文献类型： 中文期刊

作者： 卜令平 ¹ ; 高国伟 ¹ ; 乔真 ² ; 田惠鑫 ² ; 胡敬芳 ¹ ; 张春晖 ³ ; 胡小佳 ³ ; 艾鑫 ³ ; 李侠 ³ ; 魏文松 ³ ;

作者机构： 1.北京信息科技大学北京市传感器重点实验室

2.农业农村部农产品产地处理装备重点实验室

3.中国农业科学院农产品加工研究所农业农村部农产品加工综合性重点实验室

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。