[發(fā)明專利]一種雞蛋裂紋的系統(tǒng)性識(shí)別方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010224731.6
• 申請(qǐng)日: 2010-07-13
• 公開（公告）號(hào): CN101915767A
• 公開（公告）日: 2010-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 屠康;劉鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N21/95
• 分類號(hào): G01N21/95;G01N21/952;G01N29/12;G01N27/12;G06K9/62
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 張素卿

技術(shù)領(lǐng)域

一種雞蛋裂紋的系統(tǒng)性識(shí)別方法，屬于農(nóng)產(chǎn)品檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

多傳感器融合是把在不同位置的多個(gè)傳感器所提供的局部環(huán)境的不完整信息加以綜合，并消除傳感器間可能存在的冗余和矛盾的信息，再加以互補(bǔ)，降低其不確定性，以形成對(duì)系統(tǒng)環(huán)境的相對(duì)完整一致的感知描述，從而提高智能系統(tǒng)的決策、規(guī)劃、反應(yīng)的快速性和正確性，降低決策風(fēng)險(xiǎn)的一種手段^[4]。多傳感器融合在農(nóng)產(chǎn)品無損檢測(cè)中的應(yīng)用研究在國內(nèi)處于起步階段，在國外已有較成熟的應(yīng)用。多傳感器融合是一個(gè)系統(tǒng)科學(xué)的概念，其最早僅限于一些軍事控制科學(xué)的狹義傳感器。但隨著系統(tǒng)工程的不斷發(fā)展，使得該方法可以運(yùn)用到生物領(lǐng)域。農(nóng)產(chǎn)品無損檢測(cè)屬于這個(gè)范圍。而且其理論也是方法層的居多，故在領(lǐng)域知識(shí)的支持下可以對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)變換和分析，將多傳感器融合的優(yōu)勢(shì)和農(nóng)產(chǎn)品無損檢測(cè)的特點(diǎn)結(jié)合起來是完全有可能的。

農(nóng)產(chǎn)品無損檢測(cè)的目的是在不破壞樣品的情況下，對(duì)其進(jìn)行內(nèi)外品質(zhì)的測(cè)定，并與實(shí)際品質(zhì)參數(shù)建立對(duì)應(yīng)關(guān)系，最終達(dá)到分級(jí)的目的。農(nóng)產(chǎn)品的特點(diǎn)是屬性復(fù)雜，檢測(cè)起來具有較大的不確定性。這個(gè)不確定性是由其檢測(cè)屬性以及自身特點(diǎn)共同決定的。隨著生活水平的提高，人們對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量，新鮮度，品種等要求不斷提高，實(shí)際上推動(dòng)農(nóng)產(chǎn)品無損檢測(cè)不斷向前發(fā)展的是消費(fèi)者對(duì)農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的需求程度不斷提高。一般來說，經(jīng)驗(yàn)判斷只能區(qū)別一些農(nóng)產(chǎn)品的一些基本屬性，對(duì)于一些比較高端的品質(zhì)屬性，如茶葉的品種，產(chǎn)地，食用魚的養(yǎng)殖方式(家養(yǎng)或野生)等已經(jīng)完全無法用傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)方法，單一的無損檢測(cè)方式也存在檢測(cè)穩(wěn)定性差，精度差以及運(yùn)行成本高的問題。從應(yīng)用和工業(yè)化的角度來說，農(nóng)產(chǎn)品的附加價(jià)值相對(duì)較低是一個(gè)既成事實(shí)。因此在進(jìn)行分級(jí)檢測(cè)的過程中必須考慮檢測(cè)設(shè)備的運(yùn)行成本及損耗的問題，通過大量實(shí)驗(yàn)及研究表明，對(duì)于一些比較復(fù)雜的品質(zhì)用單一的價(jià)格昂貴的傳感器對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，往往也可以取得好的效果。但傳感器價(jià)格十分昂貴，這個(gè)時(shí)候可以尋求兩個(gè)或多個(gè)成本較低的傳感器進(jìn)行融合，在數(shù)據(jù)或特征層面對(duì)其進(jìn)行處理可以達(dá)到和高成本傳感器相同的檢測(cè)效果。從而達(dá)到控制檢測(cè)分級(jí)成本的作用，結(jié)合我國現(xiàn)階段農(nóng)業(yè)信息化水平相對(duì)較低的實(shí)際情況來說，是有積極意義的。另一個(gè)方面，由于出口等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的提高，農(nóng)產(chǎn)品的檢測(cè)也趨向全面的檢測(cè)和分析，最終輸出一組全面的品質(zhì)數(shù)據(jù)，這個(gè)工作用單一傳感器是無法完成的。要滿足這個(gè)要求，多傳感器融合是必由之路。綜上所述，無論是從應(yīng)用的角度，需求的角度還是降低成本控制風(fēng)險(xiǎn)的角度來說多傳感器融合在農(nóng)產(chǎn)品無損檢測(cè)都是十分必要的。

雞蛋儲(chǔ)運(yùn)過程中最主要的問題是由于各種原因造成的裂紋。有效快速的識(shí)別裂紋是雞蛋儲(chǔ)運(yùn)研究的重點(diǎn)領(lǐng)域。傳統(tǒng)的光照法速度慢，主觀性強(qiáng)，無法在線檢測(cè)，制約了我國雞蛋的自動(dòng)分級(jí)與產(chǎn)品增值的要求。近年來國內(nèi)外許多專家學(xué)者進(jìn)行了裂紋的無損檢測(cè)和識(shí)別，包括光學(xué)方法(可見光、激光等)，振動(dòng)頻譜分析法，氣味傳感器分析法等[何麗紅，劉金剛，文友先.基于粗糙集與支持向量機(jī)的禽蛋蛋殼無損檢測(cè)[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2009，40(3)：167～171][黃耀志.基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析的鮮蛋破損檢測(cè)[J].振動(dòng)測(cè)試與診斷，2003，23(3)：205～209.][王樹才，任奕林，陳紅，等.利用敲擊聲音信號(hào)進(jìn)行禽蛋破損檢測(cè)和模糊識(shí)別[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2007，23(4)：130～133]。這些研究采用單項(xiàng)檢測(cè)方法對(duì)雞蛋的裂紋進(jìn)行了有無及面積大小的識(shí)別，取得了較好的效果。但一般只檢查是否有裂紋，進(jìn)行簡(jiǎn)單的分揀。導(dǎo)致大量可再利用蛋品浪費(fèi)，并增加禽蛋儲(chǔ)運(yùn)的成本。從蛋品綜合利用的角度看，雞蛋的裂紋的評(píng)價(jià)除了大小外還應(yīng)考慮裂紋是否破壞蛋內(nèi)膜，內(nèi)膜破壞和非破壞的蛋有必要分類處理。對(duì)不同裂損程度的蛋，若能準(zhǔn)確地識(shí)別其裂損程度，則可及時(shí)進(jìn)行分別分類處理，進(jìn)而大幅降低雞蛋的儲(chǔ)運(yùn)損耗，為企業(yè)創(chuàng)造效益。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題

本發(fā)明主要針對(duì)現(xiàn)有無損檢測(cè)方法檢測(cè)雞蛋的裂紋評(píng)判系統(tǒng)性不強(qiáng)，判別分析模型無法和蛋品綜合利用以及出口要求相適應(yīng)的現(xiàn)狀。利用電子鼻，計(jì)算機(jī)視覺及振動(dòng)頻譜分析三種傳感器構(gòu)建融合體系，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)基于支持向量機(jī)的裂紋系統(tǒng)性識(shí)別模型。該模型可以按照雞蛋的裂損程度和使用范圍進(jìn)行分級(jí)，極大的降低雞蛋加工企業(yè)的生產(chǎn)成本。

技術(shù)方案

一種雞蛋裂紋的系統(tǒng)性識(shí)別方法，其特征在于：

(一)數(shù)據(jù)采集