毕业论文—水果损伤红外检测系统设计(2)
发布时间:2021-06-05
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损的水果从外表看不出明显的变化, 受水果果皮颜色的影响,运用传统的视觉检测技术也很难检出,但这些损伤却导致水果极易被感染,随着时间的推移,损伤部位就会慢慢腐烂变质且影响周围其他水果。与此同时,由于水果损伤检测技术的短板,我国现在的果品分级系统远落后于国际标准,这也是导致我国水果售价远低于其它发达国家售价的一大原因。所以,及时检出受损水果对于减少经济损失具有重要意义,也有利于提高我国水果在国际市场中的竞争力等。
关于水果损伤的检测,早已提出多种方法,每个方法都各有其优、缺点。其中,X射线成像技术和核磁共振成像技术均可用于检测水果内部缺陷,但由于设备昂贵难以运用于实际生产[1-2]。计算机视觉技术可用于检测较严重的损伤,如明显的腐烂和破损等[3],但对于水果表皮下的损伤则无能为力,而且对于深色水果的擦伤检测易产生误判。近红外光谱分析技术可检测出多种水果损伤,如苹果内部发生的褐变、水心、淀粉、浅层损伤等,又如柑橘的局部失水、浮皮等,检测范围也很广泛,包括薄皮中小型果实如桃等,及厚皮大型果实如西瓜等[4-5]。高光谱图像技术可检测出图像信息和光谱信息,图像信息可反映出水果的外部品质,光谱信息则可反映出水果的内部品质,根据水果内、外部的综合品质就可实现分类的目的[6-7]。
近年来,红外热成像技术被发现可应用于水果损伤的检测,国内外均有相关研究。江苏大学的黄星奕等人设计了一种可在900~1100nm处采用近红外图像处理技术对水果轻微损伤进行在线检测的装置[3] 。J.Varith等以热风作为热激励源,同时运用3.4-5µm热像仪成功检测到苹果碰伤缺陷[8]。X. Cheng等同时使用近红外和中红外摄像机成功实现了对经过4摄氏度冷藏后的水果的外部品质检测[9]。Baranowsk等利用长波热像仪检测了经过1.5度冷藏后到室温的苹果,可检测苹果水心[10],用两只大功率碘钨灯加热3秒,分析加热过程温度变化规律以及用脉冲相位算法分析降温特征,实现了苹果的早期碰伤检测[11]。
我们所使用的脉冲红外热波技术不仅可以实现无损检测,不破坏被测水果,还具有检测速度快的特点,在工业生产上具有较高的可行性。在简要介绍反射式
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