CN110648069B - 一种基于运输车的蔬菜质量分析系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种基于运输车的蔬菜质量分析系统，包括温度检测模块、湿度检测模块、细菌检测模块、图像获取模块、筛选预处理模块、数据建模模块、数据处理模块、分析评估模块和显示终端。本发明提供的一种基于运输车的蔬菜质量分析系统，通过对蔬菜存放环境中的温度、湿度、细菌种类以及细菌数量进行检测并结合筛选预处理模块提取蔬菜图像中的红绿蓝分量，以统计蔬菜品质系数，展示蔬菜存放过程中品质变化，具有品质检测准确性高以及实时性佳的特点，便于管理人员直观地了解蔬菜存放过程中蔬菜的品质变化，为蔬菜的存放提供可靠的参考数据，可根据蔬菜的品质提供最佳的保存环境，使得蔬菜的品质最佳，降低损失。

Description

一种基于运输车的蔬菜质量分析系统
技术领域
本发明属于蔬菜品质检测技术领域，涉及到一种基于运输车的蔬菜质量分析系统。
背景技术
随着人们生活水平的不断提高，人们对饮食健康越来越重视，特别是饮食中的蔬菜。
蔬菜输送到销售点，需经过采收、清洁以及保存处理，在保存运输的过程中，由于运输时间长、保存环境差，使得蔬菜运输过程中由于堆放量大、存储空间密闭，极易发生闷热，造成蔬菜的品质降低，增加了蔬菜运输的成本，且因闷热损坏了蔬菜品质，增加了蔬菜中的细菌种类和数量，一旦有人食用变质的蔬菜会造成腹泻以及其他问题，严重危害了人们的健康。
目前，现有蔬菜在存放中无法对蔬菜品质进行监测，导致蔬菜的品质无法把控，极易存在变质，存在检测实时性差以及准确性低的问题，为了解决以上问题，现设计一种基于运输车的蔬菜质量分析系统。
发明内容
本发明的目的在于提供的一种基于运输车的蔬菜质量分析系统，解决了现有技术中存在的蔬菜品质无法实时进行监控，造成蔬菜品质检测的实时性差以及准确性差的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种基于运输车的蔬菜质量分析系统，包括温度检测模块、湿度检测模块、细菌检测模块、图像获取模块和显示终端；
所述温度检测模块包括若干温度传感器，用于对存储蔬菜的箱体内的温度进行检测，并将检测的蔬菜内的温度分别发送至数据建模模块和数据处理模块；
所述湿度检测模块包括若干湿度传感器，用于对存储蔬菜的箱体内的湿度进行检测，并将检测的蔬菜内的湿度分别发送至数据建模模块和数据处理模块；
所述细菌检测模块为细菌检测仪，用于对存有蔬菜的箱体内的细菌种类以及各细菌种类对应的细菌数量进行统计，并将统计的细菌种类以及各细菌种类对应的细菌数量发送至数据建模模块和数据处理模块；
所述图像获取模块，安装在箱体内，用于以固定采集时间间隔采集箱体内的蔬菜图像，并将采集的蔬菜图像发送至筛选预处理模块；
还包括筛选预处理模块、数据建模模块、数据处理模块和分析评估模块；
所述数据处理模块分别与温度检测模块、湿度检测模块、细菌检测模块和筛选预处理模块连接，图像获取模块、筛选预处理模块和分析评估模块连接，数据建模模块分别与温度检测模块、湿度检测模块、细菌检测模块和数据处理模块连接，分析评估模块与显示终端连接，筛选预处理模块与分析评估模块连接；
所述筛选预处理模块用于接收图像获取模块发送的蔬菜图像进行亮度调节，并对经亮度调节后的蔬菜图像进行特征提取，提取的特征构成蔬菜特征集合，并将提取的蔬菜特征集合发送至分析评估模块，且筛选预处理模块接收分析评估模块发送的蔬菜种类，并根据蔬菜种类提取数据建模模块中存储的各蔬菜种类对应的标准红色分量、标准绿色分量以及标准蓝色分量以及提取该蔬菜图像中红色分量、绿色分量以及蓝色分量，统计蔬菜图像对应的红色分量对比率、绿色分量对比率以及蓝色分量对比率，并将该蔬菜种类对应的红色分量对比率、绿色分量对比率以及蓝色分量对比率发送至数据处理模块；
所述数据建模模块用于输入各蔬菜种类对应的标准蔬菜叶片特征集合Bk(bk1,bk2,...,bkj,...,bkm)和蔬菜根部特征集合C(ck1,ck2,...,ckj,...,ckn)，bkj表示为第k个蔬菜种类对应的第j个叶片特征，ckj表示为第k个蔬菜种类对应的第j个根部特征，且数据建模模块包括蔬菜数据存储单元，所述蔬菜数据存储单元用于存储各蔬菜种类在不同温度范围和湿度范围下各细菌种类的繁衍速率以及蔬菜存储的温度阈值，蔬菜存放过程中的实时温度、湿度以及细菌种类以及各细菌种类对应的数量，并存储各蔬菜种类对应的标准红色分量、标准绿色分量以及标准蓝色分量，同时，存储数据处理模块发送的各时间段内平均温度、平均湿度以及各细菌种类的平均数量；
所述数据处理模块用于接收温度检测模块发送的蔬菜存放箱内的实时温度，接收湿度检测模块发送的蔬菜存放箱内的实时湿度，接收细菌检测模块发送的蔬菜存放箱内的实时细菌种类以及各细菌种类对应的细菌数量，统计各固定采集时间间隔内平均温度、平均湿度以及各细菌种类的平均数量，并将统计的平均温度、平均湿度以及各细菌种类的平均数量发送至数据建模模块中的蔬菜数据存储单元，且将下一固定采集时间间隔内的平均温度、平均湿度以及各细菌种类的平均数量分别与上一固定采集时间间隔的平均温度、平均湿度、细菌种类的平均数量进行对比，得到对比温度差ΔWi、对比湿度差ΔSi和对比细菌数量差ΔXgi，g表示为细菌种类的数量，i表示为第i个固定采集时间间隔，i＝1,2,...,t，数据处理模块将各固定采集时间间隔的平均温度、平均湿度、细菌种类的平均数量以及对比温度差、对比湿度差和对比细菌数量差发送至分析评估模块；
同时，数据处理模块用于接收筛选预处理模块发送的各固定采集时间间隔下蔬菜种类对应的红色分量对比率、绿色分量对比率以及蓝色分量对比率，并将各固定采集时间间隔下的红色分量对比率、绿色分量对比率和蓝色分量对比率,并将下一固定采集时间间隔的红色分量对比率、绿色分量对比率和蓝色分量对比率分别与对应的上一固定采集时间间隔的红色分量对比率、绿色分量对比率和蓝色分量对比率，得到相对红色分量对比变化率fκRe(i)，相对绿色分量对比变化率fκGr(i)和相对蓝色分量对比变化率fκBl(i)，且i＝1,2,...,t，并将统计的相对红色分量变化率、相对绿色分量对比变化率和相对蓝色分量对比变化率发送至分析评估模块；
所述分析评估模块用于筛选预处理模块发送的蔬菜图像中的蔬菜特征集合，并将蔬菜特征集合与数据建模模块中各蔬菜叶片特征集合和蔬菜根部特征集合进行对比，得到蔬菜种类叶片特征对比集合B′(b′k1,b′k2,...,b′kj,...,b′km)和蔬菜种类根部特征对比集合C′(c′k1,c′k2,...,c′kj,...,c′kn)，统计采集图像中的蔬菜与各蔬菜种类特征间的相似度系数，筛选出图像中的蔬菜与各蔬菜种类相似度系数最大的蔬菜种类，并将该蔬菜种类发送至筛选预处理模块；
所述分析评估模块用于接收数据处理模块发送的蔬菜运输过程中的相对红色分量变化率、相对绿色分量对比变化率和相对蓝色分量对比变化率，并接收数据处理模块发送的各固定采集时间间隔的平均温度、平均湿度、细菌种类的平均数量、对比温度差、对比湿度差以及对比细菌数量差，根据固定采集时间间隔的平均温度、平均湿度提取数据建模模块中存储的在不同温度范围和湿度范围下各细菌的繁衍速率，并将各固定采集时间间隔的平均温度与设定的蔬菜存储的温度阈值进行对比，统计蔬菜运输存放的过程中平均温度大于设定的蔬菜存储的温度阈值的时间，通过将各固定采集时间间隔的相对红色分量变化率、相对绿色分量对比变化率和相对蓝色分量对比变化率、对比温度差、对比湿度差以及对比细菌数量差以及平均温度大于预设的蔬菜存放的温度阈值的时间代入蔬菜品质评估公式，获得蔬菜运输过程中的蔬菜品质评估系数，并将蔬菜运输过程中的蔬菜品质评估系数、蔬菜颜色变化率系数以及箱体内的平均温度和湿度发送至显示终端；
所述显示终端用于接收分析评估模块发送的蔬菜运输过程中的蔬菜品质评估系数、蔬菜颜色变化率系数以及箱体内的平均温度和湿度，并对接收的蔬菜运输过程中的蔬菜品质评估系数、蔬菜颜色变化率系数以及箱体内的平均温度和湿度进行显示。
进一步地，所述红色分量对比率、绿色分量对比率和蓝色分量对比率的计算公式为
Figure BDA0002216425480000051
κRe、κGr和κBl分别表示为该蔬菜图像对应的红色分量对比率、绿色分量对比率和蓝色分量对比率，Re标准、Gr标准和Bl标准分别表示为蔬菜种类对应的标准红色分量、标准绿色分量以及标准蓝色分量，Re、Gr和Bl分别表示为该蔬菜种类图像对应的红色分量、绿色分量以及蓝色分量。
进一步地，各蔬菜种类对应的叶片特征集合和根部特征集合对应的权重分别为：pbk1,pbk2,...,pbkj,...,pbkm，pck1,pck2,...,pckj,...,pckn，λ+β＝1，且pbk1+pbk2+...+pbkj+...+pbkm＝1，pck1+pck2+...+pckj+...+pckn＝1，λ表示为叶片特征所占的比例系数，β表示为根部特征所占的比例系数，pbkj表示为第k个蔬菜种类对应的第j个叶片特征所占的权重系数，pckj表示为第k个蔬菜种类对应的第j个根部特征所占的权重系数。
进一步地，采集图像中的蔬菜与各蔬菜种类特征间的相似度系数的计算公式为
Figure BDA0002216425480000052
λ表示为叶片特征所占的比例系数，β表示为根部特征所占的比例系数，b′kj表示为第k个蔬菜种类对应的第j个叶片特征与蔬菜图像中的特征的对比情况，若蔬菜图像中的特征中包含有第k个蔬菜种类对应的第j个叶片特征，则b′kj等于1，反之，则b′kj等于0，pbkj表示为第k个蔬菜种类对应的第j个叶片特征所占的权重系数，c′kj表示为第k个蔬菜种类对应的第j个根部特征与蔬菜图像中的特征的对比情况，若蔬菜图像中的特征中包含有第k个蔬菜种类对应的第j个根部特征，则c′kj等于1，反之，则c′kj等于0，pckj表示为第k个蔬菜种类对应的第j个根部特征所占的权重系数。
进一步地，所述蔬菜品质评估公式为
Figure BDA0002216425480000061
Figure BDA0002216425480000062
表示为该蔬菜种类在运输过程中的蔬菜品质评估系数，Φ表示为蔬菜颜色变化率系数，e表示为自然数，ΔWi表示为第i+1个固定采集时间间隔内的平均温度与第i个固定采集时间间隔内平均温度间的差值，W表示为该蔬菜种类的最佳存储温度，ΔSi表示为第i+1个固定采集时间间隔内的平均湿度与第i个固定采集时间间隔内平均湿度间的差值，S表示为该蔬菜种类的最佳保存湿度值，Vgi表示为第i个固定采集时间间隔内第g个细菌种类的繁衍速率，ΔXgi表示为第i+1个固定采集时间间隔内第g个细菌种类数量与第i个固定采集时间间隔内第g个细菌种类数量的差值，Xi表示为第i个固定采集时间间隔内各细菌种类数量的累计和，T表示为各细菌种类中优先达到繁衍速率对应的突变保存时间，T预表示为运输车预计运输的时间，T′表示为平均温度大于预设的蔬菜存放的温度阈值的时间。
进一步地，所述蔬菜颜色变化率系数的计算公式为
Figure BDA0002216425480000071
fκRe(i)、fκGr(i)和fκBl(i)分别表示为第i个固定采集时间间隔的相对红色分量变化率、相对绿色分量对比变化率和相对蓝色分量对比变化率，κRe标、κGr标、κBl标分别表示为该蔬菜种类对应的标准红色分量、标准绿色分量以及标准蓝色分量。
本发明的有益效果：
本发明提供的一种基于运输车的蔬菜质量分析系统，通过温度检测模块、湿度检测模块和细菌检测模块，可对运输车内存放箱内的蔬菜进行温度、湿度以及各细菌种类对应的数量进行检测，并结合数据处理模块，对温度、湿度以及各细菌种类对应的数量进行变化分析，以获取各检测时间间隔内平均温度、湿度以及各细菌种类对应的数量变化差值，为后期统计运输过程中存放环境对蔬菜运输存放的影响提供参考数据；
通过筛选预处理模块对图像获取模块发送的蔬菜图像进行蔬菜特征提取以及红绿蓝三色分量，提取的蔬菜特征通过分析评估模块分析采集的蔬菜图像中的蔬菜种类与数据建模模块中的蔬菜种类进行特征对比，以筛选出蔬菜图像中的蔬菜种类，并根据该蔬菜种类对应的标准红、绿、蓝分量与蔬菜图像中的对应的该蔬菜的红绿蓝分量进行对比处理，获得红、绿、蓝色分量对比率，通过红、绿、蓝色分量对比率可清楚地反应蔬菜在运输存放的工程中蔬菜颜色的变化情况，实现对蔬菜叶片颜色的分析；
通过分析评估模块并结合数据处理模块，统计平均温度、平均湿度以及各细菌种类的数量在相邻时间间隔的变化量，并统计蔬菜叶片的红、绿、蓝色分量对比率在相邻时间间隔的变化情况，采用相邻时间间隔的变化情况，能够直观地展示温度、湿度、细菌数量以及红、绿、蓝色分量对比率的变化量大小，并通过对温度、湿度、细菌数量以及各颜色分量对比率等统计蔬菜品质评估系数，展示蔬菜存放过程中品质变化，具有品质检测准确性高以及实时性佳的特点，便于管理人员直观地了解蔬菜存放过程中蔬菜的品质变化，为蔬菜的存放提供可靠的参考数据，可根据蔬菜的品质提供最佳的保存环境，使得蔬菜的品质最佳，减少蔬菜存放过程中变质数量，降低损失。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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为本发明中一种基于运输车的蔬菜质量分析系统的示意图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1所示，一种基于运输车的蔬菜质量分析系统，包括温度检测模块、湿度检测模块、细菌检测模块、图像获取模块、筛选预处理模块、数据建模模块、数据处理模块、分析评估模块和显示终端；
数据处理模块分别与温度检测模块、湿度检测模块、细菌检测模块和筛选预处理模块连接，图像获取模块、筛选预处理模块和分析评估模块连接，数据建模模块分别与温度检测模块、湿度检测模块、细菌检测模块和数据处理模块连接，分析评估模块与显示终端连接，筛选预处理模块与分析评估模块连接。
温度检测模块包括若干温度传感器，用于对存储蔬菜的箱体内的温度进行检测，并将检测的蔬菜内的温度分别发送至数据建模模块和数据处理模块，其中，若干温度传感器分别分布在存放蔬菜的箱体内，以对蔬菜箱体内的各处温度进行检测；
湿度检测模块包括若干湿度传感器，用于对存储蔬菜的箱体内的湿度进行检测，并将检测的蔬菜内的湿度分别发送至数据建模模块和数据处理模块，其中，若干湿度传感器分别放置在存储蔬菜的箱体内，以对蔬菜箱体内的各处湿度进行检测；
细菌检测模块为细菌检测仪，用于对存有蔬菜的箱体内的细菌种类以及各细菌种类对应的细菌数量进行统计，并将统计的细菌种类以及各细菌种类对应的细菌数量发送至数据建模模块和数据处理模块；
图像获取模块，安装在箱体内，用于以固定采集时间间隔采集箱体内的蔬菜图像，并将采集的蔬菜图像发送至筛选预处理模块；
筛选预处理模块用于接收图像获取模块发送的蔬菜图像进行亮度调节，并对经亮度调节后的蔬菜图像进行特征提取，提取的特征构成蔬菜特征集合A(a1,a2,...,ai,...,an)，ai表示为该蔬菜种类对应的第i个特征，并将提取的蔬菜特征集合A发送至分析评估模块，且筛选预处理模块接收分析评估模块发送的蔬菜种类，并根据蔬菜种类提取数据建模模块中存储的各蔬菜种类对应的标准红色分量、标准绿色分量以及标准蓝色分量，同时，提取该蔬菜图像中红色分量、绿色分量以及蓝色分量，并将提取的该蔬菜种类对应的红色分量、绿色分量以及蓝色分量分别与数据建模模块中该蔬菜种类对应的标准红色分量、标准绿色分量以及标准蓝色分量进行对比，得到红色分量对比率、绿色分量对比率以及蓝色分量对比率，并将该蔬菜种类对应的红色分量对比率、绿色分量对比率以及蓝色分量对比率发送至数据处理模块，其中，红色分量对比率、绿色分量对比率和蓝色分量对比率的计算公式为
Figure BDA0002216425480000101
Figure BDA0002216425480000102
κRe、κGr和κBl分别表示为该蔬菜图像对应的红色分量对比率、绿色分量对比率和蓝色分量对比率，Re标准、Gr标准和Bl标准分别表示为蔬菜种类对应的标准红色分量、标准绿色分量以及标准蓝色分量，Re、Gr和Bl分别表示为该蔬菜种类图像对应的红色分量、绿色分量以及蓝色分量；
数据建模模块用于输入各蔬菜种类对应的特征，将同一蔬菜种类对应的特征存储至同一存储单元，对同一存储单元中存储的同一蔬菜种类的特征进行建模，同一蔬菜种类对应的标准蔬菜叶片特征集合Bk(bk1,bk2,...,bkj,...,bkm)和蔬菜根部特征集合C(ck1,ck2,...,ckj,...,ckn)，bkj表示为第k个蔬菜种类对应的第j个叶片特征，ckj表示为第k个蔬菜种类对应的第j个根部特征，且各蔬菜种类对应的叶片特征集合和根部特征集合对应的权重分别为：pbk1,pbk2,...,pbkj,...,pbkm，pck1,pck2,...,pckj,...,pckn，λ+β＝1，且pbk1+pbk2+...+pbkj+...+pbkm＝1，pck1+pck2+...+pckj+...+pckn＝1，λ表示为叶片特征所占的比例系数，β表示为根部特征所占的比例系数，pbkj表示为第k个蔬菜种类对应的第j个叶片特征所占的权重系数，pckj表示为第k个蔬菜种类对应的第j个根部特征所占的权重系数。
其中，数据建模模块包括蔬菜数据存储单元，所述蔬菜数据存储单元用于存储各蔬菜种类在不同温度范围和湿度范围下各细菌种类的繁衍速率以及蔬菜存储的温度阈值，蔬菜存放过程中的实时温度、湿度以及细菌种类以及各细菌种类对应的数量，并存储各蔬菜种类对应的标准红色分量、标准绿色分量以及标准蓝色分量，同时，存储数据处理模块发送的各时间段内平均温度、平均湿度以及各细菌种类的平均数量。
数据处理模块用于接收温度检测模块发送的蔬菜存放箱内的实时温度，接收湿度检测模块发送的蔬菜存放箱内的实时湿度，接收细菌检测模块发送的蔬菜存放箱内的实时细菌种类以及各细菌种类对应的细菌数量，统计各固定采集时间间隔内平均温度、平均湿度以及各细菌种类的平均数量，并将统计的平均温度、平均湿度以及各细菌种类的平均数量发送至数据建模模块中的蔬菜数据存储单元；且数据处理模块将本固定采集时间间隔内的平均温度、平均湿度以及各细菌种类的平均数量分别与对应的蔬菜数据存储单元中存储的上一固定采集时间间隔的平均温度、平均湿度、细菌种类的平均数量进行对比，得到对比温度差ΔWi、对比湿度差ΔSi和对比细菌数量差ΔXgi，g表示为细菌种类的数量，i表示为第i个固定采集时间间隔，i＝1,2,...,t，数据处理模块将各固定采集时间间隔的平均温度、平均湿度、细菌种类的平均数量以及对比温度差、对比湿度差和对比细菌数量差发送至分析评估模块；
同时，数据处理模块用于接收筛选预处理模块发送的各固定采集时间间隔下蔬菜种类对应的红色分量对比率、绿色分量对比率以及蓝色分量对比率，并将各固定采集时间间隔下的红色分量对比率、绿色分量对比率和蓝色分量对比率,并将下一固定采集时间间隔的红色分量对比率、绿色分量对比率和蓝色分量对比率分别与对应的上一固定采集时间间隔的红色分量对比率、绿色分量对比率和蓝色分量对比率，得到相对红色分量对比变化率fκRe(i)，相对绿色分量对比变化率fκGr(i)和相对蓝色分量对比变化率fκBl(i)，且i＝1,2,...,t，并将统计的相对红色分量变化率、相对绿色分量对比变化率和相对蓝色分量对比变化率发送至分析评估模块；
分析评估模块用于筛选预处理模块发送的蔬菜图像中的蔬菜特征集合，并将蔬菜特征集合与数据建模模块中各蔬菜叶片特征集合和蔬菜根部特征集合进行对比，得到蔬菜种类叶片特征对比集合B′(b′k1,b′k2,...,b′kj,...,b′km)和蔬菜种类根部特征对比集合C′(c′k1,c′k2,...,c′kj,...,c′kn)，统计采集图像中的蔬菜与各蔬菜种类特征间的相似度系数
Figure BDA0002216425480000121
λ表示为叶片特征所占的比例系数，β表示为根部特征所占的比例系数，b′kj表示为第k个蔬菜种类对应的第j个叶片特征与蔬菜图像中的特征的对比情况，若蔬菜图像中的特征中包含有第k个蔬菜种类对应的第j个叶片特征，则b′kj等于1，反之，则b′kj等于0，pbkj表示为第k个蔬菜种类对应的第j个叶片特征所占的权重系数，c′kj表示为第k个蔬菜种类对应的第j个根部特征与蔬菜图像中的特征的对比情况，若蔬菜图像中的特征中包含有第k个蔬菜种类对应的第j个根部特征，则c′kj等于1，反之，则c′kj等于0，pckj表示为第k个蔬菜种类对应的第j个根部特征所占的权重系数，筛选出图像中的蔬菜与各蔬菜种类相似度系数最大的蔬菜种类，并将该蔬菜种类发送至筛选预处理模块；
分析评估模块用于接收数据处理模块发送的蔬菜运输过程中的相对红色分量变化率、相对绿色分量对比变化率和相对蓝色分量对比变化率，并接收数据处理模块发送的各固定采集时间间隔的平均温度、平均湿度、细菌种类的平均数量、对比温度差、对比湿度差以及对比细菌数量差，根据固定采集时间间隔的平均温度、平均湿度提取数据建模模块中存储的在不同温度范围和湿度范围下各细菌的繁衍速率，并将各固定采集时间间隔的平均温度与设定的蔬菜存储的温度阈值进行对比，统计蔬菜运输存放的过程中平均温度大于设定的蔬菜存储的温度阈值的时间，通过将各固定采集时间间隔的相对红色分量变化率、相对绿色分量对比变化率和相对蓝色分量对比变化率、对比温度差、对比湿度差以及对比细菌数量差以及平均温度大于预设的蔬菜存放的温度阈值的时间代入蔬菜品质评估公式，获得蔬菜运输过程中的蔬菜品质评估系数，并将蔬菜运输过程中的蔬菜品质评估系数、蔬菜颜色变化率系数以及箱体内的平均温度和湿度发送至显示终端。
其中，蔬菜品质评估公式为
Figure BDA0002216425480000131
Figure BDA0002216425480000132
表示为该蔬菜种类在运输过程中的蔬菜品质评估系数，Φ表示为蔬菜颜色变化率系数，
Figure BDA0002216425480000133
fκRe(i)、fκGr(i)和fκBl(i)分别表示为第i个固定采集时间间隔的相对红色分量变化率、相对绿色分量对比变化率和相对蓝色分量对比变化率，κRe标、κGr标、κBl标分别表示为该蔬菜种类对应的标准红色分量、标准绿色分量以及标准蓝色分量，e表示为自然数，ΔWi表示为第i+1个固定采集时间间隔内的平均温度与第i个固定采集时间间隔内平均温度间的差值，W表示为该蔬菜种类的最佳存储温度，ΔSi表示为第i+1个固定采集时间间隔内的平均湿度与第i个固定采集时间间隔内平均湿度间的差值，S表示为该蔬菜种类的最佳保存湿度值，Vgi表示为第i个固定采集时间间隔内第g个细菌种类的繁衍速率，ΔXgi表示为第i+1个固定采集时间间隔内第g个细菌种类数量与第i个固定采集时间间隔内第g个细菌种类数量的差值，Xi表示为第i个固定采集时间间隔内各细菌种类数量的累计和，T表示为各细菌种类中优先达到繁衍速率对应的突变保存时间，T预表示为运输车预计运输的时间，T′表示为平均温度大于预设的蔬菜存放的温度阈值的时间，蔬菜品质评估系数越高，表明蔬菜的品质越差；
显示终端用于接收分析评估模块发送的蔬菜运输过程中的蔬菜品质评估系数、蔬菜颜色变化率系数以及箱体内的平均温度和湿度，并对接收的蔬菜运输过程中的蔬菜品质评估系数、蔬菜颜色变化率系数以及箱体内的平均温度和湿度进行显示，便于运输管理人员直观综合地掌握在运输过程中蔬菜的品质变化情况。
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种基于运输车的蔬菜质量分析系统，包括温度检测模块、湿度检测模块、细菌检测模块、图像获取模块和显示终端；
所述温度检测模块包括若干温度传感器，用于对存储蔬菜的箱体内的温度进行检测，并将检测的蔬菜内的温度分别发送至数据建模模块和数据处理模块；
所述湿度检测模块包括若干湿度传感器，用于对存储蔬菜的箱体内的湿度进行检测，并将检测的蔬菜内的湿度分别发送至数据建模模块和数据处理模块；
所述细菌检测模块为细菌检测仪，用于对存有蔬菜的箱体内的细菌种类以及各细菌种类对应的细菌数量进行统计，并将统计的细菌种类以及各细菌种类对应的细菌数量发送至数据建模模块和数据处理模块；
所述图像获取模块，安装在箱体内，用于以固定采集时间间隔采集箱体内的蔬菜图像，并将采集的蔬菜图像发送至筛选预处理模块，其特征在于：
还包括筛选预处理模块、数据建模模块、数据处理模块和分析评估模块；
所述数据处理模块分别与温度检测模块、湿度检测模块、细菌检测模块和筛选预处理模块连接，图像获取模块、筛选预处理模块和分析评估模块连接，数据建模模块分别与温度检测模块、湿度检测模块、细菌检测模块和数据处理模块连接，分析评估模块与显示终端连接，筛选预处理模块与分析评估模块连接；
所述筛选预处理模块用于接收图像获取模块发送的蔬菜图像进行亮度调节，并对经亮度调节后的蔬菜图像进行特征提取，提取的特征构成蔬菜特征集合，并将提取的蔬菜特征集合发送至分析评估模块，且筛选预处理模块接收分析评估模块发送的蔬菜种类，并根据蔬菜种类提取数据建模模块中存储的各蔬菜种类对应的标准红色分量、标准绿色分量以及标准蓝色分量以及提取该蔬菜图像中红色分量、绿色分量以及蓝色分量，统计蔬菜图像对应的红色分量对比率、绿色分量对比率以及蓝色分量对比率，并将该蔬菜种类对应的红色分量对比率、绿色分量对比率以及蓝色分量对比率发送至数据处理模块；
所述数据建模模块用于输入各蔬菜种类对应的标准蔬菜叶片特征集合Bk(bk1,bk2,...,bkj,...,bkm)和蔬菜根部特征集合C(ck1,ck2,...,ckj,...,ckn)，bkj表示为第k个蔬菜种类对应的第j个叶片特征，ckj表示为第k个蔬菜种类对应的第j个根部特征，且数据建模模块包括蔬菜数据存储单元，所述蔬菜数据存储单元用于存储各蔬菜种类在不同温度范围和湿度范围下各细菌种类的繁衍速率以及蔬菜存储的温度阈值，蔬菜存放过程中的实时温度、湿度以及细菌种类以及各细菌种类对应的数量，并存储各蔬菜种类对应的标准红色分量、标准绿色分量以及标准蓝色分量，同时，存储数据处理模块发送的各时间段内平均温度、平均湿度以及各细菌种类的平均数量；
所述数据处理模块用于接收温度检测模块发送的蔬菜存放箱内的实时温度，接收湿度检测模块发送的蔬菜存放箱内的实时湿度，接收细菌检测模块发送的蔬菜存放箱内的实时细菌种类以及各细菌种类对应的细菌数量，统计各固定采集时间间隔内平均温度、平均湿度以及各细菌种类的平均数量，并将统计的平均温度、平均湿度以及各细菌种类的平均数量发送至数据建模模块中的蔬菜数据存储单元，且将下一固定采集时间间隔内的平均温度、平均湿度以及各细菌种类的平均数量分别与上一固定采集时间间隔的平均温度、平均湿度、细菌种类的平均数量进行对比，得到对比温度差ΔWi、对比湿度差ΔSi和对比细菌数量差ΔXgi，g表示为细菌种类的数量，i表示为第i个固定采集时间间隔，i＝1,2,...,t，数据处理模块将各固定采集时间间隔的平均温度、平均湿度、细菌种类的平均数量以及对比温度差、对比湿度差和对比细菌数量差发送至分析评估模块；
同时，数据处理模块用于接收筛选预处理模块发送的各固定采集时间间隔下蔬菜种类对应的红色分量对比率、绿色分量对比率以及蓝色分量对比率，并将各固定采集时间间隔下的红色分量对比率、绿色分量对比率和蓝色分量对比率,并将下一固定采集时间间隔的红色分量对比率、绿色分量对比率和蓝色分量对比率分别与对应的上一固定采集时间间隔的红色分量对比率、绿色分量对比率和蓝色分量对比率，得到相对红色分量对比变化率fκRe(i)，相对绿色分量对比变化率fκGr(i)和相对蓝色分量对比变化率fκBl(i)，且i＝1,2,...,t，并将统计的相对红色分量变化率、相对绿色分量对比变化率和相对蓝色分量对比变化率发送至分析评估模块；
所述分析评估模块用于筛选预处理模块发送的蔬菜图像中的蔬菜特征集合，并将蔬菜特征集合与数据建模模块中各蔬菜叶片特征集合和蔬菜根部特征集合进行对比，得到蔬菜种类叶片特征对比集合B′(b′k1,b′k2,...,b′kj,...,b′km)和蔬菜种类根部特征对比集合C′(c′k1,c′k2,...,c′kj,...,c′kn)，统计采集图像中的蔬菜与各蔬菜种类特征间的相似度系数，筛选出图像中的蔬菜与各蔬菜种类相似度系数最大的蔬菜种类，并将该蔬菜种类发送至筛选预处理模块；
所述分析评估模块用于接收数据处理模块发送的蔬菜运输过程中的相对红色分量变化率、相对绿色分量对比变化率和相对蓝色分量对比变化率，并接收数据处理模块发送的各固定采集时间间隔的平均温度、平均湿度、细菌种类的平均数量、对比温度差、对比湿度差以及对比细菌数量差，根据固定采集时间间隔的平均温度、平均湿度提取数据建模模块中存储的在不同温度范围和湿度范围下各细菌的繁衍速率，并将各固定采集时间间隔的平均温度与设定的蔬菜存储的温度阈值进行对比，统计蔬菜运输存放的过程中平均温度大于设定的蔬菜存储的温度阈值的时间，通过将各固定采集时间间隔的相对红色分量变化率、相对绿色分量对比变化率和相对蓝色分量对比变化率、对比温度差、对比湿度差以及对比细菌数量差以及平均温度大于预设的蔬菜存放的温度阈值的时间代入蔬菜品质评估公式，获得蔬菜运输过程中的蔬菜品质评估系数，并将蔬菜运输过程中的蔬菜品质评估系数、蔬菜颜色变化率系数以及箱体内的平均温度和湿度发送至显示终端；其中，所述蔬菜品质评估公式为
Figure FDA0002462316770000041
Figure FDA0002462316770000042
表示为该蔬菜种类在运输过程中的蔬菜品质评估系数，Φ表示为蔬菜颜色变化率系数，e表示为自然数，ΔWi表示为第i+1个固定采集时间间隔内的平均温度与第i个固定采集时间间隔内平均温度间的差值，W表示为该蔬菜种类的最佳存储温度，ΔSi表示为第i+1个固定采集时间间隔内的平均湿度与第i个固定采集时间间隔内平均湿度间的差值，S表示为该蔬菜种类的最佳保存湿度值，Vgi表示为第i个固定采集时间间隔内第g个细菌种类的繁衍速率，ΔXgi表示为第i+1个固定采集时间间隔内第g个细菌种类数量与第i个固定采集时间间隔内第g个细菌种类数量的差值，Xi表示为第i个固定采集时间间隔内各细菌种类数量的累计和，T表示为各细菌种类中优先达到繁衍速率对应的突变保存时间，T预表示为运输车预计运输的时间，T′表示为平均温度大于预设的蔬菜存放的温度阈值的时间；
所述显示终端用于接收分析评估模块发送的蔬菜运输过程中的蔬菜品质评估系数、蔬菜颜色变化率系数以及箱体内的平均温度和湿度，并对接收的蔬菜运输过程中的蔬菜品质评估系数、蔬菜颜色变化率系数以及箱体内的平均温度和湿度进行显示。
2.根据权利要求1所述的一种基于运输车的蔬菜质量分析系统，其特征在于：所述红色分量对比率、绿色分量对比率和蓝色分量对比率的计算公式为
Figure FDA0002462316770000051
κRe、κGr和κBl分别表示为该蔬菜图像对应的红色分量对比率、绿色分量对比率和蓝色分量对比率，Re标准、Gr标准和Bl标准分别表示为蔬菜种类对应的标准红色分量、标准绿色分量以及标准蓝色分量，Re、Gr和Bl分别表示为该蔬菜种类图像对应的红色分量、绿色分量以及蓝色分量。
3.根据权利要求1所述的一种基于运输车的蔬菜质量分析系统，其特征在于：各蔬菜种类对应的叶片特征集合和根部特征集合对应的权重分别为：pbk1,pbk2,...,pbkj,...,pbkm，pck1,pck2,...,pckj,...,pckn，λ+β＝1，且pbk1+pbk2+...+pbkj+...+pbkm＝1，pck1+pck2+...+pckj+...+pckn＝1，λ表示为叶片特征所占的比例系数，β表示为根部特征所占的比例系数，pbkj表示为第k个蔬菜种类对应的第j个叶片特征所占的权重系数，pckj表示为第k个蔬菜种类对应的第j个根部特征所占的权重系数。
4.根据权利要求3所述的一种基于运输车的蔬菜质量分析系统，其特征在于：采集图像中的蔬菜与各蔬菜种类特征间的相似度系数的计算公式为
Figure FDA0002462316770000061
λ表示为叶片特征所占的比例系数，β表示为根部特征所占的比例系数，b′kj表示为第k个蔬菜种类对应的第j个叶片特征与蔬菜图像中的特征的对比情况，若蔬菜图像中的特征中包含有第k个蔬菜种类对应的第j个叶片特征，则b′kj等于1，反之，则b′kj等于0，pbkj表示为第k个蔬菜种类对应的第j个叶片特征所占的权重系数，c′kj表示为第k个蔬菜种类对应的第j个根部特征与蔬菜图像中的特征的对比情况，若蔬菜图像中的特征中包含有第k个蔬菜种类对应的第j个根部特征，则c′kj等于1，反之，则c′kj等于0，pckj表示为第k个蔬菜种类对应的第j个根部特征所占的权重系数。
5.根据权利要求1所述的一种基于运输车的蔬菜质量分析系统，其特征在于：所述蔬菜颜色变化率系数的计算公式为
Figure FDA0002462316770000062
fκRe(i)、fκGr(i)和fκBl(i)分别表示为第i个固定采集时间间隔的相对红色分量变化率、相对绿色分量对比变化率和相对蓝色分量对比变化率，κRe标、κGr标、κBl标分别表示为该蔬菜种类对应的标准红色分量、标准绿色分量以及标准蓝色分量。
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