ｊ）＜μ２（ｉ，ｊ），则该点为左ＣＣＤ相机中有肉的灰度图小于右ＣＣＤ相机中有肉的灰度值，记下此时的位置（ｉ，ｊ），设此类点的集合为ＤＱ；用Ｉ１和Ｉ２进行拼合得到拼合的目标图像为：＊＊＊...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵茂程，洪冠，汪希伟，居荣华，
申请(专利权)人：南京林业大学，
类型：发明
国别省市：84