(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211129757.1 (22)申请日 2022.09.16 (71)申请人 安徽大学 地址 230601 安徽省合肥市经济技 术开发 区九龙路1 11号 (72)发明人 翁士状　谭羽健　潘美静　张巧巧　 胡康　吴叶杭　张盛羽　郑玲　 赵晋陵　黄林生　 (74)专利代理 机构 北京中济纬天专利代理有限 公司 11429 专利代理师 刘涛 (51)Int.Cl. G01N 21/88(2006.01) G06V 20/68(2022.01) G06V 10/40(2022.01)G06V 10/80(2022.01) G06V 10/764(2022.01) (54)发明名称 融合结构光的果品表面损伤检测方法 (57)摘要 本发明特别涉及一种融合结构光的果品表 面损伤检测方法， 包括如下步骤： 利用投影仪向 参考平面和被测水果表面投射正弦条纹图， 并用 摄像机采集调制后的形变条 纹图； 利用结构光四 步相移法计算得到水果表面三维结构； 提取水果 表面三维结构的二值特征； 采用基于贝叶斯理论 的特征融合算法将均匀光照图像的特征与二值 特征进行融合； 采用支持向量机的方法对融合后 的特征进行分类得到水果表面损伤情况。 整个检 测过程都是自动的， 降低了人力成本， 增加了检 测的效率； 采用无损检测技术， 避免了由检测造 成的损伤； 整个装置只需要用到投影仪、 摄像机 以及计算机， 实现低成本的工业要求； 采用结构 光和均匀光照融合的方法， 提高了损伤检测的准 确度。 权利要求书2页 说明书3页 附图3页 CN 115494066 A 2022.12.20 CN 115494066 A 1.一种融合结构光的果品表面损伤检测方法， 其特 征在于： 包括如下步骤： 利用投影仪向参考平面和被测水果表面投射正弦条纹图， 并用摄像机采集调制后的形 变条纹图； 利用结构光四步相移法计算得到水果表面 三维结构； 提取水果表面 三维结构的二 值特征； 采用基于贝叶斯理论的特 征融合算法将均匀光照图像的特 征与二值特征进行融合； 采用支持向量机的方法对融合后的特 征进行分类得到水果表面损伤情况。 2.如权利要求1所述的融合结构光的果品表面损伤检测方法， 其特征在于： 所述的正弦 条纹图有四张， 四张正弦条纹 图振幅强度相同、 相移为π/2， 形变条纹 图同样有四张， 第i幅 形变条纹图在像素点(x,y)处的光强为 Ii(x， y)， 其中i ＝1， 2， 3， 4。 3.如权利要求2所述的融合结构光的果品表面损伤检测方法， 其特征在于： 所述的利用 结构光四步相移法计算得到水果表面 三维结构包括如下步骤： 根据四张形变 条纹图中像 素点(x,y)处的光照强度Ii(x， y)， 按照如下 公式计算点(x,y) 处因物体对条纹调制带来的相位差： 采用四向剪切最小二乘法对相位差 进行相位展开， 得到展开相位 根据展开相位 计算水果表面深度从而得到水果表面的三维结构信息 。 4.如权利要求3所述的融合结构光的果品表面损伤检测方法， 其特征在于： 所述的投影 仪和摄像机的高度位于同一水平面上且与参考平面间距为H， 投影仪和摄像机之间的距离 为W， 正弦条纹 图的周期为T， 像素点(x,y)处对应的水果表面的点的深度d通过如下公式计 算： 5.如权利要求1所述的融合结构光的果品表面损伤检测方法， 其特征在于： 所述的提取 水果表面 三维结构的二 值特征包括如下步骤： 根据计算得到水果表面三维结构， 以坐标原点为端点等间隔角度做射线， 射线与水果 表面相交的点取为特 征点， 任意相邻的三个特 征点构成等 边三角形的三个顶点； 对于任一点VC， 与VC相邻的六个点中特征值与VC相差最小的点设为V1， 并以VC为中心、 以 V1为起点按逆时针方向将其 余各点依次设为V2、 V3、 V4、 V5、 V6； 按如下公式计算 点VC的二值特征： 权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115494066 A 2式中， di为点Vi的深度， Lc为点VC的二值特征； 按照上述 步骤计算所有点的二 值特征并进行归一 化处理。 6.如权利要求5所述的融合结构光的果品表面损伤检测方法， 其特征在于： 所述的采用 基于贝叶斯理论的特征融合算法将均匀 光照图像的特征与二值特征进行融合包括如下步 骤： 模式空间Ω包 含c种模式， 记为Ω＝{ω1， ω2， ...， ωc}， 其中c为损伤种类数； 样本x由四维实值特征组成， 记为x＝[x1， x2， x3， x4]， 其中x1， x2， x3为均匀光照图像特征， x4为三维图像的二 值特征； 将x看作分类器的输出结果， 分类器有M个， 每个分类器都会输出一个结果yj， 此时的特 征为： y＝[y1， y2， ...， yM]， 根据贝叶斯理论可 得： 如果 则y →ωj， 其中y为融合后的特 征。 7.如权利要求6所述的融合结构光的果品表面损伤检测方法， 其特征在于： 所述的采用 支持向量机的方法对融合后的特 征进行分类包括如下步骤： 构建轻量型网络I nception ResNet v2； 制作样本并对网络结构进行训练； 将融合后的特 征代入训练好的网络中得到分类结果。 8.一种计算机可读存储介质， 其特征在于： 其上存储有计算机程序， 所述计算机程序被 处理器执行时， 实现如权利要求1 ‑7中任一项所述的融合结构光的果品表面损伤检测方法。 9.一种电子设备， 其特征在于： 包括存储器、 处理器及存储在存储器上的计算机程序， 所述处理器执行所述计算机程序时， 实现如权利要求1 ‑7中任一项所述的融合结构光的果 品表面损伤检测方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115494066 A 3