[发明专利]水果内部品质检测方法及系统

权利要求书

1.一种水果内部品质检测方法，其特征在于，包括：

将入射光入射至待测水果，所述入射光为单色连续近红外光；

根据所述入射光的光强信息和所述入射光对应出射光的光强信息，获取光强变化信息；

根据所述光强变化信息，获取所述待测水果的吸收系数和散射系数；

根据所述吸收系数和所述散射系数，获取待测水果的内部品质；

所述入射光为多束；相应地，将入射光入射至待测水果，包括：

从不同方向将多束入射光入射至所述待测水果；

相应地，所述水果内部品质检测方法还包括：

将获取到的与每束入射光对应的吸收系数和散射系数，建立所述待测水果内部的光学参数分布，并将所述光学参数分布结合水果三维模型，完成三维重构成像，并对成像结果进行显示；根据成像结果获取待测水果的内部品质；

具体包括：

采用正四面体模型对所述水果的三维模型进行剖分，并在所述正四面体模型指定节点处设置入射光光源以及和所述入射光 光源对应的出射光检测器，并基于所述剖分后的三维模型，结合所述光学参数分布，完成三维重构成像；

在指定节点处设置入射光光源以及和所述入射光光源对应的出射光检测器之后，通过控制各节点处入射光源的启停，以达到对待测水果的内部品质获取精度的控制；通过控制入射光源的启停顺序，控制三维重构成像的进程；

所述水果三维模型是根据与所述待测水果同品种的正常的水果内部的标准光学参数分布，基于有限元算法建立的；

根据所述入射光的光强信息和所述入射光对应出射光的光强信息，获取光强变化信息，还包括：

根据所述标准光学参数分布，运用高斯牛顿算法获取出射光标准光强信息；

将和入射光对应的出射光的光强信息与所述出射光标准光强信息作差并取绝对值；

当所述绝对值小于设定权重时，则获取所述光强变化信息；

当所述绝对值大于设定权重时，则说明该光强信息为无效，继续获取下一出射光的光强信息，并获取到与所述出射光相对应的入射光光源，以检查所述光强信息无效的原因；

在将入射光入射至待测水果之前，还包括：

将待测水果置于固定装置内，并在所述固定装置内形成密闭空间；

在密闭的所述固定装置上进行固定安装光源和检测器，使光源和检测器能够与待测水果紧密接触，并使光源能垂直入射至待测水果；

所述固定装置采用黑色材料制成，在所述固定装置的内壁设置有吸光泡沫；

所述固定装置由上下两个空心半球壳体组成，当上下半球壳体盖合后，可形成密闭黑色空间；

在密闭的所述固定装置上进行固定安装光源和检测器，具体为：将所述光源和检测器沿所述固定装置的赤道方向分为上、中、下三层安装；其中，中间层的检测器为等间隔均匀排布；

所述固定装置在所述光源以及检测器的安装位置设置有通孔。

2.根据权利要求1所述的水果内部品质检测方法，其特征在于：通过所述光强变化信息计算获取所述待测水果的吸收系数和散射系数，包括：

根据漫射传输方程，获取μ_a和μ′_s的乘积；

结合公式1：计算获取μ_t；

结合公式2：μ′_s＝μ_s(1-g)和μ_t＝μ_a+μ′_s，其中g＝cosθ，计算获取μ_a和μ_s；

所述漫射传输方程为：：

其中，A为待测水果内部的吸光度，OD为入射光密度，μ_s′为约化散射系数，r为入射光的光源至获取出射光的检测器之间的距离，μ_a为吸收系数，μ_s为散射系数，θ为入射光和出射光之间的偏转角；为有效衰减系数，R(r)为出射光的光强与相应的入射光的光强的比值。