[實用新型]一種基于多傳感器信息融合的水果缺陷檢測裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200720105510.0
• 申請日: 2007-01-12
• 公開（公告）號: CN200996941Y
• 公開（公告）日: 2007-12-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 應(yīng)義斌;孫通;徐惠榮;王劍平;饒秀勤;傅霞萍
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: G01N21/89
• 分類號: G01N21/89
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司
• 代理人: 林懷禹

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種基于多傳感器信息融合的水果缺陷檢測裝置。

背景技術(shù)

水果的缺陷檢測是農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)后加工處理中非常重要的步驟，將缺陷水果從正常水果中分離可以延長水果的儲存期限，增加水果的經(jīng)濟價值，同時維護和提高商人的信譽。

水果缺陷可分為外部缺陷和內(nèi)部缺陷兩種。外部缺陷檢測常規(guī)方法采用人工目測或是機器視覺的方法。但人工目測，機器視覺僅僅只能檢測外部缺陷，而不能檢測內(nèi)部缺陷如水心病等；內(nèi)部缺陷檢測常采用破壞性方法進行抽檢，水果一旦被破壞，就失去商業(yè)價值，且這種方法并不能保證未抽檢到的水果無缺陷。因此，研究快速檢測水果缺陷技術(shù)的方法和裝置是實現(xiàn)水果產(chǎn)后加工處理的一項重要工作。

中國專利NO.1430723公開了在250～1100nm波長范圍內(nèi)，用回歸矢量的算法將水果近紅外光譜與水果內(nèi)外部缺陷建立起聯(lián)系，檢測器為一組光電檢測器陣列。但該算法沒有考慮水果環(huán)境的溫度和濕度的影響。另外，采用檢測器陣列的方式不能實現(xiàn)水果多個部位同時檢測，因而會存在水果內(nèi)部缺陷漏檢的情況。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的在于提供一種基于多傳感器信息融合的水果缺陷檢測裝置，通過獲取光源照射水果不同部位下的光譜信息，能有效地提高水果缺陷檢測的準確性。

本實用新型采用的技術(shù)方案如下：

一、基于多傳感器信息融合的水果缺陷檢測方法：

方法1

將處于不同位置的多個檢測器探頭獲取同一水果樣本的400-1100nm波長范圍的多個透射光譜信息進行數(shù)據(jù)預(yù)處理，得到水果樣本的多個有效光譜；將同一水果樣本的多個有效光譜分別輸入到檢測模型中，檢測模型對每個有效光譜信息分別作出有無缺陷的判斷，若檢測模型的輸出結(jié)果中有一個或一個以上有缺陷的判斷，則判斷該水果有缺陷；檢測模型采用連續(xù)統(tǒng)去除法與K-最近鄰法相結(jié)合，并將被測水果環(huán)境的溫度和濕度作為影響因子來修正連續(xù)統(tǒng)去除法中定義的Area；連續(xù)統(tǒng)去除法是作原始光譜的包絡(luò)線，用原始光譜波段值除以包絡(luò)線的波段值，求得比值透射率，深度定義為比值透射率曲線特征峰的極小值點相對100％線的距離，面積Area為特征吸收峰一半處吸收峰寬度與深度的乘積；參考被測水果環(huán)境的溫度和濕度因子，將面積Area修正為：

Area′＝Area+K₁T+K₂H???????(1)

Area：被測水果的某一光譜的Area值

T：水果環(huán)境的溫度(℃)

H：水果環(huán)境的相對濕度

K₁，K₂為系數(shù)

將Area′作為特征量，用K-最近鄰法對水果某一有效光譜作出有無缺陷判斷；

方法2

將處于不同位置的多個檢測器探頭獲取同一水果樣本的400-1100nm波長范圍的多個透射光譜信息進行數(shù)據(jù)預(yù)處理，得到同一樣本的多個有效光譜；將同一水果樣本的多個有效光譜及被測水果環(huán)境的溫度和濕度信息輸入到檢測模型，由檢測模型作出有無缺陷的判斷；

檢測模型采用連續(xù)統(tǒng)去除法與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的方法；首先采用連續(xù)統(tǒng)去除法分別計算同一樣本的多個有效光譜的未經(jīng)溫度和濕度校正的Area值，將同一樣本的多個Area值，以及被測水果環(huán)境的溫度值和濕度值作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入，而有無缺陷作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出；用水果樣本集對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行訓(xùn)練，直至對樣本集的樣本判斷滿足要求則訓(xùn)練結(jié)束；訓(xùn)練結(jié)束后的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型即可對水果進行有無缺陷的判斷。

二、基于多傳感器信息融合的水果缺陷檢測裝置

包括光照系統(tǒng)，水果移動單元，檢測系統(tǒng)，分析處理單元，其中：

1)光照系統(tǒng)：在光照箱內(nèi)，鹵鎢燈安裝在半球形反射板中心，半球形反射板上裝有調(diào)節(jié)螺桿，光照箱一側(cè)裝有活動板與光照箱鉸接；

2)水果移動單元：在光照箱內(nèi)，凹形底板固定在光照箱的底部，凹形底板中心開有三個安放檢測器探頭的通孔，三個安放檢測器探頭和的通孔兩側(cè)分別對應(yīng)開有三個半球形孔，每組安裝檢測器探頭的通孔與兩側(cè)的半球形孔位于各自的同一橫截面上，推桿的一端固定在托盤上，托盤安裝在凹形底板中，托盤中心的一個透光孔與兩側(cè)安裝彈簧的槽位于同一橫截面上；彈簧的一端固定在托盤的槽內(nèi)，另一端與鋼珠相連，實現(xiàn)透光孔分別與安裝檢測器探頭通孔之間的定位；