【摘 要】
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激光技术由于其优异的单方向性及能量高度集中等特点成为各行各业研究应用的热点。当激光照射到农产品上会产生散斑,称为生物散斑。生物散斑技术越来越多的被应用于农产品品质的无损检测。然而,现有的生物散斑图像采集系统虽结构简单,但试验过程费时费力。针对这一问题,本文设计了一套全新的生物散斑图像自动采集系统。该系统的设计主要包括以下两大部分: (1)生物散斑图像自动采集系统的硬件设计 硬件系统设计包括了机
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激光技术由于其优异的单方向性及能量高度集中等特点成为各行各业研究应用的热点。当激光照射到农产品上会产生散斑,称为生物散斑。生物散斑技术越来越多的被应用于农产品品质的无损检测。然而,现有的生物散斑图像采集系统虽结构简单,但试验过程费时费力。针对这一问题,本文设计了一套全新的生物散斑图像自动采集系统。该系统的设计主要包括以下两大部分:
(1)生物散斑图像自动采集系统的硬件设计
硬件系统设计包括了机械机构设计和电控硬件系统设计。机械结构设计中完成了样品水平移位机构、激光入射角调节机构、高度调节机构、相机调焦机构及其它辅助机构等的设计;电控硬件系统设计中实现了下位机控制器的选择、步进电机与驱动器的选型、复位与限位开关设计、电源设计等。
(2)生物散斑图像自动采集系统的软件设计
软件系统设计主要包括了通信方式、电机控制、图像采集和自动调焦的设计。采用RS-232C串口通信机制实现了上、下位机的通信;采用Qt编写了PC端人机交互界面,实现了硬件系统电机的运动控制;调用OpenCV并编程实现图像采集并将其移植到Qt中;采用聚焦深度法作为基于图像处理的自动调焦方法,取整个图像的中央区域作为调焦窗口,将空域函数法中的Laplace算子作为调焦评价函数值的求解方法,采用爬山法搜索、尺子法记录核对的方法作为调焦搜索策略实现了图像的自动调焦。
本文设计的生物散斑图像自动采集系统位移调节精度为1mm、角度调节精度为1°,能够实现图像采集参数的自动设置调节、采集样品的自动更换、采集数据的自动存储等功能,具有采集效率高、自动化程度高、操作简便、人机交互性良好等优点。
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