[發明專利]一種不同檢測方式互補的蘋果霉心病無損檢測系統與方法

在審

• 申請號: 202110525599.0
• 申請日: 2021-05-14
• 公開（公告）號: CN113189044A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 胡瑾;張仲雄;劉昊靈;張東莉;李豪;浦育歌;趙娟;張佐經
• 申請（專利權）人: 西北農林科技大學
• 主分類號: G01N21/359
• 分類號: G01N21/359;G01N21/3563;G01N21/31
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種不同檢測方式互補的蘋果霉心病無損檢測系統與方法，屬于農產品無損檢測領域。解決的技術問題是一種互補的檢測方式融合策略用于提高蘋果霉心病判別模型準確率。本發明包括微型光譜儀、檢測暗室、檢測光源驅動模塊、核心控制模塊、電源模塊、人機交互模塊、檢測自動觸發模塊等。將蘋果放入檢測暗室的蘋果托盤上，關閉檢測門時自動觸發檢測程序，依次打開透射與漫反射檢測光源，微型光譜儀將獲取的光信號轉化為電信號并發送給核心控制模塊，根據獲取的透射與相互作用光譜數據運行蘋果霉心病判別模型，將判別結果發送至顯示屏。本發明可用于蘋果霉心病快速無損檢測，并提高了蘋果霉心病判別準確率。

技術領域

本發明屬于農產品無損檢測領域，特別涉及一種不同檢測方式互補的蘋果霉心病無損檢測系統與方法。

背景技術

蘋果具有口感酸甜、營養價值高、可預防多種疾病等益處，成為消費者最青睞的水果之一。蘋果在生長和儲藏過程易受到病蟲害、生理失調等侵害，導致蘋果內部發生缺陷。霉心病是一種由多種真菌復合浸染所產生的果實內部病害，其中鏈格孢菌、鐮刀菌、單端孢等真菌會分泌70多種具有不同化學結構的次級代謝產物，部分成分有影響生育、引發癌癥以及減弱人體免疫等危害。由于蘋果霉心病病發于果心，霉心病蘋果與健康蘋果表面沒有明顯的差異，傳統的檢測方法需要將蘋果切開后才能判斷，存在破壞蘋果、檢測復雜、浪費資源等問題，因此采用無損檢測技術實現蘋果霉心病快速無損檢測對于保障蘋果品質、提升蘋果商品價值具有重要意義。

專利公告號CN 110954483 A，專利名稱為“一種剔除蘋果嚴重霉心病果實的簡易測定”，其特征在于：選取待檢測蘋果樣本，使用色差計分別測定果實胴部兩側，記錄變黃b值，兩側取平均值，將待測蘋果樣本果實切半檢測有無嚴重霉心病，確定嚴重霉心病果實的最低b值，并將最低b值設定色差計報警提醒值，以此對果園內其它蘋果進行檢測，該專利基于色差儀用于蘋果霉心病檢測，但只能檢測嚴重霉心病蘋果；專利公告號CN 104965973 B，專利名稱為“一種蘋果霉心病多因子無損檢測判別模型及其建立方法”，其特征在于：確定與蘋果霉心病檢測最相關的12個透射波長值、1個直徑值、1個重量值，將數據進行歸一化處理后進行主成分分析，選取累計貢獻率超過90%的前四個主成分，建立了Fisher判別模型，實現了對蘋果霉心病的快速、無損、精準檢測，但該專利采用USB2000+商用光譜儀，存在設備價格昂貴、成本高等不足；此外專利公告號CN 104931439 B，專利名稱為“蘋果霉心病檢測儀”，其特征在于：基于窄帶光源和影響霉心病吸光度的蘋果直徑來檢測蘋果霉心病，該專利只采用了半波寬度為25nm、中心波長為710nm的LED光源作為檢測光源，盡管可以有效簡化判別模型，并開發便攜式檢測設備，但獲取的光譜信息較少，導致模型判別準確率較低。

綜上所述，現有的研究都是基于單一的檢測方式獲取的光譜信息用于蘋果霉心病無損檢測，由于不同的檢測方式所獲取的光譜信息代表著不同維度的信息，如：透射檢測方式可以獲取更多的蘋果內部信息，而漫反射檢測方式更多的是蘋果表皮及淺層信息，不同的檢測方式具有各自檢測的優勢及實際應用場景，但目前還未發現將不同的檢測方式融合實現光譜信息間優勢互補用于提高蘋果霉心病判別模型性能。

發明內容

本發明目的在于提供一種不同檢測方式互補的蘋果霉心病無損檢測系統與方法，基于微型光譜儀技術，透射與相互作用融合的檢測方式用于提高蘋果霉心病檢測的準確性。

為了實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：

一種不同檢測方式互補的蘋果霉心病無損檢測系統與方法，其特征在于：將蘋果放入檢測暗室的蘋果托盤上，關閉檢測門時自動觸發檢測程序，透射檢測光源和相互作用檢測光源依次打開，光與檢測蘋果生物組織相互作用后，微型光譜儀依次接收光信號并轉化為電信號發送至核心處理模塊，根據獲取的透射與相互作用光譜數據運行蘋果霉心病判別模型，將檢測結果發送至顯示屏，具體包括以下步驟：