CN203572769U - 一种马铃薯漫透射高光谱图像采集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种马铃薯漫透射高光谱图像采集装置，由采集计算机、数据线、光谱仪高度调节旋钮、光谱仪固定支架、光谱仪高度调节滑块、光谱仪移动导轨、高光谱成像仪、采集箱、光源箱、光源箱托板、电控移动平台组合、采集箱门等组成，通过漫透射高光谱成像技术对马铃薯外部品质和内部品质特征指标进行检测与分析，可以克服马铃薯由于形状大小不规则而造成马铃薯表面光线分布不均匀从而导致高光谱图像不清晰的问题，提高马铃薯品质高光谱图像无损检测精度。该装置具有检测精度高的特点，能广泛应用于农产品品质的高光谱图像无损检测，对促进我国马铃薯产业的发展具有重要现实意义与良好应用前景。

Description

一种马铃薯漫透射高光谱图像采集装置

技术领域

本实用新型属于一种马铃薯品质信息无损检测装置，特别是一种马铃薯漫透射高光谱图像采集装置。

背景技术

中国是世界上最大的马铃薯生产国，但是马铃薯的深加工相对发达国家而言较为落后，产品附加值较低。造成该现象的主要原因是马铃薯的品质检测以及分级技术落后，现有的马铃薯品质检测绝大部分采用人工方式，无法保证检测的准确性和连续性，而且检测效率低、质量差、劳动强度大，严重的制约了我国马铃薯产业的发展。高光谱成像技术作为一种基于光学特性的检测技术，通过采集被测物的光学图像，并对被测物高光谱图像中所包含丰富的空间、光谱和辐射信息进行分析来达到检测目的。近年来的研究表明利用高光谱成像技术进行农产品品质无损检测是一个重要发展趋势。将高光谱成像技术引入到马铃薯的品质检测中，可提高马铃薯品质的检测效率和检测精度，排除人为主观因素造成的误差。然而在已有的采用高光谱成像技术检测马铃薯品质的方法中，主要采用反射或透射成像技术对马铃薯表面缺陷、内部缺陷或成分指标等进行检测与分析，由于反射高光谱成像技术只能采集马铃薯的表面品质信息，不能有效的反映马铃薯内部品质信息，因此反射高光谱成像技术对马铃薯内外部品质进行全面检测时存在缺陷。现有的透射高光谱图像采集装置所布置的透射光源都正对高光谱图像采集探头，在高光谱图像采集过程中透射光源发射的光线直接穿透农产品进行成像，由于直射光线在农产品组织内部会发生散射与吸收，导致透射图像模糊甚至没有图像，且光谱也会受到一定程度的影响，因此透射高光谱成像技术也存在缺陷。而漫透射高光谱成像作为一种新型高光谱成像技术，其透射光源均匀的布置于农产品的四周，增大了农产品表面的光照面积，且由于透射光线是在农产品内部经过衍射以后穿透农产品进行高光谱成像的，因此光线分散于整个马铃薯的表面，这样不仅能够采集到较为清晰的高光谱图像，同时又能够对马铃薯内外部品质信息进行完整的反映。

因此，发明一种马铃薯漫透射高光谱图像采集装置，对促进马铃薯产业的发展具有重要现实意义与实用价值。

发明内容

本实用新型的目的是设计一种马铃薯漫透射高光谱图像采集装置，可用于马铃薯漫透射高光谱图像信息的采集，为马铃薯品质的无损检测提供仪器平台。通过漫透射高光谱成像技术，利用马铃薯漫透射高光谱图像采集装置获取马铃薯的漫透射高光谱图像，可以一次性对马铃薯外部品质、内部品质等特征指标进行全面无损检测，从而提高马铃薯内部品质与外部品质同时检测的准确性与全面性。

本实用新型的目的是这样实现的：一种马铃薯漫透射高光谱图像采集装置由采集计算机、数据线、光谱仪高度调节旋钮、光谱仪固定支架、光谱仪高度调节滑块、光谱仪移动导轨、高光谱成像仪、采集箱、光源箱、光源箱托板、电控移动平台组合、采集箱门等组成。光谱仪固定支架安装在采集箱的侧壁上，光谱仪移动导轨垂直安装在光谱仪固定支架上，高光谱成像仪通过光谱仪高度调节滑块与光谱仪高度调节旋钮安装在光谱仪移动导轨上，光源箱固定在光源箱托板上，光源箱托板安装在电控移动平台组合上，电控移动平台组合设置在采集箱底部中间位置，采集箱门安装在采集箱侧壁上，高光谱成像仪通过数据线与采集计算机连接。

电控移动平台组合由螺栓、水平导轨固定架、步进电机、水平导轨、螺旋导轨、水平导轨滑块、螺旋导轨移动螺母、轴承座、轴承等组成。螺旋导轨的一端与步进电机相连，螺旋导轨的另一端安装在轴承上，轴承安装在轴承座内，轴承座通过螺栓固定，螺旋导轨两侧安装有水平导轨，水平导轨通过水平导轨固定架固定，螺旋导轨上安装有螺旋导轨移动螺母，水平导轨上安装有水平导轨滑块。

光源箱由卤钨灯、柔性支撑垫、采集孔、透光孔、卤钨灯环形固定架、带孔箱体、载物光箱等组成。采集孔设置在带孔箱体的顶部中间位置，4个卤钨灯设置在带孔箱体的四个侧壁，载物光箱安装在带孔箱体的底部中间位置，6个卤钨灯均匀的分布在卤钨灯环形固定架上，卤钨灯环形固定架安装在载物光箱的侧壁上，载物光箱顶部设置有透光孔，透光孔的周围设置有柔性支撑垫。

一种马铃薯漫透射高光谱图像采集装置工作时，将马铃薯检测样品放置在载物光箱上的柔性支撑垫上，打开光源箱光源，载物光箱内部的卤钨灯以及带孔箱体壁上的卤钨灯发出的光线从不同的角度穿透马铃薯将马铃薯照亮，且卤钨灯的亮度可调，从而保证卤钨灯发的光线能够将马铃薯照亮。

电控移动平台组合的步进电机在采集计算机的控制下调节，步进电机的转动带动螺旋导轨转动，螺旋导轨的转动带动螺旋导轨移动螺母移动，螺旋导轨移动螺母的移动带动光源箱托板水平移动，从而带动光源箱在高光谱仪下方水平移动，当马铃薯随着光源箱移动到光谱仪下方时，高光谱仪对马铃薯进行高光谱图像信息的采集，当一幅完整的高光谱图像采集完成以后，采集计算机控制步进电机反转，将光源箱移动到原来的位置，以便进行下一个马铃薯的高光谱图像信息采集。

一种马铃薯漫透射高光谱图像采集装置采用漫透射光源设计，可以通过卤钨灯从不同角度发出的光线对马铃薯进行照射来采集马铃薯的高光谱图像，该图像由于马铃薯表面光线分布均匀，因此图像更加清晰，更能够反应马铃薯内外部品质信息。

本实用新型的一种马铃薯漫透射高光谱图像采集装置的优点是：通过漫透射高光谱成像技术对马铃薯外部品质和内部品质特征指标进行检测与分析，可以克服马铃薯由于形状不规则而造成马铃薯表面光线分布不均匀从而导致高光谱图像不清晰的问题，进而提高了马铃薯品质高光谱图像无损检测精度。该装置具有检测精度高的特点，能广泛应用于农产品品质的高光谱图像无损检测，对促进我国马铃薯产业的发展具有重要现实意义与良好应用前景。

附图说明

本实用新型的具体结构由以下实施例及附图给出。

图1是本实用新型的一种马铃薯漫透射高光谱图像采集装置的结构示意图。

图2是本实用新型的电控移动平台组合的结构示意图。

图3是本实用新型的光源箱的结构示意图。

下面结合图1、图2、图3对本实用新型详细说明。

图中1、采集计算机，2、数据线，3、光谱仪高度调节旋钮，4、光谱仪固定支架，5、光谱仪高度调节滑块，6、光谱仪移动导轨，7、高光谱成像仪，8、采集箱，9、光源箱，10、光源箱托板，11、电控移动平台组合，12、采集箱门，13、螺栓，14、水平导轨固定架，15、步进电机，16、水平导轨，17、螺旋导轨，18、水平导轨滑块，19、螺旋导轨移动螺母，20、轴承座，21、轴承，22、卤钨灯，23、柔性支撑垫，24、采集孔，25、透光孔，26、卤钨灯环形固定架，27、带孔箱体，28、载物光箱

具体实施方式

如图1所示：光谱仪固定支架4安装在采集箱8的侧壁上，光谱仪移动导轨6垂直安装在光谱仪固定支架4上，高光谱成像仪7通过光谱仪高度调节滑块5与光谱仪高度调节旋钮3安装在光谱仪移动导轨6上，光源箱9固定在光源箱托板10上，光源箱托板10安装在电控移动平台组合11上，电控移动平台组合11设置在采集箱8底部中间位置，采集箱门12安装在采集箱8侧壁上，高光谱成像仪7通过数据线2与采集计算机1连接。

如图2所示：螺旋导轨17的一端与步进电机15相连，螺旋导轨17的另一端安装在轴承21上，轴承21安装在轴承座20内，轴承座20通过螺栓13固定，螺旋导轨17两侧安装有水平导轨16，水平导轨16通过水平导轨固定架14固定，螺旋导轨17上安装有螺旋导轨移动螺母19，水平导轨16上安装有水平导轨滑块18。

如图3所示：采集孔24设置在带孔箱体27的顶部中间位置，4个卤钨灯22设置在带孔箱体27的四个侧壁，载物光箱28安装在带孔箱体27的底部中间位置，6个卤钨灯22均匀的分布在卤钨灯环形固定架26上，卤钨灯环形固定架26安装在载物光箱28的侧壁上，载物光箱28顶部设置有透光孔25，透光孔25的周围设置有柔性支撑垫23。

Claims (3)

1.一种马铃薯漫透射高光谱图像采集装置由采集计算机、数据线、光谱仪高度调节旋钮、光谱仪固定支架、光谱仪高度调节滑块、光谱仪移动导轨、高光谱成像仪、采集箱、光源箱、光源箱托板、电控移动平台组合、采集箱门组成，光谱仪固定支架安装在采集箱的侧壁上，光谱仪移动导轨垂直安装在光谱仪固定支架上，高光谱成像仪通过光谱仪高度调节滑块与光谱仪高度调节旋钮安装在光谱仪移动导轨上，光源箱固定在光源箱托板上，光源箱托板安装在电控移动平台组合上，电控移动平台组合设置在采集箱底部中间位置，采集箱门安装在采集箱侧壁上，高光谱成像仪通过数据线与采集计算机连接。 

2.如权利要求1所说的一种马铃薯漫透射高光谱图像采集装置，其特征在于：电控移动平台组合由螺栓、水平导轨固定架、步进电机、水平导轨、螺旋导轨、水平导轨滑块、螺旋导轨移动螺母、轴承座、轴承组成，螺旋导轨的一端与步进电机相连，螺旋导轨的另一端安装在轴承上，轴承安装在轴承座内，轴承座通过螺栓固定，螺旋导轨两侧安装有水平导轨，水平导轨通过水平导轨固定架固定，螺旋导轨上安装有螺旋导轨移动螺母，水平导轨上安装有水平导轨滑块。 

3.如权利要求1所说的一种马铃薯漫透射高光谱图像采集装置，其特征在于：光源箱由卤钨灯、柔性支撑垫、采集孔、透光孔、卤钨灯环形固定架、带孔箱体、载物光箱组成，采集孔设置在带孔箱体的顶部中间位置，4个卤钨灯设置在带孔箱体的四个侧壁，载物光箱安装在带孔箱体的底部中间位置，6个卤钨灯均匀的分布在卤钨灯环形固定架上，卤钨灯环形固定架安装在载物光箱的侧壁上，载物光箱顶部设置有透光孔，透光孔的周围设置有柔性支撑垫。 

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