专利名称：固态农产品实时检测系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及自动化技术，尤其涉及一种固态农产品实时检测系统。
背景技术：
随着生活水平的日益提高，人们对食品安全的要求也不断升高，对于水果、蔬菜和肉类等鲜活固态农产品来说，其质量的好坏直接关系到百姓民生，因此，生产鲜活固态农产品的企业必须充分保证生产的农产品的质量。目前，在固态农产品进入市场前，生产固态农产品的企业为保证产品的质量，需要对固态农产品进行检测，现有的固态农产品检测一般采用抽样检测的方式进行，即从一批固态农产品中随机选取检测样本，并对检测样本进行分析，根据抽样检测样本的质量，来判断该批次固态农产品是否合格。对于抽样检测来说，其准确率与检测样本的大小有关，检测样本越大，抽样检测的准确率就越高，而现有技术一般需要对检测样本进行破坏性检测，即从检测样本中获取切片或提取样材来进行化验、分析等相关操作，这样就导致检测后的样本无法销售到市场中， 进而导致检测样本不能很大，否则会影响固态农产品的产量。另外，现有技术的抽样检测耗时较长，对于鲜活固态农产品来说，上市时间越短，越能保证固态农产品的新鲜程度，如果因为抽样检测而耽误固态农产品的上市时间，则可能会使固态农产品腐败变质，从而给生产固态农产品的企业带来较大的经济损失。因此，如何快速且准确地对固态农产品进行检测，就成为亟待解决的问题。
发明内容
本发明提供一种固态农产品实时检测系统，包括样本传送装置，用于将农产品检测样本传送至图像获取位置；触发装置，用于检测所述农产品检测样本是否将要到达所述图像获取位置；图像获取装置，用于获取所述农产品检测样本的二维光谱图像；图像处理装置，用于对所述二维光谱图像进行处理，以确定所述农产品检测样本是否合格。本发明的固态农产品实时检测系统可以快速且准确地对固态农产品进行检测，并且对检测的固态农产品的质量没有任何影响，既可以提高固态农产品检测的检测效率，又不影响固态农产品的正常销售，并且实现了自动检测，可以有效降低检测操作人员的劳动强度。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明固态农产品实时检测系统实施例一的结构图；图2为本发明固态农产品实时检测系统实施例二的结构图；图3为本发明固态农产品实时检测系统实施例三的结构图；图4为本发明固态农产品实时检测系统实施例四的结构图。
具体实施例方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。图1为本发明固态农产品实时检测系统实施例一的结构图，如图1所示，本实施例的固态农产品实时检测系统可以包括样本传送装置1，用于将农产品检测样本传送至图像获取位置；触发装置2，用于检测农产品检测样本是否将要到达图像获取位置；图像获取装置3，用于获取农产品检测样本的二维光谱图像；图像处理装置4，用于对二维光谱图像进行处理，以确定农产品检测样本是否合格。举例来说，本实施例的固态农产品实时检测系统的样本传送装置1可以以流水线或传送带的形式，将农产品检测样本依次传送至图像获取位置。农产品检测样本在样本传送装置1上，并随样本传送装置1的运动而向图像获取装置3所在的方向运动。当农产品检测样本在向图像获取装置3所在的方向运动的过程中经过安装于样本传送装置1附近， 且在水平方向上位于图像获取装置3的前方，即农产品检测样本在样本传送装置1上的运动过程中先到达触发装置2，然后到达图像获取装置3。触发装置2可以在农产品检测样本经过该触发装置2时探测到该农产品检测样本，触发装置2检测到农产品检测样本到达触发装置2所在的位置后，即可以确定该农产品检测样本即将到达图像获取装置3，此时，触发装置2就可以向图像处理装置4发送通知消息，由图像处理装置4根据该通知消息生成控制图像获取装置3的图像获取命令，图像获取装置3根据该图像获取命令在农产品检测样本到达图像获取装置3的图像获取位置时，获取该农产品检测样本的二维光谱图像。当农产品检测样本到达图像获取装置3的图像获取位置时，图像获取装置3就可以获取该农产品检测样本的二维光谱图像，并将该二维光谱图像发送给图像处理装置4。图像处理装置4对接收到的二维光谱图像进行处理，具体处理方式可通过本领域技术人员常用的图像处理方法和模式识别方法进行，即提取二维光谱图像的特征值，将提取到的特征值与存储的合格农产品图像的特征值进行比较，并根据比较结果确定以确定该农产品检测样本是否合格。需要说明的是，由于本实施例不涉及如何对接收到的二维光谱图像进行处理，因此，为防止与本发明产生混淆，不对如何对接收到的二维光谱图像进行处理的具体方法进行详细说明，本领域技术人员可根据现有技术选择合适的二维光谱图像处理方法来对接收到的二维光谱图像进行处理，从而确定相应的农产品检测样本是否合格。本实施例的固态农产品实时检测系统可以快速且准确地对固态农产品进行检测， 并且对检测的固态农产品的质量没有任何影响，既可以提高固态农产品检测的检测效率， 又不影响固态农产品的正常销售，并且实现了自动检测，可以有效降低检测操作人员的劳动强度。 图2为本发明固态农产品实时检测系统实施例二的结构图，如图2所示，本实施例在实施例一的基础上，本实施例的固态农产品实时检测系统的图像获取装置4可以包括 光源装置31，用于为获取农产品检测样本的二维光谱图像提供光源；高光谱摄制仪32，用于获取农产品检测样本的高光谱信息；CCD相机22，用于将高光谱信息转化为二维光谱图 像。举例来说，光源装置31为农产品检测样本的二维光谱图像的获取提供光源，以保证获取到的二维光谱图像可以准确地反映农产品检测样本的实际情况。光源装置31与图像处理装置4连接，当图像处理装置4通过触发装置2确定农产品检测样本将要到达图像获取装置3的图像获取位置时，可以控制光源装置31，使光源装置31开启，从而为农产品检测样本的二维光谱图像的获取提供光源。根据需要进行检测的农产品检测样本的多少，为防止光源装置31频繁的开关，光源装置31也可以在检测过程中保持开启状态，这样可以延长光源装置31的使用寿命。优选地，光源装置31的输出功率为小于250W。举例来说，光源装置31可以为输出功率低于250W的可见光光源，并且光源装置31 可以为功率可调的光源，其可以根据图像获取装置3的图像获取位置的光线强度大�。鹘谄涫涑龉β剩雇枷窕袢∽爸�3的图像获取位置的光线强度满足获取农产品检测样本的二维光谱图像操作对光线强度的要求即可，就本实施例的固态农产品实时检测系统来说， 若光源装置31的输出功率大于250W，反而会影响获取到的二维光谱图像的效果，因此，光源装置31的输出功率应小于250W，并且这样还可以有效地节约能源。当农产品检测样本到达图像获取位置时，高光谱摄制仪32就可以相应获取农产品检测样本的高光谱信息。高光谱摄制仪32获取农产品检测样本的高光谱信息后，就可以通过CCD相机22将该高光谱信息转化为可在计算机中进行处理的二维光谱图像，并将该二维光谱图像发送给图像处理装置4，以供图像处理装置4根据该二维光谱图像确定相应的农产品检测样本是否合格。优选地，高光谱摄制仪32与农产品检测样本的垂直距离为240 260mm。举例来说，为保证高光谱摄制仪32获得的农产品检测样本的高光谱信息可以准确反映所检测的农产品检测样本的质量，需要保证农产品检测样本在高光谱摄制仪32的最佳拍摄范围内，农产品检测样本距离高光谱摄制仪32的镜头过远或过近都会影响高光谱信息的效果，经发明人反复测试，发现高光谱摄制仪32与农产品检测样本的垂直距离为 240 260mm时，可以获得较佳的高光谱信息。本实施例的固态农产品实时检测系统可以获取农产品检测样本的二维光谱图像， 通过对二维光谱图像进行分析来确定固态农产品是否合格，对检测的固态农产品的质量没有任何影响，还可以有效降低检测操作人员的劳动强度。优选地，高光谱信息可以包括农产品检测样本的样本光谱信息和样本空间信息。举例来说，由于通过高光谱技术获取到的高光谱信息即包含光谱信息，又包含空间信息，本实施例的高光谱摄制仪32获取的高光谱信息中，可以包含样本光谱信息和样本空间信息。这样在CCD相机22将该高光谱信息转化为可在计算机中进行处理的二维光谱图像后，图像处理装置4根据该二维光谱图像对农产品检测样本进行内部品质和外部品质的同时检测，从而可以发现农产品检测样本的内部质量问题，例如肉类产品的脂肪区是否超标，及农产品检测样本的外部质量问题，例如蔬菜产品表面的污泥。优选地，图2所示的固态农产品实时检测系统的样本传送装置1可以为传送带。举例来说，传送带可以方便地将农产品检测样本传输到图像获取装置3的图像获取位置，在对多个农产品检测样本进行批量检测时，操作者可以将农产品检测样本直接放置在传送带上，由固态农产品实时检测系统自动进行批量检测，一方面可以有效提高农产品检测的检测效率，另一方面还可以降低操作者的工作强度，使农产品检测更加便捷。图3为本发明固态农产品实时检测系统实施例三的结构图，如图3所示，本实施例在实施例二的基础上，触发装置2可以为光电传感器21，光电传感器21与图像获取装置3 连接，光电传感器21用于产生传感器信号，以供图像获取装置3获取农产品检测样本的二维光谱图像，及图像处理装置4确定农产品检测样本的样本位置和扫描线数。举例来说，由于CCD相机22根据高光谱摄制仪32获取的高光谱信息转化的二维光谱图像为农产品检测样本的扫描线图像，而单凭一个扫描线图像无法全面反映农产品检测样本的质量。为对农产品检测样本进行准确可靠的检测，需要获取农产品检测样本表面足够多的信息，相应对农产品检测样本进行准确可靠的检测需要确定农产品检测样本的样本位置和扫描线数。本实施例通过光电传感器在农产品检测样本经过该光电传感器时，产生传感器信号，该传感器信号中包含了农产品检测样本的外形信息，即大小、长度等信息，并将该传感器信号发送给图像获取装置3和图像处理装置4。图像获取装置3根据该传感器信号就可以确定农产品检测样本何时到达图像获取位置，以进行二维光谱图像的获取。图像处理装置4根据该传感器信号中所包含的农产品检测样本的外形信息就可以确定该农产品检测样本的样本位置和扫描线数。图像处理装置4确定该农产品检测样本的样本位置和扫描线数后，相应将扫描线条数发送给图像获取装置3，使图像获取装置3根据样本位置和扫描线数获取高光谱信息，并将高光谱信息转化为二维光谱图像。优选地，图像处理装置4还用于将扫描线数发送给高光谱摄制仪32，以供高光谱摄制仪32根据扫描线数获取农产品检测样本的高光谱信息。举例来说，图像处理装置4确定农产品检测样本的样本位置和扫描线数后，可以直接将扫描线条数发送给高光谱摄制仪32，高光谱摄制仪32就可以直接根据该扫描线条数获取农产品检测样本的高光谱信息。图像处理装置4可通过运行以下程序实现扫描线数的确定和对图像获取装置3的控制CString str ；GetdlgItem(IDC_NUM)- > GetffindowText(str)；Interval = atof (str) ；// 获得间隔的大小L= (end_time_start_time) *vSleep ((D-I)/ν)；延时(D_n/(η+1) L/vCapture ()；采集图像For(int ρ = 0 ;p < (n_l) ；ρ++){Sle印(interval/v) ;//延时 interval/v
CaptureO ；采集图像}本实施例可以提高固态农产品检测的检测效率，并且还具有较高的检测准确性， 可以使对农产品检测样本的检测更加便捷。优选地，光电传感器21可以安装于传送带的运行方向的两侧，且与高光谱摄制仪 32的水平距离为450 550mm。举例来说，光电传感器21可以安装于传送带的运行方向的两侧，这样可以保证在农产品检测样本经过时，可以生成准确的反映农产品检测样本的外形信息的传感器信号。 由于图像处理装置4确定农产品检测样本的样本位置和扫描线数需要一定的时间，为保证对农产品检测样本的检测的准确性，光电传感器21与高光谱摄制仪32的水平距离可以为 450 550mm，这样在传送带的速度满足图像处理装置4获取高光谱信息，并将高光谱信息转化为二维光谱图像的要求的情况下，可以对农产品检测样本进行准确地检测，并使固态农产品实时检测系统所占空间不会过大。 图4为本发明固态农产品实时检测系统实施例四的结构图，如图4所示，本实施例在实施例一的基础上，本实施例的固态农产品实时检测系统还包括不合格农产品检测样本获取装置5，图像处理装置4根据农产品样本是否合格生成不合格农产品获取信息，并将不合格农产品获取信息发送给不合格农产品检测样本获取装置5，不合格农产品检测样本获取装置5根据不合格农产品获取信息获取相应的农产品检测样本。举例来说，为进一步提高固态农产品实时检测系统的自动化程度，本实施例的固态农产品实时检测系统还可以具备不合格农产品检测样本获取装置5，该不合格农产品检测样本获取装置5可以是推杆等机械设备或电气设备，图像处理装置4在检测的农产品样本不合格时，相应生成不合格农产品获取信息，并将该不合格农产品获取信息发送给不合格农产品检测样本获取装置5。不合格农产品检测样本获取装置5根据该不合格农产品获取信息将相应的不合格的农产品检测样本从样本传送装置1上取下，从而实现了在对农产品检测样本进行批量检测时，自动将不合格的农产品检测样本挑拣出来，可以有效地降低操作者的劳动强度，提高固态农产品检测的检测效率。本领域普通技术人员可以理解实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括R0M、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
权利要求
1.一种固态农产品实时检测系统，其特征在于，包括样本传送装置，用于将农产品检测样本传送至图像获取位置；触发装置，用于检测所述农产品检测样本是否将要到达所述图像获取位置；图像获取装置，用于获取所述农产品检测样本的二维光谱图像；图像处理装置，用于对所述二维光谱图像进行处理，以确定所述农产品检测样本是否合格。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述图像获取装置包括光源装置，用于为获取所述农产品检测样本的二维光谱图像提供光源；高光谱摄制仪，用于获取农产品检测样本的高光谱信息；CCD相机，用于将所述高光谱信息转化为二维光谱图像。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述光源装置的输出功率小于250W。
4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述高光谱摄制仪与所述农产品检测样本的垂直距离为240 洸0讓。
5.根据权利要求2或4所述的系统，其特征在于，所述高光谱信息包括所述农产品检测样本的样本光谱信息和样本空间信息。
6.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述样本传送装置为传送带。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述触发装置为光电传感器，所述光电传感器与所述图像获取装置连接，所述光电传感器用于产生传感器信号，以供所述图像获取装置获取所述农产品检测样本的二维光谱图像，及所述图像处理装置确定所述农产品检测样本的样本位置和扫描线数。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述图像处理装置还用于将所述扫描线数发送给所述高光谱摄制仪，以供所述高光谱摄制仪根据所述扫描线数获取所述农产品检测样本的高光谱信息。
9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述光电传感器安装于所述传送带的运行方向的两侧，且与所述高光谱摄制仪的水平距离为450 550mm。
10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括不合格农产品检测样本获取装置，所述图像处理装置根据所述农产品样本是否合格生成不合格农产品获取信息，并将所述不合格农产品获取信息发送给所述不合格农产品检测样本获取装置，所述不合格农产品检测样本获取装置根据所述不合格农产品获取信息获取相应的农产品检测样本。
全文摘要
本发明提供一种固态农产品实时检测系统，其特征在于，包括样本传送装置，用于将农产品检测样本传送至图像获取位置；触发装置，用于检测农产品检测样本是否将要到达图像获取位置；图像获取装置，用于获取农产品检测样本的二维光谱图像；图像处理装置，用于对二维光谱图像进行处理，以确定农产品检测样本是否合格。本发明的固态农产品实时检测系统可以快速且准确地对固态农产品进行检测，并且对检测的固态农产品的质量没有任何影响，既可以提高固态农产品检测的检测效率，又不影响固态农产品的正常销售，并且实现了自动检测，可以有效降低检测操作人员的劳动强度。
文档编号G01N21/27GK102183475SQ20111004157
公开日2011年9月14日 申请日期2011年2月21日 优先权日2011年2月21日
发明者单佳佳, 彭彦昆, 李永玉, 江发潮, 汤修映, 王伟 申请人:中国农业大学
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