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

第一作者： 卜令平

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 55 卷 0S1 期

页码： 346-355

收录情况： EI ; 北大核心 ; CSCD

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6 s，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。

分类号： TS251.5

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