专利名称：基于嵌入式机器视觉技术的便携式牛肉品质分级系统图像采集装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及牛肉品质级别检测和判定，属于国家肉品质量安全控制工程领域，尤其是牛肉品质分级系统中的图像采集装置，具体地说是一种基于嵌入式机器视觉技术的便携式牛肉品质分级系统图像采集装置。
背景技术：
在传统的肉牛屠宰加工行业中，通常采用人工测量或目测法获取牛胴体12-13胸肋间眼肌切面的分级信息以实现牛肉的质量分级，但由于分级员会根据个人经验，主观、定性的去评价，而且由于环境和心理等主观因素的影响，容易产生人眼疲劳，评价效率下降等现象，这样的评定过程不仅缺乏公平性，而且还存在相当大误差，效率低，有时甚至严重影响整个牛肉质量在线评价环节的进行。对牛肉实现有效的定级是提高市场牛肉品质的第一关，这个问题必须及时解决。近几年来，世界上主要的牛肉生产和消费国已初步研制出用于牛肉自动分级的实时机器视觉系统，这些系统都是针对牛分割肉的自动分级，比较笨重，移动不便，需要完成牛胴体的分割后把分割肉拿到固定位置进行智能分级。我国牛肉质量分级标准要求获取牛胴体二分体12-13胸肋间眼肌切面的分级信息以实现牛肉的质量分级， 是在牛胴体分割工艺之前进行分级，因此这些初步研制出的自动分级系统不被肉牛屠宰加工企业广泛接受，我国肉牛屠宰加工行业迫切需要进行适合中国牛肉质量分级标准的计算机图像检测仪器的研究和开发工作。
发明内容
本发明的目的是针对现有的肉质分级的实时机器视觉系统需要完成牛胴体的分割后把分割肉拿到固定位置进行智能分级，所存在的笨重，移动不便的问题，提出一种基于嵌入式机器视觉技术的便携式牛肉品质分级系统图像采集装置。本发明的技术方案是
一种基于嵌入式机器视觉技术的便携式牛肉品质分级系统图像采集装置，它包括壳体及其内部的反光镜和工业相机，所述的反光镜斜向设置于壳体的顶部，壳体的底部设有通光口，通光口位于反光镜和待测牛肉之间，待测牛肉的影像从通光口入射至反光镜，反光镜反射待测牛肉的影像至工业相机，工业相机拍摄牛肉影像后输出至图像处理系统。本发明的反光镜和通光口同轴设置。本发明的反光镜的延长线与通光口平面的夹角范围是38. 9° -39.1°。本发明的反光镜的两侧设置至少一组条形光源。本发明的壳体的的外侧设有把手。壳体分为主壳体和左右侧板，主壳体米用不锈钢板焊合，左右侧板用螺钉固定。本发明的通光口为矩形开口，正对待测牛肉切面，便于对牛肉切面进行图像采集。
本发明的反光镜为前表面镀膜反射镜；把来自牛胴体眼肌切面的光线反射到工业相机，在前表面镀膜可以有效消除普通反射镜所产生的重影。本发明的工业相机通过底座固定在壳体的底部。底座可以固定工业相机并微调工业相机的位置。本发明的图像处理系统包括由视频解码器、主控板、Wi-Fi无线通信�？楣钩傻牡缏钒�、Wi-Fi增益天线和触摸屏，所述的触摸屏安装在壳体的顶部，电路板安装在触摸屏的背面，Wi-Fi增益天线外置与壳体的顶部，通过触摸屏上的人机交互界面对装置进行控制。本发明的有益效果
(I)使用本发明的图像采集装置，完全可以在牛胴体分割之前，在牛胴体二分体12-13 胸肋间眼肌切面处进行牛肉分级信息的检测，有效地提高了牛肉分级信息自动检测系统在肉牛屠宰加工行业现有的生产工序中的适用性。(2)在牛肉分级信息自动检测系统中使用该图像采集装置，无需将牛胴体分割肉拿到检测系统指定位置处，提高了牛肉分级信息自动检测系统使用时的便捷性。(3)牛胴体二分体12-13胸肋间眼肌切面处空间有限，使用该图像采集装置，通过反光镜可以延长工业相机的物距即光线从眼肌切面到镜头之间的距离，使工业相机在狭窄的空间内获得充足的视野，通过在前表面镀膜可以有效地消除了普通反射镜产生的重影。(4)使用该图像采集装置，完全可以在可见光下进行牛肉分级信息的检测，有效地提高了牛肉分级信息检测系统的适用性。(5)该图像采集装置集成安装工业相机和专用光源于其内部，即所有的工作设备均为内置，在完全可以为系统的工作提供一个恒定光线环境的基础上，系统结构得以了进一步的优化，设计巧妙且便于加工制造，有效地简化了目前牛肉分级信息检测系统的结构。(6)集成安装于该图像采集装置内部的工业相机安置架，可以实现工业相机位置的有效调整，便于获得更清晰的图像。
图I是本发明的外部结构示意图。图2是本发明的内部结构示意图。图3是本发明的底部结构示意图。图中1、壳体；2、反光镜；3、工业相机；4、待测牛肉；5、把手；
6>Wi-Fi增益天线；7、通光口 ；8、触摸屏；9、条形光源；10、底座。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。如图I所示，一种基于嵌入式机器视觉技术的便携式牛肉品质分级系统图像采集装置，它包括壳体I及其内部的反光镜2和工业相机3,所述的反光镜2斜向设置于壳体I 的顶部，壳体I的底部设有通光口 7，通光口 7位于反光镜2和待测牛肉4之间，待测牛肉4 的影像从通光口 7入射至反光镜2，反光镜2反射待测牛肉4的影像至工业相机3，工业相机3拍摄牛肉影像后输出至图像处理系统。本专利“基于潜入式机器视觉技术的便携式牛肉质量分级系统图像采集装置”能够为我国牛肉信息检测提供一种操作方便，结构简单，能够获取牛胴体二分体12-13胸肋间眼肌切面分级信息的图像采集装置设计制造方案。光学反射结构的设计和制造(选材及加工)
经过巧妙的设计并根据大量的试验结果，在装置的楔形结构上部固定一面反射镜，用于把来自牛胴体眼肌切面的光线反射到工业相机，使工业相机在狭窄的空间内获得充足的视野。反光镜选用特制的前镀膜反射镜，用于消除普通反射镜所产生的重影。光学反射结构的设计及架设结构图如图2所示。工业相机支架的设计(外观及尺寸)和制造(选材及加工)
工业相机支架采用优质铝合金材料进行加工制造，底部留有螺纹孔用来固定在装置内部，侧面留有固定视频解码器的螺纹孔，上部开有工业相机固定槽，可以固定并调节工业相机的位置，工业相机位置调整的范围为2cm。工业相机安置架的设计如图2所示。具体实施时
(I )装置概要设计(总体设计)。根据系统的性能要求初步提出装置的总体架构，从功能上将装置划分为若干个小单元。( 2 )模拟实验和详细设计。根据装置概要设计的要求初步绘制出系统所涉硬件的整体框图，然后再将整体框图详细分为各个子框图，对每个子框图进行分析和工艺设计， 分别对每个子框图进行所需制造材料的选型和所需配置的规划，列出各个子框图所需配置的清单，然后进行模拟实验并根据模拟实验结果对初步设计进行改进。( 3 )软件仿真和生产组装。根据装置的详细设计和装置所需材料的规格进行软件仿真，根据初步仿真效果再对装置的结构设计进行改进。然后根据仿真效果和设计尺寸进行生产和组装，在此过程中严格控制好每一个生产环节，尽量避免机械构件尺寸偏差、工艺不足等错误，保证硬件自身及硬件间配合的稳定性和协调度，提高系统的调试效率。( 4 )硬件测试。硬件生产和组装完毕后，要对硬件系统进行调试，保证各硬件�？橹淞诱罚馐愿饔布？橹浼白陨砉ぷ鞯奈榷ㄐ院托鞫龋臣撇⒎治鱿嘤Φ牟馐允荩窈笸枷癫杉爸玫慕徊缴杓谱龊米急福布馐允巧杓频闹匾方�。本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
权利要求
1.一种基于嵌入式机器视觉技术的便携式牛肉品质分级系统图像采集装置，其特征是它包括壳体(I)及其内部的反光镜(2)和工业相机(3),所述的反光镜(2)斜向设置于壳体 (I)的顶部，壳体(I)的底部设有通光口( 7 )，通光口( 7 )位于反光镜(2 )和待测牛肉(4)之间，待测牛肉(4)的影像从通光口(7)入射至反光镜(2)，反光镜(2)反射待测牛肉(4)的影像至工业相机(3)，工业相机(3)拍摄牛肉影像后输出至图像处理系统。
2.根据权利要求I所述的基于嵌入式机器视觉技术的便携式牛肉品质分级系统图像采集装置，其特征是所述的反光镜(2)和通光口( 7)同轴设置。
3.根据权利要求I所述的基于嵌入式机器视觉技术的便携式牛肉品质分级系统图像采集装置，其特征是所述的反光镜(2)的延长线与通光口(7)平面的夹角范围是 38. 9。-39.I。。
4.根据权利要求I所述的基于嵌入式机器视觉技术的便携式牛肉品质分级系统图像采集装置，其特征是所述的反光镜(2 )的两侧设置至少一组条形光源(9 )。
5.根据权利要求I所述的基于嵌入式机器视觉技术的便携式牛肉品质分级系统图像采集装置，其特征是所述的壳体(I)的的外侧设有把手(5)。
6.根据权利要求I所述的基于嵌入式机器视觉技术的便携式牛肉品质分级系统图像采集装置，其特征是所述的通光口(7)为矩形开口，正对待测牛肉切面，进行图像采集。
7.根据权利要求I所述的基于嵌入式机器视觉技术的便携式牛肉品质分级系统图像采集装置，其特征是所述的反光镜(2)为前表面镀膜反射镜。
8.根据权利要求I所述的基于嵌入式机器视觉技术的便携式牛肉品质分级系统图像采集装置，其特征是所述的工业相机(3 )通过底座(10 )固定在壳体(I)的底部。
9.根据权利要求I所述的基于嵌入式机器视觉技术的便携式牛肉品质分级系统图像采集装置，其特征是所述的图像处理系统包括由视频解码器、主控板、Wi-Fi无线通信模块构成的电路板、Wi-Fi增益天线(6)和触摸屏(8)，所述的触摸屏(8)安装在壳体(I)的顶部，电路板安装在触摸屏(8)的背面，Wi-Fi增益天线(6)外置与壳体(I)的顶部。
全文摘要
一种基于嵌入式机器视觉技术的便携式牛肉品质分级系统图像采集装置，它包括壳体(1)及其内部的反光镜(2)和工业相机(3)，所述的反光镜(2)斜向设置于壳体(1)的顶部，壳体(1)的底部设有通光口(7)，通光口(7)位于反光镜(2)和待测牛肉(4)之间，待测牛肉(4)的影像从通光口(7)入射至反光镜(2)，反光镜(2)反射待测牛肉(4)的影像至工业相机(3)，工业相机(3)拍摄牛肉影像后输出至图像处理系统。
文档编号G01N21/84GK102608118SQ201210065639
公开日2012年7月25日 申请日期2012年1月13日 优先权日2012年1月13日
发明者刘超超, 史庆春, 吴江奎, 吴海娟, 彭增起, 李小林, 梁林, 沈明霞, 王卫, 谌启亮, 陈士进, 黄文龙 申请人:南京农业大学
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