CN113390801A - 一种光学无损评价不规则肉品品质的在线检测系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种光学无损评价不规则肉品品质的在线检测系统及方法,系统包括:在线检测传输带、图像检测探头、光谱检测探头、样品检测托盘、托盘固定模块、信号采集模块、控制模块、上位机和触发传感器;方法包括:将待检测样品通过在线检测传输带传输至触发传感器,触发图像检测探头采集样品图像信息;基于样品图像信息计算获取样品位置调整距离,根据样品位置调整距离调整待检测样品的待检测区域;待调整后的待检测样品传输至光谱检测探头的预设检测位置,获得待检测样品的光谱信息。本发明通过实现不规则样品最佳检测区域位置确定、样品托盘最佳检测区域位置移动和样品光学信息采集,进而获得准确光谱信息并为后续肉品品质建模奠定基础。
Description
技术领域
本发明涉及食品光学检测技术领域,尤其涉及一种光学无损评价不规则肉品品质的在线检测系统及方法。
背景技术
随着人们对食品安全的关注程度越来越高,针对食品品质的检测手段也是越来越多样化。在肉品品质在线检测领域中,由于样品形态的不均一和多样性,为实现准确的品质检测提供了难度,在实际检测中,确保样品检测高度的一致性和检测位置的固定性成为决定检测数据有效、稳定的关键因素。
在现有方案中,有的方案是获得不同测量高度的光学信号数据,对光纤探头到样品表面的检测距离进行了优化,在采集了54个猪肉样品在13个不同距离下的光学信息后,通过分析在不同检测距离和不同波段下的数学模型,最终得到了19mm的最佳检测距离,在在线检测时候利用传感器和高度调节装置,实时调节光纤探头与样品表面的距离,可确保每次检测高度固定在19mm位置;还有的方案设计了在静态下用于肉品无损检测的光学传感器,并间隔玻璃从下至上对畜肉品质进行检测,消除了样品厚度对检测距离的影响,并分析了光学信号曲线随检测距离变化的变化规律;再有的方案是系统阐述了肉品品质在线检测技术的相关问题,并特别指出光纤检测位置的不同对检测结果有巨大的影响。
在实际的样品光学检测中,静态的高度测量方法无法在快速在线系统中使用,实际的肉品长宽厚尺寸都会有所不同,呈现随机分布状态,在线检测光学信号数据或图像数据时,只考虑单一的样品厚度不能代表整体样品的高度数据、不获得样品最佳检测区域范围的有代表性的光学信号数据,也很难建立准确的预测模型,不利于光学技术在食品在线检测领域的推广和应用。
发明内容
本发明提供一种光学无损评价不规则肉品品质的在线检测系统及方法,用以解决现有技术中存在的缺陷。
第一方面,本发明提供一种光学无损评价不规则肉品品质的在线检测系统,包括:
在线检测传输带、图像检测探头、光谱检测探头、样品检测托盘、托盘固定模块、信号采集模块、控制模块、上位机和触发传感器;
所述在线检测传输带用于在线传输检测样品;
所述图像检测探头位于所述样品检测托盘的下方位置,用于采集所述样品检测托盘中的样品图像信息;
所述光谱检测探头位于所述样品检测托盘的下方位置,用于获取所述检测样品的光谱信息;
所述样品检测托盘用于根据所述样品图像信息获得托盘位置坐标并承载移动所述检测样品;
所述托盘固定模块用于将所述样品检测托盘固定于所述在线检测传输带;
所述信号采集模块用于所述样品图像信息和所述光谱信息的获取、融合及信号传输;
所述控制模块用于实现对各个模块的电源驱动控制、信号通信控制、托盘移动控制和图谱采集控制;
所述上位机用于完成对所述样品图像信息和所述光谱信息的数据分析与处理;
所述触发传感器用于识别所述样品检测托盘后,触发所述图像检测探头进行图像采集。
在一个实施例中,所述样品检测托盘由四个侧面底板和一个检测面底板构成,其中:
所述四个侧面底板由不透明材料制成,所述检测面底板由透明材料制成。
在一个实施例中,所述在线检测传输带包括托盘移动皮带、托盘支撑柱、托盘移动模块、第一托盘移动螺旋模块和第二托盘移动螺旋模块;
所述托盘移动皮带用于带动所述托盘支撑柱移动;
所述托盘支撑柱用于通过所述托盘固定模块将所述样品检测托盘进行固定;
所述第一托盘移动螺旋模块和所述第二托盘移动螺旋模块分别位于所述托盘支撑柱两侧,用于根据所述样品图像信息进行伸缩和拉伸,与所述托盘移动模块进行配合来调整样品位置。
第二方面,本发明还提供一种光学无损评价不规则肉品品质的在线检测方法,包括:
将放置在样品检测托盘中的待检测样品通过在线检测传输带传输至触发传感器,由所述触发传感器触发图像检测探头采集样品图像信息;
基于所述样品图像信息计算获取样品位置调整距离,根据所述样品位置调整距离调整所述待检测样品的待检测区域;
待调整后的所述待检测样品传输至光谱检测探头的预设检测位置,获得所述待检测样品的光谱信息。
在一个实施例中,将放置在样品检测托盘中的待检测样品通过在线检测传输带传输至触发传感器,由所述触发传感器触发图像检测探头采集样品图像信息,包括:
确定图像采集区域、光谱检测探头半径、图像检测探头到样品最佳检测距离和光谱检测探头到样品最佳检测距离;
待所述待检测样品随所述样品检测托盘移动到所述触发传感器,由所述触发传感器触发所述图像检测探头获取所述样品图像信息;
基于所述样品图像信息获取所述待检测样品的轮廓值,由轮廓值获得样品多边形信息,采用任意多边形内切圆算法计算得到所述待检测样品的最大内切圆及最大内切圆圆心位置。
在一个实施例中,确定光谱检测探头半径,包括:
采集统计预设数量的样品最大内切圆半径,提取多个样品最大内切圆半径中的最小值;
确定所述光谱检测探头半径小于所述最小值。
在一个实施例中,基于所述样品图像信息计算获取样品位置调整距离,根据所述样品位置调整距离调整所述待检测样品的待检测区域,包括:
确定所述最大内切圆圆心位置与图像实际检测中心位置的纵向距离和横向距离,从纵向方向调整所述样品检测托盘,使得穿过所述最大内切圆圆心位置且与传输方向平行的中心线与图像实际检测中心线重合;将所述横向距离与图像检测探头和光谱检测探头的直接距离相结合,用于判断光谱检测探头采集样品信息的最佳时间。
确定所述图像实际检测中心位置与光谱实际检测中心位置之间的最小传输距离,使所述待检测样品移动的时间在预设实时检测范围内。
在一个实施例中,确定所述图像实际检测中心位置与光谱实际检测中心位置之间的最小传输距离,使所述待检测样品移动的时间在预设实时检测范围内,包括:
确定传输带传输速度和检测托盘最大移动速度;
获取从待检测样品开始传输到中心线重合时的第一传输时间,以及从中心线重合后所述最大内切圆圆心位置移动到所述光谱实际检测中心位置时的第二传输时间;
基于所述传输带传输速度、所述第一传输时间和所述第二传输时间,获得所述最小传输距离的计算表达式;
计算所述待检测样品位于左侧区域的第一最小传输距离,以及所述待检测样品位于右侧区域的第二最小传输距离,取所述第一最小传输距离和所述第二最小传输距离的最大值,作为所述最小传输距离。
在一个实施例中,计算所述待检测样品位于左侧区域的第一最小传输距离,包括:
若所述最大内切圆圆心位置位于所述样品检测托盘的最左顶点时,获取第一最大圆心纵向移动距离和第一最大圆心横向移动距离,基于所述检测托盘最大移动速度和所述第一最大圆心纵向移动距离得到第一最大圆心纵向移动时间;
基于所述第一最大圆心纵向移动时间的最大值和所述传输带传输速度,得到所述第一最小传输距离的最小值。
在一个实施例中,计算所述待检测样品位于右侧区域的第二最小传输距离,包括:
若所述最大内切圆圆心位置位于所述样品检测托盘的最右顶点时,获取第二最大圆心纵向移动距离和第二最大圆心横向移动距离,基于所述检测托盘最大移动速度和所述第二最大圆心纵向移动距离得到第二最大圆心纵向移动时间;
基于所述第二最大圆心纵向移动时间的最大值和所述传输带传输速度,再加上所述第二最大圆心横向移动距离,得到所述第二最小传输距离的最小值。
本发明提供的一种光学无损评价不规则肉品品质的在线检测系统及方法,通过实现不规则样品最佳检测区域位置确定、样品托盘最佳检测区域位置移动和样品光学信息采集,进而获得准确光谱信息并为后续肉品品质建模奠定基础。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图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是本发明提供的在线检测系统结构示意图;
图2是本发明提供的在线检测系统后视结构示意图;
图3是本发明提供的一种光学无损评价不规则肉品品质的在线检测方法的流程示意图之一;
图4是本发明提供的一种光学无损评价不规则肉品品质的在线检测方法的流程示意图之二;
图5是本发明提供的一种光学无损评价不规则肉品品质的在线检测方法实例一示意图;
图6是本发明提供的光谱检测探头探测半径获取示意图;
图7是本发明提供的一种光学无损评价不规则肉品品质的在线检测方法实例二示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明中的附图,对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
针对现有技术中存在的问题,本发明提出一种光学无损评价不规则肉品品质的在线检测系统,如图1所示,包括:
在线检测传输带、图像检测探头、光谱检测探头、样品检测托盘、托盘固定模块、信号采集模块、控制模块、上位机和触发传感器;
所述在线检测传输带用于在线传输检测样品;
所述图像检测探头位于所述样品检测托盘的下方位置,用于采集所述样品检测托盘中的样品图像信息;
所述光谱检测探头位于所述样品检测托盘的下方位置,用于获取所述检测样品的光谱信息;
所述样品检测托盘用于根据所述样品图像信息获得托盘位置坐标并承载移动所述检测样品;
所述托盘固定模块用于将所述样品检测托盘固定于所述在线检测传输带;
所述信号采集模块用于所述样品图像信息和所述光谱信息的获取、融合及信号传输;
所述控制模块用于实现对各个模块的电源驱动控制、信号通信控制、托盘移动控制和图谱采集控制;
所述上位机用于完成对所述样品图像信息和所述光谱信息的数据分析与处理;
所述触发传感器用于识别所述样品检测托盘后,触发所述图像检测探头进行图像采集。
具体地,本发明提出的一种光学无损评价不规则肉品品质的在线检测系统,整体结构包括在线检测传输带、图像检测探头、光谱检测探头、样品检测托盘、托盘固定模块、信号采集模块、控制模块、上位机及触发传感器。
其中,样品传输单元用于样品在线传输;图像检测探头用于采集托盘中样品图像信息、光谱检测探头获取样品的光谱信息,图像检测探头和光谱检测探头在样品检测托盘底部,实现从底部获取样品图谱信息;样品检测移动托盘用于根据图像信息获取托盘的位置坐标并移动,样品托盘底部为透明玻璃材料可实现可见/近红外光的通过;托盘固定模块将检测托盘固定在传输带,并保证托盘随传输带联动;信号采集模块用于图像和光谱的数据获取、融合与传输;控制单元完成对各个模块的电源驱动、信号通信、托盘移动、图谱采集等功能;上位机完成对样品的图谱数据的数据处理与分析;触发传感器完成识别所述样品检测托盘后,触发图像检测探头进行图像采集。
本发明提出的一种光学无损评价不规则肉品品质的在线检测系统,实现了通过探头准确获取图像信息和光谱信息,并进行检测区域自适应调整,高效完成了肉品品质的在线检测流程。
基于上述实施例,所述样品检测托盘由四个侧面底板和一个检测面底板构成,其中:
所述四个侧面底板由不透明材料制成,所述检测面底板由透明材料制成。
其中,所述在线检测传输带包括托盘移动皮带、托盘支撑柱、托盘移动模块、第一托盘移动螺旋模块和第二托盘移动螺旋模块;
所述托盘移动皮带用于带动所述托盘支撑柱移动;
所述托盘支撑柱用于通过所述托盘固定模块将所述样品检测托盘进行固定;
所述第一托盘移动螺旋模块和所述第二托盘移动螺旋模块分别位于所述托盘支撑柱两侧,用于根据所述样品图像信息进行伸缩和拉伸,与所述托盘移动模块进行配合来调整样品位置。
需要说明的是,图像检测探头的检测范围覆盖整个样品检测托盘、样品托盘布局在传输带上方一定距离,并利用托盘支撑柱固定。此外在托盘支撑柱下方采用托盘移动模块和第一托盘移动螺旋模块及第二托盘移动螺旋模块固定,托盘移动螺旋模块可根据图像信息随时调整螺旋模块的伸缩和拉伸,进而调整样品位置,如图2所示。样品检测托盘除了检测面是透明外,其余几个面均不透明,其中与检测面相对的为聚四氟乙烯材料组成的白色底板,该底板在装样品时候可打开,在检测时候可实现图像与光谱采集时候的背景信号采集,其余四个面为侧面底板,并且为黑色材料,可遮挡触发传感器感应信号,并启动图像模块采集。
本发明采用移动螺旋模块和传输带进行配合,能灵活调整样品检测托盘的位置,以适应图像采集和光谱采集的最佳位置。
图3是本发明提供的一种光学无损评价不规则肉品品质的在线检测方法的流程示意图,如图3所示,包括:
S1,将放置在样品检测托盘中的待检测样品通过在线检测传输带传输至触发传感器,由所述触发传感器触发图像检测探头采集样品图像信息;
S2,基于所述样品图像信息计算获取样品位置调整距离,根据所述样品位置调整距离调整所述待检测样品的待检测区域;
S3,待调整后的所述待检测样品传输至光谱检测探头的预设检测位置,获得所述待检测样品的光谱信息。
具体地,本发明在构建不规则肉品检测区域在线检测系统的基础上,实现在线检测方法,整理逻辑流程如图4所示,包括:
当样品检测托盘的一端承载肉品随传送带移动到触发传感器位置处,触发图像检测探头采集样品图像信息,根据此图像信息获取样品的轮廓值、并利用此轮廓得到样品进行多边形信息,利用任意多边形内切圆算法得到该样品的最大内切圆,如图5中上端黑色圆形区域,和最大内切圆圆心位置OLT,并计算在与传输方向平行且过该圆心位置的中心线ALTBLT与图像实际检测中心线CLTDLT与中心位置OC之间的纵向方向的距离HLT,得到此距离后,控制模块控制样品托盘在纵向方向移动到与图像实际检测中心横向线重合位置CL’T’DL’T’,样品的中心位置移动到OL’T’,此时两个中心的横向距离为SLC。在传输方向上,随着传输带移动,当样品最大内切圆心位置OL’T’与光谱实际检测中心位置OS重合时,光谱检测探头启动采集样品信息。
本发明通过图像采集状态实现图像采集及各种位置信息确定,样品调整状态实现位置移动及各种计算,光谱采集状态实现光谱信息采集,进而获得准确光谱信息并为后续肉品品质建模奠定基础。
基于上述任一实施例,该方法中步骤S1包括:
确定图像采集区域、光谱检测探头半径、图像检测探头到样品最佳检测距离和光谱检测探头到样品最佳检测距离;
待所述待检测样品随所述样品检测托盘移动到所述触发传感器,由所述触发传感器触发所述图像检测探头获取所述样品图像信息;
基于所述样品图像信息获取所述待检测样品的轮廓值,由轮廓值获得样品多边形信息,采用任意多边形内切圆算法计算得到所述待检测样品的最大内切圆及最大内切圆圆心位置。
其中,确定光谱检测探头半径,包括:
采集统计预设数量的样品最大内切圆半径,提取多个样品最大内切圆半径中的最小值;
确定所述光谱检测探头半径小于所述最小值。
具体地,本发明通过在一定的在线检测传输速度条件下,将图像检测探头、光谱检测探头布局在样品检测托盘的下方,首先设计并确定图像采集区域SREA、光谱检测探头的尺寸半径RSPE、图像检测探头到样品最佳检测距离HC、光谱检测探头到样品最佳检测距离HS。
其中,光谱检测探头的检测半径RSPE必须小于任意样品S(i)最大内切圆半径Rrand,如图6所示,可通过统计大量样本下实际采集肉品的最大内切圆半径Rand(i)中的最小值Min(Rrand),以此确定光谱检测探头的检测半径。例如,假设所采集猪肉样品的内切圆半径约在25mm-35mm之间,可设定光谱检测探头的检测半径RSPE为20mm,此范围可保证在大量样本下所有样品均可最大范围采集到光谱信息。
进一步地,由于在实际检测中,样品放置在样品检测托盘的位置是随机的,以样品放置时候靠左上角为例,如图5所示,当样品检测托盘的一端承载肉品随传送带移动到触发传感器位置处,触发图像检测探头采集样品图像信息,根据此图像信息获取样品的轮廓值、并利用此轮廓得到样品进行多边形信息,利用任意多边形内切圆算法得到该样品的最大内切圆和最大内切圆圆心位置OLT。
基于上述任一实施例,该方法中步骤S2包括:
确定所述最大内切圆圆心位置与图像实际检测中心位置的纵向距离和横向距离,从纵向方向调整所述样品检测托盘,使得穿过所述最大内切圆圆心位置且与传输方向平行的中心线与图像实际检测中心线重合;将所述横向距离与图像检测探头和光谱检测探头的直接距离相结合,用于判断光谱检测探头采集样品信息的最佳时间。
确定所述图像实际检测中心位置与光谱实际检测中心位置之间的最小传输距离,使所述待检测样品移动的时间在预设实时检测范围内。
其中,确定所述图像实际检测中心位置与光谱实际检测中心位置之间的最小传输距离,使所述待检测样品移动的时间在预设实时检测范围内,包括:
确定传输带传输速度和检测托盘最大移动速度;
获取从待检测样品开始传输到中心线重合时的第一传输时间,以及从中心线重合后所述最大内切圆圆心位置移动到所述光谱实际检测中心位置时的第二传输时间;
基于所述传输带传输速度、所述第一传输时间和所述第二传输时间,获得所述最小传输距离的计算表达式;
计算所述待检测样品位于左侧区域的第一最小传输距离,以及所述待检测样品位于右侧区域的第二最小传输距离,取所述第一最小传输距离和所述第二最小传输距离的最大值,作为所述最小传输距离。
其中,计算所述待检测样品位于左侧区域的第一最小传输距离,包括:
若所述最大内切圆圆心位置位于所述样品检测托盘的最左顶点时,获取第一最大圆心纵向移动距离和第一最大圆心横向移动距离,基于所述检测托盘最大移动速度和所述第一最大圆心纵向移动距离得到第一最大圆心纵向移动时间;
基于所述第一最大圆心纵向移动时间的最大值和所述传输带传输速度,得到所述第一最小传输距离的最小值。
其中,计算所述待检测样品位于右侧区域的第二最小传输距离,包括:
若所述最大内切圆圆心位置位于所述样品检测托盘的最右顶点时,获取第二最大圆心纵向移动距离和第二最大圆心横向移动距离,基于所述检测托盘最大移动速度和所述第二最大圆心纵向移动距离得到第二最大圆心纵向移动时间;
基于所述第二最大圆心纵向移动时间的最大值和所述传输带传输速度,再加上所述第二最大圆心横向移动距离,得到所述第二最小传输距离的最小值。
具体地,在实际检测中,最佳的情况是图像检测探头与光谱检测探头在同一个位置,可同时完成图像和光谱的采集,但实际上样品在检测托盘中的位置是随机的,如图5所示,样品在图像实际检测中心的左上部,可以明显推出,样品在图像实际检测中心的左下部时也和图5中情况类似,此时样品的最大内切圆中心在图像实际检测中心的左半部分,只要托盘移动模块速度足够快就可实现样品到达光谱实际检测中心后启动光谱采集,此时,光谱检测探头和图像检测探头可放置在同一个实际检测中心处。但如图7所示,样品也会放置在图像实际检测中心的右边,此时光谱只能放置在图像实际检测中心的后面,否则无法采集完整的光谱信息。当样品从图像采集区域移动到光谱采集区域,并满足样品到达光谱采集区域时,样品的最大内切圆中心正好在光谱实际检测中心OS处,这一共分为两个时间段,从状态①到状态②为托盘纵向调整时间,设为T1,该时间内样品在横向方向移动距离为LT,传输带传输速度为VS,从状态②到状态③为样品随托盘移动时间,设为T2,样品在横向方向移动距离为LS,满足以下关系式:
Length=LT+LS=VS*T1+VS*T2 (1)
当最大内切圆圆心在样品检测托盘的最左顶点或右顶点时,此时将该圆心移动到图像实际检测中心的纵向方向距离为最大,定义为LH,横向方向距离也为最大,定义为LP,此是所需要时间也最长,假定检测托盘的最大移动速度为VT,则满足:
为了确定图像实际检测中心位置与光谱实际检测中心位置之间的距离,当样品内切圆中心在图像实际检测中心左边时,如图5所示,此时图像与光谱之间最小距离可以取为:
Left-MIN(Length)=MAX(LT)=MAX(T1)*VS (4)
此时样品到光谱检测位置开始检测还需TSPE时间,同理当样品内切圆中心在图像实际检测中心右边时,如图7所示,此时图像与光谱之间最小距离可以取为:
Right-MIN(Length)=MAX(LT)+LP=MAX(T1)*VS+LP (5)
为了兼顾实际中左右两端都可以检测到样品,距离按照公式(4)和公式(5)中较大的为准,采用MAX(T1)*VS+LP,此时对于图5中的样品从图像采集到光谱采集所用时间为:
对于图7中的样品所用时间为:
其中SLC为在左边时,内切圆中心在横向方向到图像实际检测中心的横向距离;SRC为在右边时,内切圆中心在横向方向到图像实际检测中心的横向距离。
在实际检测过程中,假定传输带速度VS为30cm/s,托盘移动速度VT为100cm/s,托盘的尺寸长*宽为210mm*210mm,则此时图像检测探头与光谱检测探头之间最小距离Right-MIN(Length)为136.50mm,在此距离下可满足肉品品质图像信息与光谱信息的实时准确采集,并为肉品品质建模分析奠定基础。
依据上述过程,各个样品完成图像和光谱信息采集后,通过信息采集模块将样品数据传输到上位机,并通过上位机软件内置模型计算肉品品质各参数的预测结果并显示。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下,即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件。基于这样的理解,上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中,如ROM/RAM、磁碟、光盘等,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种光学无损评价不规则肉品品质的在线检测系统,其特征在于,包括:在线检测传输带、图像检测探头、光谱检测探头、样品检测托盘、托盘固定模块、信号采集模块、控制模块、上位机和触发传感器;
所述在线检测传输带用于在线传输检测样品;
所述图像检测探头位于所述样品检测托盘的下方位置,用于采集所述样品检测托盘中的样品图像信息;
所述光谱检测探头位于所述样品检测托盘的下方位置,用于获取所述检测样品的光谱信息;
所述样品检测托盘用于根据所述样品图像信息获得托盘位置坐标并承载移动所述检测样品;
所述托盘固定模块用于将所述样品检测托盘固定于所述在线检测传输带;
所述信号采集模块用于所述样品图像信息和所述光谱信息的获取、融合及信号传输;
所述控制模块用于实现对各个模块的电源驱动控制、信号通信控制、托盘移动控制和图谱采集控制;
所述上位机用于完成对所述样品图像信息和所述光谱信息的数据分析与处理;
所述触发传感器用于识别所述样品检测托盘后,触发所述图像检测探头进行图像采集。
2.根据权利要求1所述的光学无损评价不规则肉品品质的在线检测系统,其特征在于,所述样品检测托盘由四个侧面底板和一个检测面底板构成,其中:
所述四个侧面底板由不透明材料制成,所述检测面底板由透明材料制成。
3.根据权利要求1所述的光学无损评价不规则肉品品质的在线检测系统,其特征在于,所述在线检测传输带包括托盘移动皮带、托盘支撑柱、托盘移动模块、第一托盘移动螺旋模块和第二托盘移动螺旋模块;
所述托盘移动皮带用于带动所述托盘支撑柱移动;
所述托盘支撑柱用于通过所述托盘固定模块将所述样品检测托盘进行固定;
所述第一托盘移动螺旋模块和所述第二托盘移动螺旋模块分别位于所述托盘支撑柱两侧,用于根据所述样品图像信息进行伸缩和拉伸,与所述托盘移动模块进行配合来调整样品位置。
4.一种光学无损评价不规则肉品品质的在线检测方法,基于权利要求1至3中任一所述的光学无损评价不规则肉品品质的在线检测系统,其特征在于,包括:
将放置在样品检测托盘中的待检测样品通过在线检测传输带传输至触发传感器,由所述触发传感器触发图像检测探头采集样品图像信息;
基于所述样品图像信息计算获取样品位置调整距离,根据所述样品位置调整距离调整所述待检测样品的待检测区域;
待调整后的所述待检测样品传输至光谱检测探头的预设检测位置,获得所述待检测样品的光谱信息。
5.根据权利要求4所述的光学无损评价不规则肉品品质的在线检测方法,其特征在于,将放置在样品检测托盘中的待检测样品通过在线检测传输带传输至触发传感器,由所述触发传感器触发图像检测探头采集样品图像信息,包括:
确定图像采集区域、光谱检测探头半径、图像检测探头到样品最佳检测距离和光谱检测探头到样品最佳检测距离;
待所述待检测样品随所述样品检测托盘移动到所述触发传感器,由所述触发传感器触发所述图像检测探头获取所述样品图像信息;
基于所述样品图像信息获取所述待检测样品的轮廓值,由轮廓值获得样品多边形信息,采用任意多边形内切圆算法计算得到所述待检测样品的最大内切圆及最大内切圆圆心位置。
6.根据权利要求5所述的光学无损评价不规则肉品品质的在线检测方法,其特征在于,确定光谱检测探头半径,包括:
采集统计预设数量的样品最大内切圆半径,提取多个样品最大内切圆半径中的最小值;
确定所述光谱检测探头半径小于所述最小值。
7.根据权利要求5所述的光学无损评价不规则肉品品质的在线检测方法,其特征在于,基于所述样品图像信息计算获取样品位置调整距离,根据所述样品位置调整距离调整所述待检测样品的待检测区域,包括:
确定所述最大内切圆圆心位置与图像实际检测中心位置的纵向距离和横向距离,从纵向方向调整所述样品检测托盘,使得穿过所述最大内切圆圆心位置且与传输方向平行的中心线与图像实际检测中心线重合;将所述横向距离与图像检测探头和光谱检测探头的直接距离相结合,用于判断光谱检测探头采集样品信息的最佳时间;
确定所述图像实际检测中心位置与光谱实际检测中心位置之间的最小传输距离,使所述待检测样品移动的时间在预设实时检测范围内。
8.根据权利要求7所述的光学无损评价不规则肉品品质的在线检测方法,其特征在于,确定所述图像实际检测中心位置与光谱实际检测中心位置之间的最小传输距离,使所述待检测样品移动的时间在预设实时检测范围内,包括:
确定传输带传输速度和检测托盘最大移动速度;
获取从待检测样品开始传输到中心线重合时的第一传输时间,以及从中心线重合后所述最大内切圆圆心位置移动到所述光谱实际检测中心位置时的第二传输时间;
基于所述传输带传输速度、所述第一传输时间和所述第二传输时间,获得所述最小传输距离的计算表达式;
计算所述待检测样品位于左侧区域的第一最小传输距离,以及所述待检测样品位于右侧区域的第二最小传输距离,取所述第一最小传输距离和所述第二最小传输距离的最大值,作为所述最小传输距离。
9.根据权利要求8所述的光学无损评价不规则肉品品质的在线检测方法,其特征在于,计算所述待检测样品位于左侧区域的第一最小传输距离,包括:
若所述最大内切圆圆心位置位于所述样品检测托盘的最左顶点时,获取第一最大圆心纵向移动距离和第一最大圆心横向移动距离,基于所述检测托盘最大移动速度和所述第一最大圆心纵向移动距离得到第一最大圆心纵向移动时间;
基于所述第一最大圆心纵向移动时间的最大值和所述传输带传输速度,得到所述第一最小传输距离的最小值。
10.根据权利要求8所述的光学无损评价不规则肉品品质的在线检测方法,其特征在于,计算所述待检测样品位于右侧区域的第二最小传输距离,包括:
若所述最大内切圆圆心位置位于所述样品检测托盘的最右顶点时,获取第二最大圆心纵向移动距离和第二最大圆心横向移动距离,基于所述检测托盘最大移动速度和所述第二最大圆心纵向移动距离得到第二最大圆心纵向移动时间;
基于所述第二最大圆心纵向移动时间的最大值和所述传输带传输速度,再加上所述第二最大圆心横向移动距离,得到所述第二最小传输距离的最小值。
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