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基于轮廓整形单元的原料肉3D可视化成像系统研究

文献类型： 中文期刊

作者： 卜令平;高国伟;乔真;田惠鑫;胡敬芳;张春晖;胡小佳;艾鑫;李侠;魏文松

作者机构：

关键词： 肉品识别;3D可视化;轮廓整形;激光扫描;点云处理;体积估测

期刊名称：农业机械学报

ISSN： 1000-1298

年卷期： 2024 年 z1 期

页码：

收录情况： EI（2024版） ; ; 北大核心（2023版） ; ; CSCD（2023-2024年度） ; ; 科技核心（2024版） ; ; 农林核心（2020版）

摘要： 针对3D激光扫描实现不规则原料肉轮廓成像时存在扫描轮廓不完整、部分信息缺失、体积估测精度低等问题,根据原料肉物性学特性,本文设计了一种基于轮廓整形单元的3D可视化成像系统,实现不规则原料肉的形态调整,以优化不规则原料肉的成像性能.阐述了原料肉轮廓整形单元的工作原理,设计了样品驱动传输单元、扫描外触发控制单元、可实现轮廓整形的成像检测平台等硬件模块,确定了整形单元中铰链螺栓旋转方向、电机旋转圈数和原料肉轮廓目标整形角度之间的关系.基于Halcon平台和C#语言编写了轮廓整形优化原料肉成像性能的3D可视化软件,利用点云处理模型重建算法和灰度膨胀(Gray dilation)孔洞补偿算法,实现不规则原料肉轮廓整形前后信息采集、数据分析及体积估测准确度对比.最后选用120块猪肉(后腿、里脊)在冷鲜和麻冻状态下验证整形单元对原料肉轮廓成像的优化性能.结果表明,与传输方向呈90°、180°、270°、360°时肉块扫描后成像精度均不小于90％,变异系数不大于3％.冷鲜肉和麻冻肉最佳整形角度范围分别为30°～50°和40°～60°,体积估测准确率从90％分别提高至94％和97％以上.整形后其轮廓形态可维持时间均大于6s,孔洞高度最大压缩比均小于0.77.研究证明,不规则原料肉经过轮廓整形单元后可有效提高成像性能,为后续基于轮廓成像实现不规则原料肉定量分切技术研发提供支持.

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[1]设施农业可控雾滴智能施药技术研究与应用. 张晓,龚艳,陈晓,刘德江,王果. 2019

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