[发明专利]一种高光谱批处理式农畜产品品质无损检测方法和系统

摘要

本发明公开一种高光谱批处理式农畜产品品质无损检测方法和系统，所述方法包括：预先设定单次高光谱批量处理样本的数量，确定耦合光纤的根数，进一步确定光纤的尺寸和排布方式；建立每束光纤与面阵探测器上空间维和光谱维上各感光区域的对应关系，构建所述光纤对应检测样品与探测器划定感光区域响应获取的近红外光谱信号间的对应关系；利用所述批量检测样品品质指标和所述探测器获取的近红外光谱，建立品质检测模型；对待测样本，经批量上料后，同时采集各样本的近红外光谱，代入所述品质检测模型，分别输出各待测样本的品质指标，实现高光谱批处理式农畜产品品质快速无损检测。本发明可突破农畜产品品质检测速度限制和模型传递的瓶颈问题。

主权项

1.一种高光谱批处理式农畜产品品质无损检测系统，其特征在于，包括物料输送单元、光源套件组、高光谱批处理采集单元、光电开关与控制单元以及计算机；所述物料输送单元，包括传送皮带或链板中的一种、多个托盘，用于批量输送农畜产品，所述多个托盘等间距设置在皮带传输组上，用于将待测样本批量的输送到设定的待检工位；所述光源套件组，包括至少偶数个光源套件，每个待检工位两侧对称布置一对光源，所有光源中心在同一条直线上，用于在每个检测工位提供检测样本所需的主动光源；所述高光谱批处理采集单元包括耦合光纤束及接头、光谱分光仪、面阵探测器及制冷模块；所述耦合光纤束的第一端安装于待检工位托盘的上方或下方的一种，第二端所有光纤束依序排成一列，通过所述接头与光谱分光仪连接，待测样本的光信号由所述光纤经光谱分光仪传输到面阵探测器；所述面阵探测器中的空间维的划分个数由预设的待检样本数确定，光谱维各像素由波长校准确定各点对应的响应波长，利用面阵探测器各偶数感光子区域同时获取各待测样本的近红外光谱，由同一面阵探测器不同区域获取近红外光谱的方式提高光谱信号的一致性和模型的有效传递性；所述耦合光纤束及接头包括：所述光纤采用规格80μm和150μm中的一种石英光纤；所述耦合光纤束的第一端配置可调透镜组，通过螺纹调整其中透镜的位置，调节第一端接受样本信号的区域大小，从而调节接受样本信号的强度；所述耦合光纤束的第一端安装于待检工位托盘的上方时，光纤束的第一端位于照射角度可调成对光源的中间位置，且上下位置可调，用于获取置于托盘上样本的漫反射光谱；所述耦合光纤束的第一端安装于待检工位托盘的下方时，光纤束的第一端位于照射角度可调成对光源的中间位置，且上下位置可调，用于获取置于托盘上样本的透射光谱和漫透射光谱中的一种；所述面阵探测器经空间校正和波长校正之后，空间维划分的各偶数感光子区域用于批量获取各待测样本的近红外光谱信号，信号获取设有控制提取模块；所述空间维划分的各偶数感光子区域作为面阵探测器中的感兴趣区域，在信号提取时，内置可编程阵列逻辑器，仅获取感兴趣区域的信号，提高数据的有效利用率；所述制冷模块用于保持面阵探测器处于稳定低温状态，降低暗电流干扰，提高获取光信号的灵敏度；所述高光谱批处理采集单元用于同时获取各待检工位上样本的近红外光谱信号，然后对所述近红外光谱信号进行处理、变换，经模型计算同时获得各检测工位样本的至少一个品质指标；所述光电开关与控制单元在待检样本进入检测位置时，向计算机发送数字信号；所述计算机在接收所述数字信号之后，经控制单元向所述高光谱批处理采集单元发送控制信号；所述高光谱批处理采集单元在接收控制信号之后触发高光谱批处理采集待检批量样本信号，并将待检批量样本信号传输回计算机；所述计算机在接收到所述待检批量样本的近红外光谱信号之后，利用检测模型预测样本的品质指标。