JP6534101B2 - Method and system for non-contact evaluation of rheological properties - Google Patents

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本発明は、レオロジー特性の評価方法に関し、より詳細には、空中超音波を用いたレオロジー特性の評価方法に関する。   The present invention relates to a method of evaluating rheological properties, and more particularly to a method of evaluating rheological properties using airborne ultrasound.

果菜類の硬さとその熟度の間には強い相関関係が認められていることから、従来、果菜類の収穫時期を判断する目安として、果菜類の硬さを計測することが行われている。しかしながら、従来の針式の硬度計を用いて硬さを計測した場合、果菜類に針による傷がつくため、商品価値が下がるという問題があった。   Since a strong correlation is recognized between the hardness of fruits and vegetables and their ripeness, it has been practiced to measure the hardness of fruits and vegetables as a standard for determining the harvest time of fruits and vegetables. . However, when hardness is measured using a conventional needle-type hardness meter, since fruits and vegetables are damaged by the needles, there is a problem that the commercial value decreases.

この点につき、非特許文献1は、果菜類の表面に圧縮空気を吐出し、その時の表面の凹み具合(数十μm程度)をレーザ変位センサで位置の変位として測定し、その測定データから果菜類の硬さの情報を得る方法を開示する。   In this respect, Non-Patent Document 1 discharges compressed air onto the surface of fruits and vegetables, and measures the degree of depression (about several tens of μm) of the surface at that time as displacement of the position with a laser displacement sensor. Disclose a method of obtaining hardness information of the kind.

一方、非特許文献1は、測定誤差の観点から、できるだけ圧縮空気圧を高めて変位量を大きくすることが望ましいが、誤って高すぎる圧縮空気圧で測定を行った場合、測定対象に塑性変形を生じさせる虞がある旨を示唆する。   On the other hand, in Non-Patent Document 1, from the viewpoint of measurement error, it is desirable to increase the compressed air pressure as much as possible to increase the displacement amount, but when measurement is performed with compressed air pressure too high erroneously causes plastic deformation in the measurement object Suggest that there is a risk of

犬塚博他、「農業電化」、平成24年5月、65巻3号、p8-11Inuzuka Hiroshi et al., "Agricultural Electrification", May 2012, Vol. 65, No. 3, p8-11

本発明は、上記従来技術における課題に鑑みてなされたものであり、対象物のレオロジー特性を非接触且つ非侵襲的に評価するための新規な方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the problems in the prior art, and an object thereof is to provide a novel method for non-contact and non-invasive evaluation of the rheological properties of an object.

本発明者は、対象物のレオロジー特性を非接触且つ非侵襲的に評価するための新規な方法につき鋭意検討した結果、以下の構成に想到し、本発明に至ったのである。   As a result of intensive studies on a novel method for non-contact and non-invasive evaluation of the rheological properties of an object, the present inventor has arrived at the following constitution and reached the present invention.

すなわち、本発明によれば、測定対象のレオロジー特性を非接触で評価する方法であって、測定対象の表面に空中超音波を集束させるステップと、前記表面の振動速度の時間変化を光学的に計測するステップと、前記振動速度の時間変化の周波数スペクトルを取得するステップと、前記周波数スペクトルの最大振動速度に対応するピークの帯域幅に基づいて第1の特徴量を生成するステップと、前記振動速度の時間変化から算出した前記表面の変位の時間変化の包絡線を取得するステップと、前記包絡線の最大変位に対応するピークの幅に基づいて第2の特徴量を生成するステップと、前記第1の特徴量および前記第2の特徴量に基づいて前記測定対象のレオロジー特性を評価するための評価情報を生成するステップとを含む、方法が提供される。   That is, according to the present invention, there is provided a method for non-contact evaluation of rheological properties of an object to be measured, comprising the steps of focusing air ultrasonic waves on the surface of the object to be measured; Measuring, acquiring a frequency spectrum of the time change of the vibration velocity, generating a first feature based on a bandwidth of a peak corresponding to a maximum vibration velocity of the frequency spectrum, and the vibration Acquiring an envelope of temporal change of displacement of the surface calculated from temporal change of velocity; generating a second feature based on a width of a peak corresponding to the maximum displacement of the envelope; Generating evaluation information for evaluating the rheological characteristic of the object to be measured based on a first feature amount and the second feature amount. That.

上述したように、本発明によれば、対象物のレオロジー特性を非接触且つ非侵襲的に評価するための新規な方法が提供される。   As mentioned above, the present invention provides a novel method for non-contact and non-invasive evaluation of the rheological properties of objects.

本実施形態の果菜類熟度評価システムのシステム構成図。The system configuration figure of the fruits and vegetables maturity evaluation system of this embodiment. 本実施形態の果菜類熟度評価システムが実行する処理のフローチャート。The flowchart of the process which the fruit and vegetables maturity evaluation system of this embodiment performs. 第1の特徴量の生成過程を説明するための図。The figure for demonstrating the production | generation process of a 1st feature-value. 第2の特徴量の生成過程を説明するための図。The figure for demonstrating the production | generation process of 2nd feature value. 評価情報としての二次元散布図を示す図。The figure which shows the two-dimensional scatter chart as evaluation information. パルス波発振を用いた測定法を説明するための図。The figure for demonstrating the measuring method using pulse wave oscillation. 実験結果を示す図。The figure which shows an experimental result.

本発明は、測定対象のレオロジー特性を非接触且つ非侵襲的に評価する方法およびその方法を実行するためのシステムを提供する。本発明は、測定対象を限定するものではなく、また、レオロジー特性のみならずレオロジー特性と相関の強い任意の状態の評価に応用することが可能である。以下では、専ら、本発明の好適な応用例として、果菜類の熟度(果菜類の成熟状態とレオロジー特性の間には強い相関関係がある)を非接触且つ非侵襲的に評価する方法およびシステムについて説明する。   The present invention provides a method for non-contact and non-invasive evaluation of the rheological properties of the object to be measured and a system for carrying out the method. The present invention does not limit the object to be measured, and can be applied not only to rheological properties but also to evaluation of any state strongly correlated with rheological properties. In the following, exclusively as a preferred application of the present invention, a method for contactlessly and noninvasively assessing the ripeness of fruits and vegetables (a strong correlation between the ripeness and the rheological properties of fruits and vegetables) Describe the system.

以下、本発明を図面に示した実施の形態をもって説明するが、本発明は、図面に示した実施の形態に限定されるものではない。なお、以下に参照する各図においては、共通する要素について同じ符号を用い、適宜、その説明を省略するものとする。   Hereinafter, the present invention will be described with the embodiment shown in the drawings, but the present invention is not limited to the embodiments shown in the drawings. In the drawings referred to below, the same reference numerals are used for the common elements, and the description thereof will be omitted as appropriate.

図1は、本発明の実施形態である果菜類熟度評価システム100のシステム構成を模式的に示す。本実施形態の果菜類熟度評価システム100は、果菜類(果物および果実を食用とする野菜を含む)の熟度を評価するためのシステムであり、平面振動子10と、平面振動子10から発振される空中超音波を集束するための反射鏡12と、レーザドプラ振動計14(以下、LDV14という)と、コンピュータ20とを含んで構成されている。   FIG. 1: shows typically the system configuration | structure of the fruit vegetables ripeness evaluation system 100 which is embodiment of this invention. The fruits and vegetables ripeness evaluation system 100 of this embodiment is a system for evaluating the degree of ripeness of fruits and vegetables (including fruits and vegetables which are edible for fruits). It comprises a reflecting mirror 12 for focusing the oscillated airborne ultrasound, a laser Doppler vibrometer 14 (hereinafter referred to as an LDV 14), and a computer 20.

本実施形態において、平面振動子10は、その振動面を反射鏡12の開口に向ける形で、反射鏡12に対して図示しない治具を介して固定される。平面振動子10は、図1に示す態様で、反射鏡12の開口の外側に固定され、アンプ16によって増幅された正弦波のバースト信号に基づいて振動面の垂直方向に空中超音波(平面波)を発振する。一方、本実施形態において、反射鏡12は、オフセット型のパラボナアンテナと同様の形状を備えており、平面振動子10から発振される空中超音波が反射鏡12に反射した後、図1に示すように、反射鏡12の開口の内側で集束するように、平面振動子10と反射鏡12が位置決めされている。   In the present embodiment, the planar vibrator 10 is fixed to the reflecting mirror 12 through a jig (not shown) in such a manner that its vibration surface is directed to the opening of the reflecting mirror 12. The planar vibrator 10 is fixed to the outside of the opening of the reflecting mirror 12 in the mode shown in FIG. 1 and based on the burst signal of the sine wave amplified by the amplifier 16, the aerial ultrasonic wave (plane wave) in the vertical direction of the vibration plane Oscillate. On the other hand, in the present embodiment, the reflecting mirror 12 has the same shape as that of the offset type parabona antenna, and is shown in FIG. 1 after the air ultrasonic wave oscillated from the planar vibrator 10 is reflected to the reflecting mirror 12. Thus, the flat vibrator 10 and the reflecting mirror 12 are positioned so as to be focused inside the opening of the reflecting mirror 12.

本実施形態では、果菜類30の熟度を評価するにあたり、平面振動子10から発振される空中超音波が果菜類30の表面で集束するように、果菜類30と反射鏡12の位置関係を固定した上で、平面振動子10をバースト信号によって駆動する。このとき、果菜類30の表面に集束空中超音波の音響放射力が作用して、果菜類30の表面にごく微小な変位が生じる。   In the present embodiment, in evaluating the ripeness of the vegetables 30, the positional relationship between the vegetables 30 and the reflecting mirror 12 is set so that the aerial ultrasonic waves oscillated from the planar vibrator 10 converge on the surfaces of the vegetables 30. After being fixed, the planar vibrator 10 is driven by the burst signal. At this time, the acoustic radiation force of focused air ultrasonic waves acts on the surface of the vegetables 30 to produce a very small displacement on the surface of the vegetables 30.

本実施形態においては、この空中超音波の音響放射力に対する果菜類30の表面の変位応答をLDV14を使用して光学的に計測する。本実施形態においては、そのために、反射鏡12にLDV14が出射するレーザ光を通過させるための貫通孔13が形成されており、LDV14が出射するレーザ光が貫通孔13を通って果菜類30の表面に入射し、その反射光が再び貫通孔13を通ってLDV14の受光部に入射するように、LDV14と反射鏡12が位置決めされている。   In the present embodiment, the displacement response of the surface of the fruit vegetables 30 to the acoustic radiation force of the air ultrasonic waves is optically measured using the LDV 14. In the present embodiment, for this purpose, the through hole 13 for passing the laser beam emitted from the LDV 14 is formed in the reflecting mirror 12, and the laser beam emitted from the LDV 14 passes through the through hole 13 to The LDV 14 and the reflecting mirror 12 are positioned such that they enter the surface and the reflected light again enters the light receiving part of the LDV 14 through the through holes 13.

なお、貫通孔13の内径は、LDV14のレーザ光の波長の1/2程度の大きさとすることが好ましい。また、LDV14のローパスフィルタには、平面振動子10の高周波成分を除去して変位信号のみが抽出されるように、適切な遮断周波数(例えば、5kHz)を設定することが望ましい。   The inner diameter of the through hole 13 is preferably about half the wavelength of the laser beam of the LDV 14. Further, in the low pass filter of the LDV 14, it is desirable to set an appropriate cutoff frequency (for example, 5 kHz) so that the high frequency component of the planar vibrator 10 is removed and only the displacement signal is extracted.

本実施形態においては、LDV14の出力がコンピュータ20に入力されるようになっており、コンピュータ20は、LDV14から入力される計測値に基づいて果菜類30の熟度を評価するための評価情報を生成する。具体的には、LDV14は、果菜類30の表面の振動速度(レーザ光の入射方向の振動速度)を出力し、コンピュータ20は、その振動速度に基づいて果菜類30の熟度を評価するための評価情報を生成する。なお、LDV14が振動速度を変位に変換して出力する機能を併せ持っている場合には、コンピュータ20は、LDV14から入力される振動速度と変位に基づいて果菜類30の熟度を評価するための評価情報を生成してもよい。   In the present embodiment, the output of the LDV 14 is input to the computer 20, and the computer 20 evaluates the evaluation information for evaluating the ripeness of the vegetables 30 based on the measurement value input from the LDV 14. Generate Specifically, the LDV 14 outputs the vibration velocity of the surface of the fruit vegetables 30 (the vibration velocity in the incident direction of the laser beam), and the computer 20 evaluates the ripeness of the fruit vegetables 30 based on the vibration velocity. Generate evaluation information for In addition, when the LDV 14 also has a function to convert the vibration velocity into displacement and output it, the computer 20 evaluates the ripeness of the vegetables 30 based on the vibration velocity and displacement input from the LDV 14. Evaluation information may be generated.

また、コンピュータ20は、ファンクションジェネレータ15(以下、FG15という)に対して、空中超音波を発振するためのパラメータ(正弦波の周波数やバースト数)を指定して発振信号の生成を要求し、これを受けたFG15は、指定されたパラメータに基づいてバースト信号を生成してアンプ16に出力する。   Further, the computer 20 requests the function generator 15 (hereinafter referred to as “FG 15”) to generate an oscillation signal by specifying parameters (the frequency of the sine wave and the number of bursts) for oscillating the air ultrasonic wave. The FG 15 receiving the signal generates a burst signal based on the designated parameter and outputs it to the amplifier 16.

以上、果菜類熟度評価システム100の構成について説明してきたが、続いて、コンピュータ20がLDV14から入力される計測値を受けて実行する処理を図2に示すフローチャートに基づいて説明する。   The configuration of the fruit and vegetables ripeness evaluation system 100 has been described above. Subsequently, processing that the computer 20 receives and executes the measurement value input from the LDV 14 will be described based on the flowchart shown in FIG.

ステップ101では、LDV14から入力される振動速度の時間変化の周波数スペクトルを取得する。具体的には、まず、LDV14から入力される振動速度を所定期間にわたって経時的に記録して振動速度の時間変化を取得する。図3(a)は、ステップ101で取得される果菜類30の表面の振動速度の時間変化と、平面振動子10に印加されるバースト信号のタイミングチャートを並べて示す。続いて、取得した振動速度の時間変化をフーリエ変換することによって周波数スペクトルを取得する。図3(b)は、ステップ101で取得される果菜類30の表面の振動速度の時間変化の周波数スペクトルを示す。なお、図3(b)に示す周波数スペクトルは、振動速度の最大値を基準値(0dB)としたレベル表現である。   In step 101, the frequency spectrum of the time change of the vibration velocity input from the LDV 14 is acquired. Specifically, first, the vibration velocity input from the LDV 14 is recorded over time for a predetermined period to obtain a temporal change of the vibration velocity. FIG. 3A shows the timing chart of the time change of the vibration velocity of the surface of the fruit and vegetable 30 obtained in step 101 and the burst signal applied to the planar vibrator 10 side by side. Subsequently, the frequency spectrum is acquired by performing Fourier transform on the time change of the acquired vibration velocity. FIG. 3 (b) shows the frequency spectrum of the temporal change in the vibration velocity of the surface of the fruit and vegetable 30 obtained in step 101. The frequency spectrum shown in FIG. 3B is a level expression with the maximum value of the vibration velocity as a reference value (0 dB).

続くステップ102では、ステップ101で取得した周波数スペクトルを構成する1以上のピーク(周波数成分)のうち、最大振動速度(0dB)に対応するピークの帯域幅を取得する。具体的には、適切な振動速度レベル(dB)を閾値として定義した上で、最大振動速度(0dB)に対応するピークにおいて、閾値と等しい振動速度のレベルを示す2点間の幅(周波数範囲)をピークの帯域幅として取得する。なお、ピークの帯域幅を取得するための閾値は、対象となる果菜類の種類毎に適切な値を予め実験的に求めておく。   In the following step 102, among the one or more peaks (frequency components) constituting the frequency spectrum acquired in step 101, the bandwidth of the peak corresponding to the maximum vibration velocity (0 dB) is acquired. Specifically, after defining an appropriate vibration velocity level (dB) as a threshold, at a peak corresponding to the maximum vibration velocity (0 dB), a width between two points indicating the level of the vibration velocity equal to the threshold (frequency range )) As the peak bandwidth. In addition, the threshold value for acquiring the bandwidth of a peak experimentally calculates | requires appropriately a suitable value for every kind of fruit vegetables used as object.

図3(b)に示す例では、閾値を-10dBと定義し、最大振動速度(0dB)に対応するピークにおいて、振動速度のレベルが-10dBを示す2点間の幅(周波数範囲)を帯域幅WFとして取得している。果菜類が未熟なうちは、最大振動速度(0dB)に対応するピークがブロードになって帯域幅WFが大きくなる傾向がある。一方、果菜類の熟成が進むにつれて、最大振動速度(0dB)に対応するピークがシャープになって帯域幅WFが小さくなる傾向がある。   In the example shown in FIG. 3B, the threshold is defined as -10 dB, and at the peak corresponding to the maximum vibration velocity (0 dB), the width (frequency range) between two points at which the vibration velocity level indicates -10 dB It is acquired as width WF. While fruits and vegetables are immature, the peak corresponding to the maximum vibration velocity (0 dB) tends to be broad and the bandwidth WF tends to be large. On the other hand, as ripening of fruits and vegetables proceeds, the peak corresponding to the maximum vibration velocity (0 dB) tends to be sharp and the bandwidth WF tends to be smaller.

続くステップ103では、ステップ102で取得した帯域幅WFに基づいて第1の特徴量を生成する。本実施形態においては、ステップ102で取得した帯域幅WFそれ自体を第1の特徴量として使用してもよいが、帯域幅WFをステップ101で取得した周波数スペクトルの中心周波数fsで除して正規化した値を第1の特徴量とすることが好ましい。   In the following step 103, a first feature value is generated based on the bandwidth WF acquired in step 102. In the present embodiment, the bandwidth WF itself acquired in step 102 may be used as the first feature amount, but the bandwidth WF is divided by the center frequency fs of the frequency spectrum acquired in step 101 to be normal. It is preferable to use the converted value as the first feature value.

続くステップ104では、ステップ101で取得した果菜類30の表面の振動速度の時間変化を積分して当該表面の変位の時間変化を取得する。ただし、LDV14が変位を出力する機能を有している場合は、ステップ104において、LDV14から入力される変位を所定期間にわたって経時的に記録することにより変位の時間変化を取得してもよい。図4(a)は、ステップ104で取得される果菜類30の表面の変位の時間変化と、平面振動子10に印加されるバースト信号のタイミングチャートを並べて示す。   In the following step 104, the temporal change of the vibration velocity of the surface of the fruit and vegetable 30 acquired in step 101 is integrated to obtain the temporal change of the displacement of the surface. However, when the LDV 14 has a function of outputting a displacement, the time change of the displacement may be acquired by recording the displacement input from the LDV 14 over time for a predetermined period in step 104. FIG. 4A shows a timing chart of the time change of the displacement of the surface of the fruits and vegetables 30 obtained in step 104 and the burst signal applied to the planar vibrator 10 side by side.

続くステップ105では、ステップ104で取得した果菜類30の表面の変位の時間変化の包絡線を取得する。具体的には、ステップ104で取得した果菜類30の表面の変位を絶対値に変換し、その絶対値について包絡線を取得する。なお、包絡線は、ヒルベルト変換などの既知の手法により取得することができる。図4(b)は、ステップ105で取得される果菜類30の表面の変位の時間変化の包絡線を示す。なお、図4(b)に示す包絡線は、変位の最大値を基準値(0dB)としたレベル表現である。   In the following step 105, the envelope of the time change of the displacement of the surface of the fruits and vegetables 30 acquired in step 104 is acquired. Specifically, the displacement of the surface of the fruit and vegetable 30 acquired in step 104 is converted into an absolute value, and an envelope is acquired for the absolute value. The envelope can be obtained by a known method such as Hilbert transform. FIG. 4 (b) shows the envelope of the time variation of the displacement of the surface of the fruit and vegetable 30 obtained in step 105. The envelope shown in FIG. 4B is a level expression with the maximum value of displacement as a reference value (0 dB).

続くステップ106では、ステップ105で取得した包絡線を構成する1以上のピ−クのうち、最大変位(0dB)に対応するピークの幅を取得する。具体的には、適切な変位レベル(dB)を閾値として定義した上で、最大変位(0dB)に対応するピークにおいて、閾値と等しい変位のレベルを示す2点間の幅(時間)をピークの幅として取得する。なお、ピークの幅を取得するための閾値は、対象となる果菜類の種類毎に適切な値を予め実験的に求めておく。   In the following step 106, the width of the peak corresponding to the maximum displacement (0 dB) is acquired among the one or more peaks constituting the envelope acquired in step 105. Specifically, after defining an appropriate displacement level (dB) as a threshold, at the peak corresponding to the maximum displacement (0 dB), the width (time) between two points showing the level of displacement equal to the threshold is Get as a width. In addition, the threshold value for acquiring the width | variety of a peak calculates | requires an appropriate value beforehand for every kind of target fruit vegetables beforehand.

図4(b)に示す例では、閾値を-10dBと定義し、最大変位(0dB)に対応するピークにおいて、変位のレベルが-10dBを示す2点間の幅(時間)が幅WTとして取得している。果菜類が未熟なうちは、変位応答が早く減衰するため、最大変位(0dB)に対応するピークがシャープになって幅WTが小さくなる傾向がある。一方、果菜類の熟成が進むにつれて、変位応答が減衰しにくくなるため、最大変位(0dB)に対応するピークがブロードになって幅WTが大きくなる傾向がある。   In the example shown in FIG. 4B, the threshold is defined as -10 dB, and at the peak corresponding to the maximum displacement (0 dB), the width (time) between two points at which the displacement level indicates -10 dB is acquired as the width WT doing. When fruits and vegetables are immature, the displacement response is rapidly attenuated, so the peak corresponding to the maximum displacement (0 dB) tends to be sharp and the width WT becomes smaller. On the other hand, as the ripening of fruits and vegetables proceeds, the displacement response is less likely to be attenuated, so the peak corresponding to the maximum displacement (0 dB) tends to be broad and the width WT tends to be larger.

続くステップ107では、ステップ106で取得した幅WTに基づいて第2の特徴量を生成する。本実施形態においては、ステップ106で取得した幅WTそれ自体を第2の特徴量として使用してもよいが、幅WTを、バースト信号を平面振動子10に印加してから果菜類30の表面の振動速度が最大値に達するまでに要した時間tsで除して正規化した値を第2の特徴量とすることが好ましい。   In the following step 107, a second feature amount is generated based on the width WT acquired in step. In the present embodiment, the width WT acquired in step 106 may be used as the second feature amount, but the width WT is applied to the planar vibrator 10 after the burst signal is applied to the surface of the fruit 30. It is preferable that a normalized value obtained by dividing by the time ts required for the vibration velocity of to reach the maximum value be the second feature value.

なお、本実施形態は、上述した第1の特徴量を生成するための一連の処理(S101〜103)と第2の特徴量を生成するための一連の処理(S104〜107)の実行順序を限定するものではない。   In this embodiment, the execution order of the series of processes (S101 to 103) for generating the first feature quantity and the series of processes (S104 to 107) for generating the second feature quantity are It is not limited.

最後にステップ108では、ステップ103で生成した第1の特徴量と、ステップ107で生成した第2の特徴量に基づいて、果菜類30の熟度を評価するための評価情報を生成する。ステップ108で生成する評価情報としては、以下のような態様を例示することができる。   Finally, in step 108, evaluation information for evaluating the ripeness of the vegetables 30 is generated based on the first feature amount generated in step 103 and the second feature amount generated in step 107. As evaluation information generated in step 108, the following modes can be exemplified.

(熟度の評価値)
本実施形態においては、熟度を評価するための評価情報として、熟度の評価値を生成することができる。
(Evaluation value of maturity)
In the present embodiment, an evaluation value of the degree of maturity can be generated as the evaluation information for evaluating the degree of ripeness.

この場合、事前に、評価対象となる果菜類について、その生育過程における第1および第2の特徴量と熟度の定性的な評価(例えば、未熟・やや未熟・適熟・やや過熟・過熟の5段階評価)に係る統計情報を収集し、当該統計情報を使用して、熟度を目的変数とし、2つの特徴量(第1および第2の特徴量)を説明変数とする多変量解析を行って、熟度と2つの特徴量(第1および第2の特徴量)の関係を表す回帰モデルを生成しておく。その上で、ステップ108においては、ステップ103で生成した第1の特徴量と、ステップ107で生成した第2の特徴量を予め用意した回帰モデルに投入することにより、果菜類30の熟度の評価値(未熟・やや未熟・適熟・やや過熟・過熟)を導出する。   In this case, qualitative evaluation of the first and second characteristic quantities and the degree of ripening in the growth process of the fruits and vegetables to be evaluated in advance (eg, immature, slightly immature, moderately ripe, slightly overripe, excess) A multivariate that collects statistical information related to the five stages of ripening, uses the statistical information as a target variable, and uses two feature quantities (first and second feature quantities) as explanatory variables. Analysis is performed to generate a regression model representing the relationship between the degree of maturity and two feature quantities (first and second feature quantities). Then, in step 108, the first feature amount generated in step 103 and the second feature amount generated in step 107 are input to the regression model prepared in advance, so that the ripeness of the vegetables 30 can be increased. Derivation of evaluation value (immature, slightly immature, moderate ripeness, somewhat hyper ripe, hyper ripe).

(二次元散布図)
本実施形態においては、熟度を評価するための評価情報として、第1の特徴量および第2の特徴量を要素とする二次元散布図を生成することができる。
(2D scatter plot)
In the present embodiment, as the evaluation information for evaluating the degree of maturity, it is possible to generate a two-dimensional scatter diagram having the first feature amount and the second feature amount as elements.

この場合も同様に、事前に、評価対象となる果菜類について、その生育過程における第1および第2の特徴量と熟度の定性的な評価(例えば、未熟・やや未熟・適熟・やや過熟・過熟の5段階評価)に係る統計情報を収集し、当該統計情報に基づいて、図5(a)に例示するように、二次元散布図上に熟度のマップを作成しておく。   Also in this case, similarly, regarding the fruits and vegetables to be evaluated in advance, qualitative evaluation of the first and second characteristic quantities and the degree of ripening in the growth process (for example, immature, slightly immature, suitable ripeness, slightly excessive) Statistical information related to five stages of ripeness / hypermaturation evaluation is collected, and based on the statistical information, a map of maturity is created on a two-dimensional scattergram as illustrated in FIG. 5 (a). .

図5(a)は、第1の特徴量[WF/fs]を縦軸に取り、第2の特徴量[WT/ts]を横軸に取った熟度のマップを示す。図6(a)に示す例では、5段階の熟度のそれぞれに対応する範囲が二次元散布図上に展開されている。   FIG. 5A shows a map of the degree of maturity in which the first feature quantity [WF / fs] is taken on the vertical axis and the second feature quantity [WT / ts] is taken on the horizontal axis. In the example shown in FIG. 6 (a), ranges corresponding to each of the five stages of maturity are developed on a two-dimensional scatter chart.

そして、ステップ108においては、予め用意しておいた熟度のマップ(二次元散布図)の上に、ステップ103で生成した第1の特徴量[WF/fs]と、ステップ107で生成した第2の特徴量[WF/fs]を要素とするプロットを描く。図5(b)は、ステップ108において、プロットが描かれた二次元散布図を示す。この方法によれば、果菜類30の熟度の推移を視覚的に捉えることが可能になる。   Then, in step 108, the first feature amount [WF / fs] generated in step 103 and the second generated in step 107 are generated on the map of the degree of maturity (two-dimensional scatter diagram) prepared in advance. Draw a plot with the feature quantity [WF / fs] of 2 as an element. FIG. 5 (b) shows a two-dimensional scatter plot in which the plot is drawn at step 108. According to this method, it is possible to visually grasp the transition of the ripeness of the fruits and vegetables 30.

コンピュータ20は、上述した手順で生成した評価情報をディスプレイ22に表示するとともに、記憶装置24に保存する。   The computer 20 displays the evaluation information generated in the above-described procedure on the display 22 and stores the evaluation information in the storage device 24.

以上、本実施形態の果菜類熟度評価システム100について説明してきたが、果菜類熟度評価システム100には、以下のような利点がある。   As mentioned above, although the fruit vegetables ripeness evaluation system 100 of this embodiment was demonstrated, the fruit vegetables ripeness evaluation system 100 has the following advantages.

まず第1に、先に説明した非特許文献1の圧縮空気を使用する方法では、測定の度に果菜類の表面に数十μm程度の変位を生じさせるのに対して、本システムにおいては、空中超音波の音響放射力を使用するため、果菜類の表面に数十〜100nm程度の極わずかな変位しか生じさせないという利点がある、そのため、本システムにおいて、果菜類に塑性変形を生じさせる虞は皆無であり、表面が変形しやすい繊細な果菜類(例えば、桃)であっても、安心して熟度の評価ができる。   First of all, in the method of using the compressed air of Non-Patent Document 1 described above, displacement of several tens of μm is generated on the surface of fruits and vegetables each time of measurement, but in this system, There is an advantage that only slight displacement of about several tens to about 100 nm is generated on the surface of fruits and vegetables due to the use of the acoustic radiation force of air ultrasonic waves. Therefore, in this system, it is feared that the fruits and vegetables may be plastically deformed. However, even for delicate fruits and vegetables (eg, peaches) whose surface is easily deformed, it is possible to safely evaluate the ripeness.

第2に、先に説明した非特許文献1の圧縮空気と比較して、本システムが使用する空中超音波は、その制御性が格段に高いという利点がある、そのため、対象となる果菜類の種類に応じて空中超音波の発振パラメータ(正弦波の周波数やバースト数)を最適化したり、対象となる果菜類の共振周波数で空中超音波のパルス波を連続発振することで当該果菜類を強制加振したりすることが可能となるので、より精度の高い評価が期待できる。   Second, compared to the compressed air of Non-Patent Document 1 described above, the aerial ultrasonic waves used by the present system have an advantage that their controllability is much higher. Depending on the type, optimize the oscillation parameters (sine wave frequency and burst number) of air ultrasonic waves, or force the fruits and vegetables by continuously oscillating air ultrasonic pulse waves at the resonance frequency of the target fruits and vegetables. Since it becomes possible to excite, a more accurate evaluation can be expected.

また、上述した実施形態では、レーザドプラ振動計で測定対象の表面の変位を計測する例を示したが、レーザドプラ振動計よりも小型で安価なレーザ変位計を用いて測定を行うようにしてもよい。この場合、図6(a)に示すように、空中超音波のパルス波を、パルス間隔T(周波数1/T)を変更しながら連続的に発振し、その間の測定対象の表面の変位をレーザ変位計で測定する。このようにすると、図6(b)に示すように、変位の周波数スペクトルが得られるので、レーザドプラ振動計に比べると若干検出精度の低いレーザ変位計の測定値からでも上述した特徴量を検出することが可能になる。   In the embodiment described above, an example is shown in which the displacement of the surface of the measurement object is measured by the laser Doppler vibrometer, but the measurement may be performed using a laser displacement meter smaller and cheaper than the laser Doppler vibrometer. . In this case, as shown in FIG. 6A, the pulse wave of the air ultrasonic wave is continuously oscillated while changing the pulse interval T (frequency 1 / T), and the displacement of the surface of the object to be measured is Measure with a displacement gauge. In this way, as shown in FIG. 6B, since the frequency spectrum of displacement is obtained, the above-mentioned feature amount is detected even from the measurement value of the laser displacement meter whose detection accuracy is slightly lower than that of the laser Doppler vibrometer. It becomes possible.

なお、本実施形態の果菜類熟度評価システム100を実装するにあたっては、図1に示した全ての構成要素を1つの筐体に一体化してもよいし、図1に示した構成要素を適切な単位で分割してもよい。果菜類熟度評価システム100を2以上の構成単位に分割する場合、各構成単位は、有線または無線のいずれで接続してもよいし、コンピュータ20の機能や記憶装置24の機能の一部をインターネットなどのネットワーク上に配置するようにしてもよい。   In addition, when mounting the fruit vegetables ripeness evaluation system 100 of this embodiment, you may integrate all the components shown in FIG. 1 in one housing, or the components shown in FIG. 1 are appropriate. It may be divided in units of When the fruit and vegetables maturity evaluation system 100 is divided into two or more constituent units, each constituent unit may be connected by wire or wireless, or some of the functions of the computer 20 and the functions of the storage device 24 may be connected. It may be arranged on a network such as the Internet.

また、図1では、果菜類の表面に音響放射力を作用させるための手段として、平面振動子10と反射鏡12を使用する例を示したが、他の実施形態では、超音波フェイズドアレイ探索子を使用してもよい。超音波フェイズドアレイ探索子を使用する場合には、空中超音波が一点で集束するように各振動子の駆動タイミングを制御するとともに、例えば、超音波フェイズドアレイ探索子の中心部に貫通孔を設けて、LDV14から出射するレーザ光がその貫通孔を通って果菜類の表面に入射するように構成すればよい。   Moreover, although the example which uses the planar vibrator 10 and the reflecting mirror 12 as a means to make an acoustic radiation force act on the surface of fruits and vegetables in FIG. 1 was shown, the ultrasonic phased array search is carried out in other embodiments. You may use a child. When an ultrasonic phased array searcher is used, the drive timing of each transducer is controlled so that the airborne ultrasonic waves converge at one point, and, for example, a through hole is provided in the center of the ultrasonic phased array searcher. The laser beam emitted from the LDV 14 may be configured to be incident on the surface of the fruits and vegetables through the through hole.

なお、これまで、果菜類の熟度を非接触且つ非侵襲的に評価する方法およびシステムの実施形態に基づいて本発明を説明してきたが、本発明は、評価対象を果菜類に限定するものではなく、また、測定対象のレオロジー特性およびレオロジー特性に相関の強い任意の状態を非接触且つ非侵襲的に評価する方法およびシステムを提供するものであることは先述した通りである。果菜類の熟度評価以外の応用例としては、人の肌(皮膚)のレオロジー特性を非接触且つ非侵襲的に評価する方法およびシステムを挙げることができる。この場合は、事前に、人の肌(皮膚)について、第1および第2の特徴量とレオロジー特性の評価値(例えば、肌年齢)に係る統計情報を収集し、当該統計情報を使用して、肌年齢を目的変数とし、2つの特徴量(第1および第2の特徴量)を説明変数とする多変量解析を行って、肌年齢と2つの特徴量(第1および第2の特徴量)の関係を表す回帰モデルを生成するなどすればよい。   Although the present invention has been described above based on the embodiments of the method and system for non-contact and non-invasive evaluation of the ripeness of fruits and vegetables, the present invention limits the evaluation object to fruits and vegetables. As described above, the present invention provides a method and system for non-contact and non-invasive evaluation of the rheological property to be measured and any condition strongly correlated with the rheological property. Examples of applications other than the evaluation of ripeness of fruits and vegetables include methods and systems for non-contact and non-invasive evaluation of rheological properties of human skin (skin). In this case, statistical information pertaining to the first and second characteristic quantities and evaluation values of rheological properties (for example, skin age) is collected in advance for human skin (skin), and the statistical information is used. The skin age and the two feature quantities (first and second feature quantities) are subjected to multivariate analysis using the skin age as a target variable and the two feature quantities (first and second feature quantities) as explanatory variables. For example, a regression model representing the relationship of

以上、本発明について実施形態をもって説明してきたが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、当業者が推考しうるその他の実施態様の範囲内において、本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。   Although the present invention has been described above by way of the embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the functions and effects of the present invention can be included within the scope of other embodiments that can be conceived by those skilled in the art. As long as it plays, it is included in the scope of the present invention.

以下、本発明について、実施例を用いてより具体的に説明を行なうが、本発明は、後述する実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be more specifically described using examples, but the present invention is not limited to the examples described later.

(システムの構築)
空中超音波振動子(NCG100-D50, Ul-tran、中心周波数100 kHz、開口径50mm)と3Dプリンタ(agilista-3100, Keyence)で製作したパラボラ反射鏡を用いて図1に示したシステムを構築した。パラボラ反射鏡には、変位検出用のレーザ窓として直径3mmの円筒穴を設けた。なお、2次元内での音波伝搬解析の結果、超音波の焦点が数mm手前にずれていたことから、レーザ窓の位置を焦点より2.5mm手前にずらした構造とした。また、振動子を反射鏡は、超音波の集束方向とレーザ光の入射方向が一定となるように固定した。
(Construction of system)
The system shown in Fig. 1 was constructed using parabolic reflectors manufactured by air ultrasonic transducers (NCG100-D50, Ul-tran, center frequency 100 kHz, aperture diameter 50 mm) and 3D printer (agilista-3100, Keyence) did. The parabolic reflector was provided with a cylindrical hole of 3 mm in diameter as a laser window for displacement detection. In addition, as a result of the sound wave propagation analysis in two dimensions, since the focal point of the ultrasonic wave was shifted to several mm in front, the laser window was shifted to a position 2.5 mm in front of the focus. In addition, the vibrator is fixed so that the reflecting direction of the ultrasonic wave and the incident direction of the laser light become constant.

(果物を使用した実験)
試料として、グレープフルーツ、桃、ブドウ、リンゴ、キウイを数cmにカットしものを用意し、集束超音波の焦点位置がおおよそ果物の表面となるように果物を配置した。ファンクションジェネレータからは正弦波(100kHz)のバースト信号を発生させ、アンプの出力が約100Vppとなるように調整した。なお、グレープフルーツと桃についてはバースト信号のバースト数を100とし、ブドウ、リンゴ、キウイについてはバースト信号のバースト数を160として実験を行った。
(Experiment using fruits)
As samples, grapefruit, peach, grape, apple, and kiwi were cut into several cm and prepared, and fruits were arranged so that the focus position of focused ultrasound was on the surface of the fruit. From the function generator, a sine wave (100 kHz) burst signal was generated, and the output of the amplifier was adjusted to be about 100 Vpp. The experiment was conducted with the number of bursts of burst signal being 100 for grapefruit and peach, and the number of bursts of burst signal being 160 for grape, apple and kiwi.

振動速度をレーザドプラ振動計(AT500,Graphtec)で検出し、オシロスコープを用いて振動波形をサンプリング周波数625 kHzで取得した。超音波振動子の高周波振動成分を取り除き、圧迫による変位信号のみを抽出するため、振動計のLPFを5kHz、HPFをDCに設定した。また、振動速度を積分して変位応答を計算した。   The vibration velocity was detected by a laser Doppler vibrometer (AT500, Graphtec), and a vibration waveform was acquired at a sampling frequency of 625 kHz using an oscilloscope. In order to remove the high frequency vibration component of the ultrasonic transducer and extract only the displacement signal due to compression, the LPF of the vibrometer was set to 5 kHz and the HPF was set to DC. Also, the vibration response was integrated to calculate the displacement response.

さらに、試料として、りんご、オレンジ、マンダリンオレンジを用意し、上述したのと同様の手順で実験を行った。なお、各試料について、1週間の期間をおいて、同じ実験を2回行った。   Further, as samples, apples, oranges and mandarin oranges were prepared, and experiments were conducted in the same manner as described above. The same experiment was performed twice for each sample, with a period of one week.

(実験結果)
5種類の試料(グレープフルーツ、桃、ブドウ、リンゴ、キウイ)のそれぞれについて、第1の特徴量[WF/fs]および第2の特徴量[WF/fs]を取得した。なお2つの特徴量を取得するための閾値は、いずれも-10 dBとした。図7(a)は、第1の特徴量[WF/fs]を縦軸に取り、第2の特徴量[WT/ts]を横軸に取った二次元散布図に5種類の試料の実験結果をプロットした図である。
(Experimental result)
The first feature [WF / fs] and the second feature [WF / fs] were obtained for each of five types of samples (grapefruit, peach, grape, apple, kiwi). The threshold values for acquiring the two feature quantities were both set to -10 dB. FIG. 7A shows an experiment of five types of samples in a two-dimensional scatter diagram in which the first feature quantity [WF / fs] is taken on the vertical axis and the second feature quantity [WT / ts] is taken on the horizontal axis. It is the figure which plotted the result.

3種類の試料(りんご、オレンジ、マンダリンオレンジ)のそれぞれについて、第1の特徴量[WF/fs]を取得した。図7(b)は、各試料の第1の特徴量[WF/fs]の時間変化を示す。図7(b)に示すように、3種類の試料のいずれについても、時間の経過に伴って、第1の特徴量[WF/fs]が小さくなった。   The first feature quantity [WF / fs] was acquired for each of three types of samples (apple, orange, and mandarin orange). FIG. 7 (b) shows the time change of the first feature quantity [WF / fs] of each sample. As shown in FIG. 7 (b), the first feature quantity [WF / fs] decreased with the passage of time for all three types of samples.

10…平面振動子
12…反射鏡
13…貫通孔
14…レーザドプラ振動計
15…ファンクションジェネレータ
16…アンプ
20…コンピュータ
22…ディスプレイ
24…記憶装置
30…果菜類
100…果菜類熟度評価システム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Planar vibrator 12 Reflector 13 Through hole 14 Laser Doppler vibrometer 15 Function generator 16 Amp 20 Computer 22 Display 24 Storage device 30 Fruits and vegetables 100 Fruits and vegetables maturity evaluation system

Claims (10)

測定対象のレオロジー特性を非接触で評価する方法であって、
測定対象の表面に空中超音波を集束させるステップと、
前記表面の振動速度の時間変化を光学的に計測するステップと、
前記振動速度の時間変化の周波数スペクトルを取得するステップと、
前記周波数スペクトルの最大振動速度に対応するピークの帯域幅に基づいて第1の特徴量を生成するステップと、
前記振動速度の時間変化から算出した前記表面の変位の時間変化の包絡線を取得するステップと、
前記包絡線の最大変位に対応するピークの幅に基づいて第2の特徴量を生成するステップと、
前記第1の特徴量および前記第2の特徴量に基づいて前記測定対象のレオロジー特性を評価するための評価情報を生成するステップと、
を含む、方法。
A method for contactlessly evaluating the rheological properties of an object to be measured, comprising
Focusing the airborne ultrasound on the surface to be measured;
Optically measuring the time variation of the vibration velocity of the surface;
Acquiring a frequency spectrum of the time change of the vibration velocity;
Generating a first feature based on the bandwidth of the peak corresponding to the maximum oscillation velocity of the frequency spectrum;
Acquiring an envelope of the time change of the displacement of the surface calculated from the time change of the vibration velocity;
Generating a second feature based on the width of the peak corresponding to the maximum displacement of the envelope;
Generating evaluation information for evaluating a rheological characteristic of the object to be measured based on the first feature amount and the second feature amount;
Method, including.
前記空中超音波は、バースト信号によって駆動する振動子から発振され、
前記第1の特徴量は、
前記最大振動速度に対応するピークの帯域幅を、前記周波数スペクトルの中心周波数で除した値であり、
前記第2の特徴量は、
前記最大変位に対応するピークの幅を、前記バースト信号を前記振動子に印加してから前記振動速度が最大値に達するまでに要した時間で除した値である、
請求項1の方法。
The airborne ultrasound is oscillated from a transducer driven by a burst signal,
The first feature amount is
It is a value obtained by dividing the bandwidth of the peak corresponding to the maximum vibration velocity by the center frequency of the frequency spectrum,
The second feature value is
The width of the peak corresponding to the maximum displacement is a value obtained by dividing by the time required for the vibration velocity to reach the maximum value after the burst signal is applied to the vibrator.
The method of claim 1.
前記評価情報を生成するステップは、
予め用意した、前記レオロジー特性の評価値を目的変数とし前記第1の特徴量および前記第2の特徴量を説明変数とする回帰モデルに基づいて、前記レオロジー特性を導出するステップである、
請求項1または2の方法。
The step of generating the evaluation information includes
Deriving the rheological characteristics based on a regression model prepared in advance using the evaluation value of the rheological characteristics as an objective variable and the first feature amount and the second feature amount as explanatory variables.
The method of claim 1 or 2.
前記評価情報を生成するステップは、
予め用意した、前記第1の特徴量および前記第2の特徴量の二次元散布図に対して、生成した前記第1の特徴量および前記第2の特徴量を要素とするプロットを描くステップである、
請求項1または2の方法。
The step of generating the evaluation information includes
In the step of drawing a plot having the generated first feature amount and the second feature amount as an element with respect to the two-dimensional scattergram of the first feature amount and the second feature amount prepared in advance is there,
The method of claim 1 or 2.
測定対象のレオロジー特性を非接触で評価する評価システムであって、
測定対象の表面に空中超音波を集束させる手段と、
前記表面の振動速度の時間変化を光学的に計測する手段と、
前記振動速度の時間変化の周波数スペクトルを取得する手段と、
前記周波数スペクトルの最大振動速度に対応するピークの帯域幅に基づいて第1の特徴量を生成する手段と、
前記振動速度の時間変化から算出した前記表面の変位の時間変化の包絡線を取得する手段と、
前記包絡線の最大変位に対応するピークの幅に基づいて第2の特徴量を生成する手段と、
前記第1の特徴量および前記第2の特徴量に基づいて前記測定対象のレオロジー特性を評価するための評価情報を生成する手段と、
を含む、評価システム。
It is an evaluation system which evaluates the rheological property of the measuring object in a noncontact manner,
Means for focusing airborne ultrasound on the surface to be measured;
A means for optically measuring the time change of the vibration velocity of the surface;
Means for acquiring a frequency spectrum of the time change of the vibration velocity;
Means for generating a first feature based on the bandwidth of the peak corresponding to the maximum vibration velocity of the frequency spectrum;
A means for acquiring an envelope of the time change of the displacement of the surface calculated from the time change of the vibration velocity;
Means for generating a second feature based on the width of a peak corresponding to the maximum displacement of the envelope;
Means for generating evaluation information for evaluating the rheological property of the object to be measured based on the first feature amount and the second feature amount;
Evaluation system, including:
前記光学的に計測する手段は、レーザドプラ振動計である、
請求項5に記載の評価システム。
The means for optically measuring is a laser Doppler vibrometer,
The evaluation system according to claim 5.
前記測定対象の表面に空中超音波を集束させる手段は、
オフセット型のパラボナアンテナと同様の形状を備える反射鏡と、その振動面を前記反射鏡の開口に向ける形で該開口の外側に固定される平面振動子とを含み、
前記平面振動子と前記反射鏡は、該平面振動子から発振される空中超音波が該反射鏡に反射して、該反射鏡の開口の内側で集束するように位置決めされ、
前記反射鏡には、前記レーザドプラ振動計が出射するレーザ光を通過させるための貫通孔が形成されており、該レーザ光が該貫通孔を通って測定対象の表面に入射するように位置決めされている、
請求項6に記載の評価システム。
The means for focusing airborne ultrasound on the surface of the object to be measured is
A reflecting mirror having a shape similar to that of an offset-type parabolic antenna, and a planar vibrator fixed to the outside of the opening so that its oscillation surface is directed to the opening of the reflecting mirror,
The planar oscillator and the reflecting mirror are positioned such that air ultrasonic waves oscillated from the planar oscillator are reflected by the reflecting mirror and focused inside the aperture of the reflecting mirror.
The reflecting mirror is formed with a through hole for passing the laser beam emitted from the laser doppler vibrometer, and the laser beam is positioned so as to be incident on the surface of the object to be measured through the through hole. Yes,
The evaluation system according to claim 6.
前記測定対象の表面に空中超音波を集束させる手段は、超音波フェイズドアレイ探索子である、請求項7に記載の評価システム。   The evaluation system according to claim 7, wherein the means for focusing the airborne ultrasound on the surface to be measured is an ultrasonic phased array searcher. 果菜類の熟度を非接触で評価する方法であって、
果菜類の表面に空中超音波を集束させるステップと、
前記表面の振動速度の時間変化を光学的に計測するステップと、
前記振動速度の時間変化の周波数スペクトルを取得するステップと、
前記周波数スペクトルの最大振動速度に対応するピークの帯域幅に基づいて第1の特徴量を生成するステップと、
前記振動速度の時間変化から算出される前記表面の変位の時間変化の包絡線を取得するステップと、
前記包絡線の最大変位に対応するピークの幅に基づいて第2の特徴量を生成するステップと、
前記第1の特徴量および前記第2の特徴量に基づいて前記果菜類の熟度を評価するための評価情報を生成するステップと、
を含む、方法。
It is a method of evaluating the ripeness of fruits and vegetables without contact,
Focusing the airborne ultrasound on the surface of the fruits and vegetables;
Optically measuring the time variation of the vibration velocity of the surface;
Acquiring a frequency spectrum of the time change of the vibration velocity;
Generating a first feature based on the bandwidth of the peak corresponding to the maximum oscillation velocity of the frequency spectrum;
Obtaining an envelope of the time change of the displacement of the surface calculated from the time change of the vibration velocity;
Generating a second feature based on the width of the peak corresponding to the maximum displacement of the envelope;
Generating evaluation information for evaluating the ripeness of the fruits and vegetables based on the first feature amount and the second feature amount;
Method, including.
果菜類の熟度を非接触で評価するシステムであって、
果菜類の表面に空中超音波を集束させる手段と、
前記表面の振動速度の時間変化を光学的に計測する手段と、
前記振動速度の時間変化の周波数スペクトルを取得する手段と、
前記周波数スペクトルの最大振動速度に対応するピークの帯域幅に基づいて第1の特徴量を生成する手段と、
前記振動速度の時間変化から算出される前記表面の変位の時間変化の包絡線を取得する手段と、
前記包絡線の最大変位に対応するピークの幅に基づいて第2の特徴量を生成する手段と、
前記第1の特徴量および前記第2の特徴量に基づいて前記果菜類の熟度を評価するための評価情報を生成する手段と、
を含む、果菜類熟度評価システム。
A system for non-contact assessment of the ripeness of fruits and vegetables,
Means for focusing the airborne ultrasound on the surface of the fruits and vegetables;
A means for optically measuring the time change of the vibration velocity of the surface;
Means for acquiring a frequency spectrum of the time change of the vibration velocity;
Means for generating a first feature based on the bandwidth of the peak corresponding to the maximum vibration velocity of the frequency spectrum;
A means for acquiring an envelope of the time change of the displacement of the surface calculated from the time change of the vibration velocity;
Means for generating a second feature based on the width of a peak corresponding to the maximum displacement of the envelope;
Means for generating evaluation information for evaluating the ripeness of the fruit and vegetables based on the first feature amount and the second feature amount;
Fruit and vegetables maturity evaluation system.
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