專利名稱：水果高光譜圖像采集裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種水果高光譜圖像采集裝置。
背景技術(shù)：
水果的品質(zhì)是關(guān)系到人們生命安全和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重大問題。在水果的國際貿(mào)易中，世界各國都把品質(zhì)問題放在首位，并把品質(zhì)檢測作為抵御外來競爭的一種手段。我國水果品質(zhì)往往達(dá)不到出口國的技術(shù)指標(biāo)，導(dǎo)致國內(nèi)水果出口企業(yè)屢屢受挫于其它國家的“技術(shù)壁壘”和“綠色壁壘”。解決水果的品質(zhì)問題需要從生產(chǎn)和檢測兩方面努力。因此，水果品質(zhì)的檢測成為當(dāng)前科學(xué)研究熱點(diǎn)之一。其中，水果內(nèi)部品質(zhì)(包括食用安全性)的無損檢測是一個(gè)很具挑戰(zhàn)性的課題。
從目前的研究情況來看，水果內(nèi)部品質(zhì)的無損檢測技術(shù)主要有可見—近紅外光譜技術(shù)、超聲波技術(shù)、力學(xué)檢測技術(shù)、電子嗅覺技術(shù)、軟X射線及圖像技術(shù)、電特性等。由于近紅外光譜比其它幾種技術(shù)能更好地反映水果的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與組成，因此，目前被認(rèn)為是水果內(nèi)部品質(zhì)無損檢測的最好方法。
雖然近紅外光譜能較好地表征水果內(nèi)部品質(zhì)信息，但這種信息是一維的。由于水果往往是不規(guī)則體，表面各部分可能有形狀、顏色甚至組織特征的差別。而光纖探頭檢測的部位又是很小的，所以光譜表達(dá)的信息就顯得不全面。此外，采用近紅外光譜進(jìn)行內(nèi)部品質(zhì)檢測時(shí)一般要求光纖探頭距離檢測對象比較近(需附加一套壓緊、固定裝置)，這會影響檢測效率。與光譜檢測技術(shù)相比，計(jì)算機(jī)圖像能表達(dá)二維信息，反映了外觀品質(zhì)在內(nèi)的產(chǎn)品整體特征，且具有遠(yuǎn)距離測量的優(yōu)點(diǎn)。此外，用計(jì)算機(jī)圖像可同時(shí)檢測多個(gè)水果對象，檢測效率是很高的。高光譜圖像技術(shù)檢測到的樣品信息既有圖像信息又有光譜信息，樣品信息是非常全面的。因?yàn)楣庾V技術(shù)能檢測樣品物理結(jié)構(gòu)、化學(xué)成分等，而圖像技術(shù)能全面反映樣品特征，所以高光譜圖像應(yīng)用到水果的品質(zhì)與安全性檢測具有很大的商業(yè)價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種水果高光譜圖像采集裝置，它將高光譜成像技術(shù)應(yīng)用于水果的品質(zhì)與安全性檢測。
本實(shí)用新型是這樣來實(shí)現(xiàn)的，它包括水果輸送及翻轉(zhuǎn)裝置、光譜儀、照明部件、成像透鏡、接口鏡頭、攝像頭、計(jì)算機(jī)，其特征在于光譜儀連接接口鏡頭，接口鏡頭連接攝像頭，攝像頭連接計(jì)算機(jī)，光譜儀的狹縫對著成像鏡頭，成像鏡頭正下方為水果輸送及翻轉(zhuǎn)裝置，水果輸送及翻轉(zhuǎn)裝置包括鏈輪、滾輪、摩擦板、控制器，照明部件包括光源、調(diào)節(jié)開關(guān)、會聚透鏡，光譜儀由狹縫、準(zhǔn)直鏡、光柵、物鏡、反射鏡組成。
本實(shí)用新型將高光譜成像技術(shù)應(yīng)用于水果的品質(zhì)與安全性檢測，可在線采集水果的可見光及紅外光區(qū)的高光譜散射圖像，用于水果的表面污染和內(nèi)部品質(zhì)(如糖酸度、質(zhì)地和營養(yǎng)成份)檢測。


圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
在圖中1、光譜儀 2、水果 3、成像透鏡 4、狹縫 5、準(zhǔn)直鏡 6、光柵 7、物鏡 8、反射鏡 9、接口鏡頭 10、攝像頭 11、計(jì)算機(jī) 12、控制器 13、水果輸送及翻轉(zhuǎn)裝置14、滾輪 15、摩擦板 16、鏈輪 17照明部件 18、光源19、調(diào)節(jié)開關(guān) 20、會聚鏡頭具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型包括水果輸送及翻轉(zhuǎn)裝置(13)、光譜儀(1)、成像透鏡(3)、接口鏡頭(9)、攝像頭(10)、計(jì)算機(jī)(11)，光譜儀(17)連接口鏡頭(9)，接口鏡頭連接攝像頭(10)，攝像頭連接計(jì)算機(jī)(11)，光譜儀的狹縫(14)對著成像鏡頭(3)，成像鏡頭正下方為水果輸送及翻轉(zhuǎn)裝置(13)，水果輸送及翻轉(zhuǎn)裝置包括鏈輪(16)、滾輪(14)、摩擦板(15)、控制器(12)，照明部件(17)為雙光纖照明系統(tǒng)，包括光源(18)、調(diào)節(jié)開關(guān)(19)、會聚透鏡(20)，光源采用激光、鹵鎢燈，光譜儀由狹縫(4)、準(zhǔn)直鏡(5)、光柵(6)、物鏡(7)、反射鏡(8)組成，光柵為反射光柵，光譜范圍覆蓋可見光至近紅外線區(qū)域。工作時(shí)，由調(diào)速電機(jī)帶動(dòng)鏈輪(16)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使?jié)L輪(14)在摩擦板(15)的作用下產(chǎn)生滾動(dòng)，水果(2)在滾輪上即滾動(dòng)又平動(dòng)前進(jìn)，當(dāng)位置傳感器獲得水果到達(dá)成像透鏡(3)下方的信息后開始采集圖像，由照明部件(17)調(diào)節(jié)開關(guān)開啟光源(18)，發(fā)出強(qiáng)光，經(jīng)過光纖和會聚透鏡(20)聚到水果(2)表面上，光將透射進(jìn)入水果組織內(nèi)部，其中有部分光將從表面散射出來，經(jīng)過成像透鏡(3)的收集成像于狹縫(4)，再經(jīng)過準(zhǔn)直鏡(5)、光柵(6)作用后，在垂直水果條帶方向按光譜色散，最后經(jīng)過物鏡(7)、反射鏡(8)進(jìn)一步作用后成像于攝像頭，攝像頭中的每幀圖像對應(yīng)于一個(gè)樣品條帶的離光譜圖像，通過水果的滾動(dòng)和平動(dòng)就得到整個(gè)水果二維圖像和光譜數(shù)據(jù)，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理，得到水果的三維圖像塊。
權(quán)利要求1.一種水果高光譜圖像采集裝置，它包括水果輸送及翻轉(zhuǎn)裝置、光譜儀、照明部件、成像透鏡、接口鏡頭、攝像頭、計(jì)算機(jī)，其特征在于光譜儀連接接口鏡頭，接口鏡頭連接攝像頭，攝像頭連接計(jì)算機(jī)，光譜儀的狹縫對著成像鏡頭，成像鏡頭正下方為水果輸送及翻轉(zhuǎn)裝置。
專利摘要一種水果高光譜圖像采集裝置，其特征在于光譜儀連接接口鏡頭，接口鏡頭連接攝像頭，攝像頭連接計(jì)算機(jī)，光譜儀的狹縫對著成像鏡頭，成像鏡頭正下方為水果輸送及翻轉(zhuǎn)裝置。本實(shí)用新型將高光譜成像技術(shù)應(yīng)用于水果的品質(zhì)與安全性檢測，可在線采集水果的可見光及紅外光區(qū)的高光譜散射圖像，用于水果的表面污染和內(nèi)部品質(zhì)(如糖酸度、質(zhì)地和營養(yǎng)成份)檢測。
文檔編號G01N21/25GK2874482SQ200520099328
公開日2007年2月28日 申請日期2005年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月9日
發(fā)明者劉木華, 張廬陵, 鄭建鴻, 吳瑞梅 申請人:江西農(nóng)業(yè)大學(xué)