CN2874482Y - 水果高光谱图像采集装置 - Google Patents
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Abstract
一种水果高光谱图像采集装置，其特征在于：光谱仪连接接口镜头，接口镜头连接摄像头，摄像头连接计算机，光谱仪的狭缝对着成像镜头，成像镜头正下方为水果输送及翻转装置。本实用新型将高光谱成像技术应用于水果的品质与安全性检测，可在线采集水果的可见光及红外光区的高光谱散射图像，用于水果的表面污染和内部品质(如糖酸度、质地和营养成份)检测。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种水果高光谱图像采集装置。
背景技术
水果的品质是关系到人们生命安全和国民经济发展的重大问题。在水果的国际贸易中，世界各国都把品质问题放在首位，并把品质检测作为抵御外来竞争的一种手段。我国水果品质往往达不到出口国的技术指标，导致国内水果出口企业屡屡受挫于其它国家的“技术壁垒”和“绿色壁垒”。解决水果的品质问题需要从生产和检测两方面努力。因此，水果品质的检测成为当前科学研究热点之一。其中，水果内部品质(包括食用安全性)的无损检测是一个很具挑战性的课题。
从目前的研究情况来看，水果内部品质的无损检测技术主要有可见—近红外光谱技术、超声波技术、力学检测技术、电子嗅觉技术、软X射线及图像技术、电特性等。由于近红外光谱比其它几种技术能更好地反映水果的内部结构与组成，因此，目前被认为是水果内部品质无损检测的最好方法。
虽然近红外光谱能较好地表征水果内部品质信息，但这种信息是一维的。由于水果往往是不规则体，表面各部分可能有形状、颜色甚至组织特征的差别。而光纤探头检测的部位又是很小的，所以光谱表达的信息就显得不全面。此外，采用近红外光谱进行内部品质检测时一般要求光纤探头距离检测对象比较近(需附加一套压紧、固定装置)，这会影响检测效率。与光谱检测技术相比，计算机图像能表达二维信息，反映了外观品质在内的产品整体特征，且具有远距离测量的优点。此外，用计算机图像可同时检测多个水果对象，检测效率是很高的。高光谱图像技术检测到的样品信息既有图像信息又有光谱信息，样品信息是非常全面的。因为光谱技术能检测样品物理结构、化学成分等，而图像技术能全面反映样品特征，所以高光谱图像应用到水果的品质与安全性检测具有很大的商业价值。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种水果高光谱图像采集装置，它将高光谱成像技术应用于水果的品质与安全性检测。
本实用新型是这样来实现的，它包括水果输送及翻转装置、光谱仪、照明部件、成像透镜、接口镜头、摄像头、计算机，其特征在于：光谱仪连接接口镜头，接口镜头连接摄像头，摄像头连接计算机，光谱仪的狭缝对着成像镜头，成像镜头正下方为水果输送及翻转装置，水果输送及翻转装置包括链轮、滚轮、摩擦板、控制器，照明部件包括光源、调节开关、会聚透镜，光谱仪由狭缝、准直镜、光栅、物镜、反射镜组成。
本实用新型将高光谱成像技术应用于水果的品质与安全性检测，可在线采集水果的可见光及红外光区的高光谱散射图像，用于水果的表面污染和内部品质(如糖酸度、质地和营养成份)检测。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
在图中1、光谱仪 2、水果 3、成像透镜 4、狭缝 5、准直镜 6、光栅 7、物镜 8、反射镜 9、接口镜头 10、摄像头 11、计算机 12、控制器 13、水果输送及翻转装置14、滚轮 15、摩擦板 16、链轮 17照明部件 18、光源19、调节开关 20、会聚镜头
具体实施方式
如图1所示，本实用新型包括水果输送及翻转装置(13)、光谱仪(1)、成像透镜(3)、接口镜头(9)、摄像头(10)、计算机(11)，光谱仪(17)连接口镜头(9)，接口镜头连接摄像头(10)，摄像头连接计算机(11)，光谱仪的狭缝(14)对着成像镜头(3)，成像镜头正下方为水果输送及翻转装置(13)，水果输送及翻转装置包括链轮(16)、滚轮(14)、摩擦板(15)、控制器(12)，照明部件(17)为双光纤照明系统，包括光源(18)、调节开关(19)、会聚透镜(20)，光源采用激光、卤钨灯，光谱仪由狭缝(4)、准直镜(5)、光栅(6)、物镜(7)、反射镜(8)组成，光栅为反射光栅，光谱范围覆盖可见光至近红外线区域。工作时，由调速电机带动链轮(16)转动，从而使滚轮(14)在摩擦板(15)的作用下产生滚动，水果(2)在滚轮上即滚动又平动前进，当位置传感器获得水果到达成像透镜(3)下方的信息后开始采集图像，由照明部件(17)调节开关开启光源(18)，发出强光，经过光纤和会聚透镜(20)聚到水果(2)表面上，光将透射进入水果组织内部，其中有部分光将从表面散射出来，经过成像透镜(3)的收集成像于狭缝(4)，再经过准直镜(5)、光栅(6)作用后，在垂直水果条带方向按光谱色散，最后经过物镜(7)、反射镜(8)进一步作用后成像于摄像头，摄像头中的每帧图像对应于一个样品条带的离光谱图像，通过水果的滚动和平动就得到整个水果二维图像和光谱数据，经计算机处理，得到水果的三维图像块。
Claims (1)
1、一种水果高光谱图像采集装置，它包括水果输送及翻转装置、光谱仪、照明部件、成像透镜、接口镜头、摄像头、计算机，其特征在于：光谱仪连接接口镜头，接口镜头连接摄像头，摄像头连接计算机，光谱仪的狭缝对着成像镜头，成像镜头正下方为水果输送及翻转装置。
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