[發明專利]漫透射光譜與圖像信息融合的蜜瓜內部品質在線檢測方法與裝置

無效

• 申請號: 201410011464.2
• 申請日: 2014-01-10
• 公開（公告）號: CN103792235A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 田海清;劉宇;陳亞莉;韓寶生;劉超;張德虎;王輝
• 申請（專利權）人: 內蒙古農業大學
• 主分類號: G01N21/84
• 分類號: G01N21/84;G01N21/359
• 代理公司: 北京一格知識產權代理事務所(普通合伙) 11316
• 代理人: 趙永偉

1.一種漫透射光譜與圖像信息融合的蜜瓜內部品質在線檢測方法，包括建立蜜瓜內部品質無損檢測模型和蜜瓜樣品內部品質進行在線檢測的步驟，具體如下：

(1)?建立蜜瓜內部品質無損檢測的模型：

a、對批量蜜瓜樣品進行在線漫透射光譜以及蜜瓜正面與側面的圖像采集；

b、對采集的樣品光譜進行校正預處理；

c、提取品質指標糖度、硬度敏感光譜信息，建立特征波段的模型；

d、對采集到的蜜瓜圖像進行預處理，提取品質指標糖度、硬度敏感顏色特征子集；

e、計算蜜瓜體積；

f、計算蜜瓜的果形指數；

g、將顏色特征子集、體積、果形指數作為圖像特征變量與光譜信息進行融合，建立蜜瓜內部品質的在線檢測模型。

(2)建立好蜜瓜內部品質在線檢測模型后，對未知蜜瓜樣品內部品質進行在線檢測：

a、將蜜瓜水平放置在輸送裝置的拖環上，勻速平穩向前運動；

b、當蜜瓜到達漫透射光譜采集室時，采集室內置的激光傳感器輸出一個蜜瓜到達反饋信號到信號控制單元，由信號控制單元發出命令觸發近紅外光譜儀，近紅外光譜儀開始采集被測蜜瓜的光譜信息，蜜瓜通過后，激光傳感器輸出一個蜜瓜離開反饋信號到信號控制單元，由信號控制單元發出命令停止近紅外光譜儀工作；

c、當蜜瓜到達蜜瓜圖像采集室時，圖像采集室內的激光傳感器輸出一個蜜瓜到達反饋信號到信號控制單元，由信號控制單元發出命令觸發兩部工業相機，兩部工業相機分別采集被測蜜瓜的正面圖像信息與側面圖像信息，蜜瓜通過后，圖像采集室內的激光傳感器輸出一個蜜瓜離開反饋信號到信號控制單元，由信號控制單元發出命令停止工業相機工作；

d、將采集到的光譜與圖像信息輸入到步驟（1）中所建立的蜜瓜內部品質在線檢測模型中，得到被測蜜瓜的內部品質，進而判斷蜜瓜等級。

2.一種實施權利要求1的漫透射光譜與圖像信息融合的蜜瓜內部品質在線檢測方法的裝置，其特征在于，包括輸送裝置、信號控制單元、漫透射光譜采集裝置、蜜瓜圖像采集裝置和計算機，所述的輸送裝置的傳送帶設置有盛放蜜瓜的拖環，每一拖環均依次穿過蜜瓜圖像采集裝置的圖像采集室和漫透射光譜采集裝置的光譜采集室；圖像采集室內的激光傳感器和兩個工業相機、光譜采集室內的激光傳感器、近紅外光譜儀均通過信號控制單元與安裝有蜜瓜內部品質檢測軟件系統的計算機相連接。

3.根據權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述的輸送裝置（19）包括支撐連接架（26）以及安裝在支撐連接架（26）上的第一皮帶支撐輥（27）、第二皮帶支撐輥（28）、第一驅動鏈輪（29）、驅動鏈條（30）、第二驅動鏈輪（31）、調速電機（32）和傳送帶（5），第二驅動鏈輪（31）安裝在調速電機（32）上，第一驅動鏈輪（29）安裝在第一皮帶支撐輥（27）上，所述的第一驅動鏈輪（29）和第二驅動鏈輪（31）通過驅動鏈條（30）進行傳動連接，傳送帶（5）繞在支撐連接架上的第一皮帶支承輥27和第二皮帶支承輥（28）的外圍，數個拖環均勻的固定在傳送帶（5）上。

4.根據權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述的漫透射光譜采裝置包括光譜采集室(18)、圓弧狀光源固定架（8）、鹵素燈光源(10)、光譜采集室內的激光傳感器（7）、光纖探頭(15)、近紅外光譜儀(21)，其中鹵素燈光源(10)?、光譜采集室內的激光傳感器（7）、圓弧狀光源固定架（8）位于光譜采集室(18)內部，鹵素燈光源（10）均勻分布在圓弧狀光源固定架（8）上，兩個圓弧狀光源固定架（8）相對設置，拖環從兩個圓弧狀光源固定架（8）中間穿過；在光譜采集室（18）的上部設置有通風口，在通風口的上部安裝有風扇（9），光纖探頭(15)位于拖環的底部，通過光纖與近紅外光譜儀(21)連接。

5.根據權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述的蜜瓜圖像采集裝置包括蜜瓜圖像采集室（11）、第一工業相機（1）、第二工業相機（4）、LED光源(3)、圖像采集室內的激光傳感器（2），其中第一工業相機(1)、第二工業相機(4)、圖像采集室內的激光傳感器（2）和LED光源(3)位于蜜瓜圖像采集室(11)內部，兩個圖像采集室內的激光傳感器（2）相對設置，LED光源（3）分別設置在蜜瓜圖像采集室的四角；第一工業相機（1）和第二工業相機（4）分別采集被測蜜瓜的正面圖像信息與側面圖像信息。

6.根據權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述的傳送帶（5）為兩條，相互之間平行設置，中間形成空隙；兩條傳送帶均通過第一皮帶支承輥和第二皮帶支承輥安裝在支撐連接架上，拖環的兩端分別固定安裝在兩條傳送帶上。