苹果内外品质在线无损检测分级系统设计与试验

• 作者: 彭彦昆 李永玉 李龙
• 来源期刊: 农业工程学报
• 学科: 农学
• 关键词: 机器视觉 近红外光谱 无损检测 苹果
• 年，卷（期）: 2018,（9）
• 所属期刊栏目: 农产品加工工程
• 页码范围: 267-275
• 页数: 9页
• 分类号: TS251.7|S237
• 字数: 4940字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2018.09.033

摘要

目前苹果品质检测分级机械存在结构复杂、价格昂贵以及不能兼顾内外品质的缺点.苹果的内部品质和外部品质都是决定苹果价值的关键因素,故该研究根据静态条件下的试验分析,设计了苹果内外品质在线无损检测分级系统.该系统主要由哑铃式滚子、机器视觉外观品质检测系统模块、近红外内部品质检测系统模块、分级模块以及控制系统组成.在机器视觉外部品质检测模块设计中,为了增大苹果有碰伤部位和无碰伤部位之间的对比度,通过采集有碰伤部位和无碰伤部位的反射率光谱,确定在730 nm处两者的反射率差异最大,并以此选用波长为730 nm的红色LED光源作为机器视觉模块的光源.为获得苹果整个表面信息,苹果在向前运动的过程中完成自转,并利用算法将单个苹果3个运动状态下的图像进行提取和合成,随后对图像进行高斯滤波,大津法二值化以及轮廓提取处理,当该苹果判断为有碰伤时,直接发送剔除指令,当判断为无碰伤,对轮廓提取后图像进行圆拟合处理,并利用拟合圆直径得到该苹果的大小.近红外内部品质检测系统模块设计中,对比2种近红外检测结构,并以试验确定了将探头和光源布置在下的设计方式.最终,通过试验验证得到了系统的在线检测性能,系统对于苹果有无碰伤检测总体正确率为94%,大小检测的相关系数为0.9646,均方根误差为2.281 mm,苹果内部可溶性固形物含量所建立模型的校正集相关系数为0.9508,校正集均方根误差为0.3426%,预测集相关系数为0.9492,预测集均方根误差为0.4487%.单个苹果的检测时间为0.71 s.整机具有体积小、结构简单、成本较低的优点,适用于农户和中小型企业.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	李龙	中国农业大学工学院国家农产品加工技术装备研发分中心	54	281	9.0	12.0
2	李永玉	中国农业大学工学院国家农产品加工技术装备研发分中心	48	718	15.0	25.0
3	彭彦昆	中国农业大学工学院国家农产品加工技术装备研发分中心	135	1809	24.0	36.0