固態農產品實時檢測系統的製作方法
2023-09-21 09:16:00 2
專利名稱：固態農產品實時檢測系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及自動化技術，尤其涉及一種固態農產品實時檢測系統。
背景技術：
隨著生活水平的日益提高，人們對食品安全的要求也不斷升高，對於水果、蔬菜和肉類等鮮活固態農產品來說，其質量的好壞直接關係到百姓民生，因此，生產鮮活固態農產品的企業必須充分保證生產的農產品的質量。目前，在固態農產品進入市場前，生產固態農產品的企業為保證產品的質量，需要對固態農產品進行檢測，現有的固態農產品檢測一般採用抽樣檢測的方式進行，即從一批固態農產品中隨機選取檢測樣本，並對檢測樣本進行分析，根據抽樣檢測樣本的質量，來判斷該批次固態農產品是否合格。對於抽樣檢測來說，其準確率與檢測樣本的大小有關，檢測樣本越大，抽樣檢測的準確率就越高，而現有技術一般需要對檢測樣本進行破壞性檢測，即從檢測樣本中獲取切片或提取樣材來進行化驗、分析等相關操作，這樣就導致檢測後的樣本無法銷售到市場中， 進而導致檢測樣本不能很大，否則會影響固態農產品的產量。另外，現有技術的抽樣檢測耗時較長，對於鮮活固態農產品來說，上市時間越短，越能保證固態農產品的新鮮程度，如果因為抽樣檢測而耽誤固態農產品的上市時間，則可能會使固態農產品腐敗變質，從而給生產固態農產品的企業帶來較大的經濟損失。因此，如何快速且準確地對固態農產品進行檢測，就成為亟待解決的問題。
發明內容
本發明提供一種固態農產品實時檢測系統，包括樣本傳送裝置，用於將農產品檢測樣本傳送至圖像獲取位置；觸發裝置，用於檢測所述農產品檢測樣本是否將要到達所述圖像獲取位置；圖像獲取裝置，用於獲取所述農產品檢測樣本的二維光譜圖像；圖像處理裝置，用於對所述二維光譜圖像進行處理，以確定所述農產品檢測樣本是否合格。本發明的固態農產品實時檢測系統可以快速且準確地對固態農產品進行檢測，並且對檢測的固態農產品的質量沒有任何影響，既可以提高固態農產品檢測的檢測效率，又不影響固態農產品的正常銷售，並且實現了自動檢測，可以有效降低檢測操作人員的勞動強度。
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發明固態農產品實時檢測系統實施例一的結構圖；圖2為本發明固態農產品實時檢測系統實施例二的結構圖；圖3為本發明固態農產品實時檢測系統實施例三的結構圖；圖4為本發明固態農產品實時檢測系統實施例四的結構圖。
具體實施例方式為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。圖1為本發明固態農產品實時檢測系統實施例一的結構圖，如圖1所示，本實施例的固態農產品實時檢測系統可以包括樣本傳送裝置1，用於將農產品檢測樣本傳送至圖像獲取位置；觸發裝置2，用於檢測農產品檢測樣本是否將要到達圖像獲取位置；圖像獲取裝置3，用於獲取農產品檢測樣本的二維光譜圖像；圖像處理裝置4，用於對二維光譜圖像進行處理，以確定農產品檢測樣本是否合格。舉例來說，本實施例的固態農產品實時檢測系統的樣本傳送裝置1可以以流水線或傳送帶的形式，將農產品檢測樣本依次傳送至圖像獲取位置。農產品檢測樣本在樣本傳送裝置1上，並隨樣本傳送裝置1的運動而向圖像獲取裝置3所在的方向運動。當農產品檢測樣本在向圖像獲取裝置3所在的方向運動的過程中經過安裝於樣本傳送裝置1附近， 且在水平方向上位於圖像獲取裝置3的前方，即農產品檢測樣本在樣本傳送裝置1上的運動過程中先到達觸發裝置2，然後到達圖像獲取裝置3。觸發裝置2可以在農產品檢測樣本經過該觸發裝置2時探測到該農產品檢測樣本，觸發裝置2檢測到農產品檢測樣本到達觸發裝置2所在的位置後，即可以確定該農產品檢測樣本即將到達圖像獲取裝置3，此時，觸發裝置2就可以向圖像處理裝置4發送通知消息，由圖像處理裝置4根據該通知消息生成控制圖像獲取裝置3的圖像獲取命令，圖像獲取裝置3根據該圖像獲取命令在農產品檢測樣本到達圖像獲取裝置3的圖像獲取位置時，獲取該農產品檢測樣本的二維光譜圖像。當農產品檢測樣本到達圖像獲取裝置3的圖像獲取位置時，圖像獲取裝置3就可以獲取該農產品檢測樣本的二維光譜圖像，並將該二維光譜圖像發送給圖像處理裝置4。圖像處理裝置4對接收到的二維光譜圖像進行處理，具體處理方式可通過本領域技術人員常用的圖像處理方法和模式識別方法進行，即提取二維光譜圖像的特徵值，將提取到的特徵值與存儲的合格農產品圖像的特徵值進行比較，並根據比較結果確定以確定該農產品檢測樣本是否合格。需要說明的是，由於本實施例不涉及如何對接收到的二維光譜圖像進行處理，因此，為防止與本發明產生混淆，不對如何對接收到的二維光譜圖像進行處理的具體方法進行詳細說明，本領域技術人員可根據現有技術選擇合適的二維光譜圖像處理方法來對接收到的二維光譜圖像進行處理，從而確定相應的農產品檢測樣本是否合格。本實施例的固態農產品實時檢測系統可以快速且準確地對固態農產品進行檢測， 並且對檢測的固態農產品的質量沒有任何影響，既可以提高固態農產品檢測的檢測效率， 又不影響固態農產品的正常銷售，並且實現了自動檢測，可以有效降低檢測操作人員的勞動強度。 圖2為本發明固態農產品實時檢測系統實施例二的結構圖，如圖2所示，本實施例在實施例一的基礎上，本實施例的固態農產品實時檢測系統的圖像獲取裝置4可以包括 光源裝置31，用於為獲取農產品檢測樣本的二維光譜圖像提供光源；高光譜攝製儀32，用於獲取農產品檢測樣本的高光譜信息；CCD相機22，用於將高光譜信息轉化為二維光譜圖 像。舉例來說，光源裝置31為農產品檢測樣本的二維光譜圖像的獲取提供光源，以保證獲取到的二維光譜圖像可以準確地反映農產品檢測樣本的實際情況。光源裝置31與圖像處理裝置4連接，當圖像處理裝置4通過觸發裝置2確定農產品檢測樣本將要到達圖像獲取裝置3的圖像獲取位置時，可以控制光源裝置31，使光源裝置31開啟，從而為農產品檢測樣本的二維光譜圖像的獲取提供光源。根據需要進行檢測的農產品檢測樣本的多少，為防止光源裝置31頻繁的開關，光源裝置31也可以在檢測過程中保持開啟狀態，這樣可以延長光源裝置31的使用壽命。優選地，光源裝置31的輸出功率為小於250W。舉例來說，光源裝置31可以為輸出功率低於250W的可見光光源，並且光源裝置31 可以為功率可調的光源，其可以根據圖像獲取裝置3的圖像獲取位置的光線強度大小，調節其輸出功率，使圖像獲取裝置3的圖像獲取位置的光線強度滿足獲取農產品檢測樣本的二維光譜圖像操作對光線強度的要求即可，就本實施例的固態農產品實時檢測系統來說， 若光源裝置31的輸出功率大於250W，反而會影響獲取到的二維光譜圖像的效果，因此，光源裝置31的輸出功率應小於250W，並且這樣還可以有效地節約能源。當農產品檢測樣本到達圖像獲取位置時，高光譜攝製儀32就可以相應獲取農產品檢測樣本的高光譜信息。高光譜攝製儀32獲取農產品檢測樣本的高光譜信息後，就可以通過CCD相機22將該高光譜信息轉化為可在計算機中進行處理的二維光譜圖像，並將該二維光譜圖像發送給圖像處理裝置4，以供圖像處理裝置4根據該二維光譜圖像確定相應的農產品檢測樣本是否合格。優選地，高光譜攝製儀32與農產品檢測樣本的垂直距離為240 260mm。舉例來說，為保證高光譜攝製儀32獲得的農產品檢測樣本的高光譜信息可以準確反映所檢測的農產品檢測樣本的質量，需要保證農產品檢測樣本在高光譜攝製儀32的最佳拍攝範圍內，農產品檢測樣本距離高光譜攝製儀32的鏡頭過遠或過近都會影響高光譜信息的效果，經發明人反覆測試，發現高光譜攝製儀32與農產品檢測樣本的垂直距離為 240 260mm時，可以獲得較佳的高光譜信息。本實施例的固態農產品實時檢測系統可以獲取農產品檢測樣本的二維光譜圖像， 通過對二維光譜圖像進行分析來確定固態農產品是否合格，對檢測的固態農產品的質量沒有任何影響，還可以有效降低檢測操作人員的勞動強度。優選地，高光譜信息可以包括農產品檢測樣本的樣本光譜信息和樣本空間信息。舉例來說，由於通過高光譜技術獲取到的高光譜信息即包含光譜信息，又包含空間信息，本實施例的高光譜攝製儀32獲取的高光譜信息中，可以包含樣本光譜信息和樣本空間信息。這樣在CCD相機22將該高光譜信息轉化為可在計算機中進行處理的二維光譜圖像後，圖像處理裝置4根據該二維光譜圖像對農產品檢測樣本進行內部品質和外部品質的同時檢測，從而可以發現農產品檢測樣本的內部質量問題，例如肉類產品的脂肪區是否超標，及農產品檢測樣本的外部質量問題，例如蔬菜產品表面的汙泥。優選地，圖2所示的固態農產品實時檢測系統的樣本傳送裝置1可以為傳送帶。舉例來說，傳送帶可以方便地將農產品檢測樣本傳輸到圖像獲取裝置3的圖像獲取位置，在對多個農產品檢測樣本進行批量檢測時，操作者可以將農產品檢測樣本直接放置在傳送帶上，由固態農產品實時檢測系統自動進行批量檢測，一方面可以有效提高農產品檢測的檢測效率，另一方面還可以降低操作者的工作強度，使農產品檢測更加便捷。圖3為本發明固態農產品實時檢測系統實施例三的結構圖，如圖3所示，本實施例在實施例二的基礎上，觸發裝置2可以為光電傳感器21，光電傳感器21與圖像獲取裝置3 連接，光電傳感器21用於產生傳感器信號，以供圖像獲取裝置3獲取農產品檢測樣本的二維光譜圖像，及圖像處理裝置4確定農產品檢測樣本的樣本位置和掃描線數。舉例來說，由於CCD相機22根據高光譜攝製儀32獲取的高光譜信息轉化的二維光譜圖像為農產品檢測樣本的掃描線圖像，而單憑一個掃描線圖像無法全面反映農產品檢測樣本的質量。為對農產品檢測樣本進行準確可靠的檢測，需要獲取農產品檢測樣本表面足夠多的信息，相應對農產品檢測樣本進行準確可靠的檢測需要確定農產品檢測樣本的樣本位置和掃描線數。本實施例通過光電傳感器在農產品檢測樣本經過該光電傳感器時，產生傳感器信號，該傳感器信號中包含了農產品檢測樣本的外形信息，即大小、長度等信息，並將該傳感器信號發送給圖像獲取裝置3和圖像處理裝置4。圖像獲取裝置3根據該傳感器信號就可以確定農產品檢測樣本何時到達圖像獲取位置，以進行二維光譜圖像的獲取。圖像處理裝置4根據該傳感器信號中所包含的農產品檢測樣本的外形信息就可以確定該農產品檢測樣本的樣本位置和掃描線數。圖像處理裝置4確定該農產品檢測樣本的樣本位置和掃描線數後，相應將掃描線條數發送給圖像獲取裝置3，使圖像獲取裝置3根據樣本位置和掃描線數獲取高光譜信息，並將高光譜信息轉化為二維光譜圖像。優選地，圖像處理裝置4還用於將掃描線數發送給高光譜攝製儀32，以供高光譜攝製儀32根據掃描線數獲取農產品檢測樣本的高光譜信息。舉例來說，圖像處理裝置4確定農產品檢測樣本的樣本位置和掃描線數後，可以直接將掃描線條數發送給高光譜攝製儀32，高光譜攝製儀32就可以直接根據該掃描線條數獲取農產品檢測樣本的高光譜信息。圖像處理裝置4可通過運行以下程序實現掃描線數的確定和對圖像獲取裝置3的控制CString str ；GetdlgItem(IDC_NUM)- > GetffindowText(str)；Interval = atof (str) ；// 獲得間隔的大小L= (end_time_start_time) *vSleep ((D-I)/ν)；延時(D_n/(η+1) L/vCapture ；採集圖像For(int ρ = 0 ;p < (n_l) ；ρ++){Sle印(interval/v) ;//延時 interval/v
CaptureO ；採集圖像}本實施例可以提高固態農產品檢測的檢測效率，並且還具有較高的檢測準確性， 可以使對農產品檢測樣本的檢測更加便捷。優選地，光電傳感器21可以安裝於傳送帶的運行方向的兩側，且與高光譜攝製儀 32的水平距離為450 550mm。舉例來說，光電傳感器21可以安裝於傳送帶的運行方向的兩側，這樣可以保證在農產品檢測樣本經過時，可以生成準確的反映農產品檢測樣本的外形信息的傳感器信號。 由於圖像處理裝置4確定農產品檢測樣本的樣本位置和掃描線數需要一定的時間，為保證對農產品檢測樣本的檢測的準確性，光電傳感器21與高光譜攝製儀32的水平距離可以為 450 550mm，這樣在傳送帶的速度滿足圖像處理裝置4獲取高光譜信息，並將高光譜信息轉化為二維光譜圖像的要求的情況下，可以對農產品檢測樣本進行準確地檢測，並使固態農產品實時檢測系統所佔空間不會過大。 圖4為本發明固態農產品實時檢測系統實施例四的結構圖，如圖4所示，本實施例在實施例一的基礎上，本實施例的固態農產品實時檢測系統還包括不合格農產品檢測樣本獲取裝置5，圖像處理裝置4根據農產品樣本是否合格生成不合格農產品獲取信息，並將不合格農產品獲取信息發送給不合格農產品檢測樣本獲取裝置5，不合格農產品檢測樣本獲取裝置5根據不合格農產品獲取信息獲取相應的農產品檢測樣本。舉例來說，為進一步提高固態農產品實時檢測系統的自動化程度，本實施例的固態農產品實時檢測系統還可以具備不合格農產品檢測樣本獲取裝置5，該不合格農產品檢測樣本獲取裝置5可以是推桿等機械設備或電氣設備，圖像處理裝置4在檢測的農產品樣本不合格時，相應生成不合格農產品獲取信息，並將該不合格農產品獲取信息發送給不合格農產品檢測樣本獲取裝置5。不合格農產品檢測樣本獲取裝置5根據該不合格農產品獲取信息將相應的不合格的農產品檢測樣本從樣本傳送裝置1上取下，從而實現了在對農產品檢測樣本進行批量檢測時，自動將不合格的農產品檢測樣本挑揀出來，可以有效地降低操作者的勞動強度，提高固態農產品檢測的檢測效率。本領域普通技術人員可以理解實現上述方法實施例的全部或部分步驟可以通過程序指令相關的硬體來完成，前述的程序可以存儲於一計算機可讀取存儲介質中，該程序在執行時，執行包括上述方法實施例的步驟；而前述的存儲介質包括R0M、RAM、磁碟或者光碟等各種可以存儲程序代碼的介質。最後應說明的是以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和範圍。
權利要求
1.一種固態農產品實時檢測系統，其特徵在於，包括樣本傳送裝置，用於將農產品檢測樣本傳送至圖像獲取位置；觸發裝置，用於檢測所述農產品檢測樣本是否將要到達所述圖像獲取位置；圖像獲取裝置，用於獲取所述農產品檢測樣本的二維光譜圖像；圖像處理裝置，用於對所述二維光譜圖像進行處理，以確定所述農產品檢測樣本是否合格。
2.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述圖像獲取裝置包括光源裝置，用於為獲取所述農產品檢測樣本的二維光譜圖像提供光源；高光譜攝製儀，用於獲取農產品檢測樣本的高光譜信息；CCD相機，用於將所述高光譜信息轉化為二維光譜圖像。
3.根據權利要求2所述的系統，其特徵在於，所述光源裝置的輸出功率小於250W。
4.根據權利要求2所述的系統，其特徵在於，所述高光譜攝製儀與所述農產品檢測樣本的垂直距離為240 洸0讓。
5.根據權利要求2或4所述的系統，其特徵在於，所述高光譜信息包括所述農產品檢測樣本的樣本光譜信息和樣本空間信息。
6.根據權利要求2所述的系統，其特徵在於，所述樣本傳送裝置為傳送帶。
7.根據權利要求6所述的系統，其特徵在於，所述觸發裝置為光電傳感器，所述光電傳感器與所述圖像獲取裝置連接，所述光電傳感器用於產生傳感器信號，以供所述圖像獲取裝置獲取所述農產品檢測樣本的二維光譜圖像，及所述圖像處理裝置確定所述農產品檢測樣本的樣本位置和掃描線數。
8.根據權利要求7所述的系統，其特徵在於，所述圖像處理裝置還用於將所述掃描線數發送給所述高光譜攝製儀，以供所述高光譜攝製儀根據所述掃描線數獲取所述農產品檢測樣本的高光譜信息。
9.根據權利要求7所述的系統，其特徵在於，所述光電傳感器安裝於所述傳送帶的運行方向的兩側，且與所述高光譜攝製儀的水平距離為450 550mm。
10.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，還包括不合格農產品檢測樣本獲取裝置，所述圖像處理裝置根據所述農產品樣本是否合格生成不合格農產品獲取信息，並將所述不合格農產品獲取信息發送給所述不合格農產品檢測樣本獲取裝置，所述不合格農產品檢測樣本獲取裝置根據所述不合格農產品獲取信息獲取相應的農產品檢測樣本。
全文摘要
本發明提供一種固態農產品實時檢測系統，其特徵在於，包括樣本傳送裝置，用於將農產品檢測樣本傳送至圖像獲取位置；觸發裝置，用於檢測農產品檢測樣本是否將要到達圖像獲取位置；圖像獲取裝置，用於獲取農產品檢測樣本的二維光譜圖像；圖像處理裝置，用於對二維光譜圖像進行處理，以確定農產品檢測樣本是否合格。本發明的固態農產品實時檢測系統可以快速且準確地對固態農產品進行檢測，並且對檢測的固態農產品的質量沒有任何影響，既可以提高固態農產品檢測的檢測效率，又不影響固態農產品的正常銷售，並且實現了自動檢測，可以有效降低檢測操作人員的勞動強度。
文檔編號G01N21/27GK102183475SQ20111004157
公開日2011年9月14日 申請日期2011年2月21日 優先權日2011年2月21日
發明者單佳佳, 彭彥昆, 李永玉, 江發潮, 湯修映, 王偉 申請人:中國農業大學