[發(fā)明專利]一種基于雷達技術(shù)的食品內(nèi)部霉菌檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110435620.8
• 申請日: 2021-04-22
• 公開（公告）號: CN113252709B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姚翼榮;胡文;張弓;劉文波;董浩;趙月;熊清
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01N22/00
• 分類號: G01N22/00;G01N21/55;G01S7/41;G01S13/88
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 曹蕓

1.一種基于雷達技術(shù)的食品內(nèi)部霉菌檢測方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1、確定雷達配置參數(shù)，待測物品的實際尺寸長寬高為a×b×c，天線波束寬度為±θ，計算得到當待測物品與雷達間距D為：

雷達帶寬B、單脈沖重復周期內(nèi)的采樣點個數(shù)N按照下式計算：

其中R_res為距離分辨率，c為真空中的光速3×10⁸m/s；

步驟2、雷達發(fā)射的大帶寬信號獲取了距離向高分辨率，通過快速傅里葉變換法、匹配濾波法以及去調(diào)頻方法實現(xiàn)距離向脈沖壓縮，提取出目標的精確距離信息；方位向上，使用數(shù)字波束形成方法完成雷達測角，利用空間信息，實現(xiàn)對各方向的最大能量接收；對雷達回波數(shù)據(jù)通過上述方法，獲取待測物品的距離-方位-回波能量信息；

步驟3、對步驟2中獲取的待測物品距離-方位-回波能量信息進行CFAR檢測，從檢測結(jié)果中提取待測物品目標所在區(qū)域，將該區(qū)域外其他所有區(qū)域置零，獲得僅包含待測物品的距離-方位-回波信息數(shù)據(jù)塊；

步驟4、對步驟3中的待測物品距離-方位-回波信息數(shù)據(jù)塊進行分析，使用雙極化雷達，獲得垂直發(fā)射垂直接收、垂直發(fā)射水平接收、水平發(fā)射水平接收、水平發(fā)射垂直接收四種極化通道下的待測物品檢測數(shù)據(jù)；

步驟5、將待測物品換為標準合格產(chǎn)品，其余條件、環(huán)境不變，重復步驟2-4，獲得標準合格產(chǎn)品的檢測數(shù)據(jù)；

步驟6、完成步驟1-5，獲得的檢測數(shù)據(jù)是待測物品和標準合格產(chǎn)品在各極化通道的回波反射信息，繼續(xù)驗證待測物品和標準合格產(chǎn)品的透射信息；在與雷達間距D處放置強反射體，重復步驟2-4，獲得無遮擋時強反射體在各極化通道的回波數(shù)據(jù)；

步驟7、在強反射體與雷達之間分別放置待測物品和標準合格產(chǎn)品，重復步驟2-5，獲取待測物品和標準合格產(chǎn)品分別遮擋強反射體時的檢測數(shù)據(jù)，與步驟6獲得的無遮擋時強反射體在各極化通道回波數(shù)據(jù)進行對比，以此表征待測物品和標準合格產(chǎn)品的回波透射信息；

步驟8、通過對比步驟1-7獲得的受介電常數(shù)影響的待測物品反射信息和透射信息，判斷待測物品是否霉變。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于雷達技術(shù)的食品內(nèi)部霉菌檢測方法，其特征在于，步驟6中所述強反射體為角反射器。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于雷達技術(shù)的食品內(nèi)部霉菌檢測方法，其特征在于，步驟7中所述物品的透射信息包括相同極化通道回波透射信息和不同極化通道回波透射信息。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于雷達技術(shù)的食品內(nèi)部霉菌檢測方法，其特征在于，步驟8中通過下述公式判斷待測物品是否霉變，物體的介電常數(shù)與孔隙數(shù)、含水量有關(guān)，表示為：

其中，ε為物體的介電常數(shù)，η為物體的孔隙，δ為物體的含水量，A、B、C為由實測數(shù)據(jù)擬合得到的常系數(shù)。