一种远程实时在线水果品质监测系统及监测方法技术方案

本公开提供了一种远程实时在线水果品质监测系统及监测方法。其中，在本公开中，通过数据传输系统将由数据采集系统所采集的光谱数据远程传输至数据处理分析系统，所述数据处理分析系统利用所述光谱数据对所述待检测水果堆的品质等级进行评价，然后经由用户交互系统将所述数据处理分析系统的处理结果输出。因此，根据本公开各方面的远程实时在线水果品质监测系统及监测方法例如能够在水果输运、贮藏等期间持续实时地在线监控水果品质，从而能够保证水果品质并且避免浪费。另外，根据本公开各方面的远程实时在线水果品质监测系统及监测方法例如还能够在水果的生长阶段持续实时地在线监控水果品质，因此还能够指导果农采摘水果的最佳时机。

【技术实现步骤摘要】
一种远程实时在线水果品质监测系统及监测方法
本公开涉及水果品质监测
，尤其涉及一种远程实时在线水果品质监测系统及监测方法。
技术介绍
我国是世界第一水果生产大国，但是优品水果和出口水果的比例却很低，其中重要的制约因素是国内对水果的分选和检测能力较弱，以及输运和贮藏阶段检测不及时导致品质下降甚至浪费。因此，发展实时、自动化的水果品质检测系统是当前水果检测的主流趋势。然而，作为现有技术的专利文献1-5所述的实时检测技术方案都着眼于水果的分检阶段。具体而言，专利文献1基于外观图像的图像识别算法分拣不同外形等级的水果，专利文献2-4利用光谱仪测量红外吸收谱来预测水果的糖酸度，专利文献5综合内外两种测量数据来评判综合品质。并且，如上所述的现有的水果内部品质实时检测方案或者采用几个离散波长的光密度(英文：opticaldensity；缩写：OD；含义：入射光和透射光的透过率之比值的常用对数值，通俗来讲就是被检测物吸收掉的光密度)、也即吸光度，检测信息量少，因而检测的参数和水果种类受限；或者采用庞大高功耗的光谱仪，无法灵活、连续地监测水果品质的变化。引证文件列表专利文献1、CN201310187701.6；2、CN201510816745.X；3、CN201721208158.3；4、CN201710434363.X；5、CN201010247564.7。
技术实现思路
有鉴于此，本公开提出了一种例如可以用于在水果生长阶段、以及输运、贮藏期间等持续实时地在线监控水果品质的解决方案。具体而言，是一种远程实时在线水果品质监测系统及监测方法。根据本公开的一个方面，提供了一种远程实时在线水果品质监测系统，其包括：数据采集系统，用于采集待检测水果堆中样本水果的光谱数据；数据传输系统，与所述数据采集系统连接，用于远程传输由所述数据采集系统所采集的光谱数据；数据处理分析系统，与所述数据传输系统连接，用于接收经由所述数据传输系统所传输的光谱数据，并从所述光谱数据中提取所述样本水果的品质参数，根据所述品质参数对所述待检测水果堆的品质等级进行评价；以及用户交互系统，与所述数据处理分析系统连接，用于输出所述数据处理分析系统的处理结果。对于上述远程实时在线水果品质监测系统，在一种可能的实现方式中，所述数据采集系统包括：光源，用于向所述样本水果照射近红外光；以及光谱仪，用于接收经由所述样本水果的漫反射或者漫透射之后的近红外光，并根据所接收到的近红外光确定所述样本水果的反射谱或者透射谱，对所述反射谱或者透射谱进行光电转换，从而获得所述样本水果的光谱数据，其中，所述数据处理分析系统被配置为计算所述光源的光谱数据与所述样本水果的光谱数据之间的比值的常用对数值，以得到所述样本水果的吸光度，并根据所得到的吸光度对所述待检测水果堆的品质等级进行评价。对于上述远程实时在线水果品质监测系统，在一种可能的实现方式中，所述数据采集系统被埋设在所述待检测水果堆中或者悬挂在所述待检测水果堆外，并且所述数据采集系统被配置为按照设定的频率自动采集所述待检测水果堆中样本水果的光谱数据。对于上述远程实时在线水果品质监测系统，在一种可能的实现方式中，所述用户交互系统还用于输入用于获取所述待检测水果堆的当前品质等级的采集指示，并且所述用户交互系统还与所述数据传输系统连接，以将所述采集指示经由所述数据传输系统远程发送至所述数据采集系统，其中，所述数据采集系统还被配置为根据所述采集指示采集所述待检测水果堆中样本水果的光谱数据。对于上述远程实时在线水果品质监测系统，在一种可能的实现方式中，所述用户交互系统还用于输入用于向所述数据处理分析系统查询所述待检测水果堆的品质等级的查询指示，其中，所述数据处理分析系统被配置为向所述用户交互系统输出与所述查询指示相对应的处理结果。对于上述远程实时在线水果品质监测系统，在一种可能的实现方式中，所述数据处理分析系统被配置为根据第一转化模型来将所述光谱数据转化为所述品质参数，并根据第二转化模型将所述品质参数转化为所述品质等级，由此实现对所述待检测水果堆的品质等级进行评价，其中，所述第一转化模型和所述第二转化模型是利用实验用的测量数据进行学习而得到的。对于上述远程实时在线水果品质监测系统，在一种可能的实现方式中，所述数据采集系统包括：可见光摄像装置，用于对所述样本水果进行可见光成像，由此得到所述光谱数据。根据本公开的另一个方面，提供了一种远程实时在线水果品质监测方法，其包括：利用数据采集系统采集待检测水果堆中样本水果的光谱数据；利用与所述数据采集系统连接的数据传输系统远程传输由所述数据采集系统所采集的光谱数据；利用与所述数据传输系统连接的数据处理分析系统接收经由所述数据传输系统所传输的光谱数据，并从所述光谱数据中提取所述样本水果的品质参数，根据所述品质参数对所述待检测水果堆的品质等级进行评价；以及利用与所述数据处理分析系统连接的用户交互系统输出所述数据处理分析系统的处理结果。对于上述远程实时在线水果品质监测方法，在一种可能的实现方式中，利用所述数据采集系统采集待检测水果堆中样本水果的光谱数据包括：利用所述数据采集系统的光源向所述样本水果照射近红外光；以及利用所述数据采集系统的光谱仪接收经由所述样本水果的漫反射或者漫透射之后的近红外光，并根据所接收到的近红外光确定所述样本水果的反射谱或者透射谱，对所述反射谱或者透射谱进行光电转换，从而获得所述样本水果的光谱数据，其中，在利用所述数据处理分析系统对所述待检测水果堆的品质等级进行评价时，所述数据处理分析系统计算所述光源的光谱数据与所述样本水果的光谱数据之间的比值的常用对数值，以得到所述样本水果的吸光度，并根据所得到的吸光度对所述待检测水果堆的品质等级进行评价。对于上述远程实时在线水果品质监测方法，在一种可能的实现方式中，在利用所述数据采集系统采集待检测水果堆中样本水果的光谱数据时，将所述数据采集系统埋设在所述待检测水果堆中或者悬挂在所述待检测水果堆外，并且将所述数据采集系统配置为按照设定的频率自动采集所述待检测水果堆中样本水果的光谱数据。对于上述远程实时在线水果品质监测方法，在一种可能的实现方式中，还包括：利用所述用户交互系统输入用于获取所述待检测水果堆的当前品质等级的采集指示，并且使得所述用户交互系统还与所述数据传输系统连接，以将所述采集指示经由所述数据传输系统远程发送至所述数据采集系统，在利用所述数据采集系统采集待检测水果堆中样本水果的光谱数据时，还将所述数据采集系统配置为根据所述采集指示采集所述待检测水果堆中样本水果的光谱数据。对于上述远程实时在线水果品质监测方法，在一种可能的实现方式中，还包括：利用所述用户交互系统输入用于向所述数据处理分析系统查询所述待检测水果堆的品质等级的查询指示；以及利用所述数据处理分析系统向所述用户交互系统输出与所述查询指示相对应的处理结果。对于上述远程实时在线水果品质监测方法，在一种可能的实现方式中，利用所述数据处理分析系统对所述待检测水果堆的品质等级进行评价包括：所述数据处理分析系统根据第一转化模型来将所述光谱数据转化为所述品质参数，并根据第二转化模型将所述品质参数转化为所述品质等级，其中，所述第一转化模型和所述第二转化模型是所述数据处理分析系统利用实验用的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种远程实时在线水果品质监测系统，其特征在于，包括：数据采集系统，用于采集待检测水果堆中样本水果的光谱数据；数据传输系统，与所述数据采集系统连接，用于远程传输由所述数据采集系统所采集的光谱数据；数据处理分析系统，与所述数据传输系统连接，用于接收经由所述数据传输系统所传输的光谱数据，并从所述光谱数据中提取所述样本水果的品质参数，根据所述品质参数对所述待检测水果堆的品质等级进行评价；以及用户交互系统，与所述数据处理分析系统连接，用于输出所述数据处理分析系统的处理结果。

【技术特征摘要】
1.一种远程实时在线水果品质监测系统，其特征在于，包括：数据采集系统，用于采集待检测水果堆中样本水果的光谱数据；数据传输系统，与所述数据采集系统连接，用于远程传输由所述数据采集系统所采集的光谱数据；数据处理分析系统，与所述数据传输系统连接，用于接收经由所述数据传输系统所传输的光谱数据，并从所述光谱数据中提取所述样本水果的品质参数，根据所述品质参数对所述待检测水果堆的品质等级进行评价；以及用户交互系统，与所述数据处理分析系统连接，用于输出所述数据处理分析系统的处理结果。2.根据权利要求1所述的远程实时在线水果品质监测系统，其特征在于，所述数据采集系统包括：光源，用于向所述样本水果照射近红外光；以及光谱仪，用于接收经由所述样本水果的漫反射或者漫透射之后的近红外光，并根据所接收到的近红外光确定所述样本水果的反射谱或者透射谱，对所述反射谱或者透射谱进行光电转换，从而获得所述样本水果的光谱数据，其中，所述数据处理分析系统被配置为计算所述光源的光谱数据与所述样本水果的光谱数据之间的比值的常用对数值，以得到所述样本水果的吸光度，并根据所得到的吸光度对所述待检测水果堆的品质等级进行评价。3.根据权利要求1或2所述的远程实时在线水果品质监测系统，其特征在于，所述数据采集系统被埋设在所述待检测水果堆中或者悬挂在所述待检测水果堆外，并且所述数据采集系统被配置为按照设定的频率自动采集所述待检测水果堆中样本水果的光谱数据。4.根据权利要求3所述的远程实时在线水果品质监测系统，其特征在于，所述用户交互系统还用于输入用于获取所述待检测水果堆的当前品质等级的采集指示，并且所述用户交互系统还与所述数据传输系统连接，以将所述采集指示经由所述数据传输系统远程发送至所述数据采集系统，其中，所述数据采集系统还被配置为根据所述采集指示采集所述待检测水果堆中样本水果的光谱数据。5.根据权利要求1或2所述的远程实时在线水果品质监测系统，其特征在于，所述用户交互系统还用于输入用于向所述数据处理分析系统查询所述待检测水果堆的品质等级的查询指示，其中，所述数据处理分析系统被配置为向所述用户交互系统输出与所述查询指示相对应的处理结果。6.根据权利要求1或2所述的远程实时在线水果品质监测系统，其特征在于，所述数据处理分析系统被配置为根据第一转化模型来将所述光谱数据转化为所述品质参数，并根据第二转化模型将所述品质参数转化为所述品质等级，由此实现对所述待检测水果堆的品质等级进行评价，其中，所述第一转化模型和所述第二转化模型是利用实验用的测量数据进行学习而得到的。7.根据权利要求1所述的远程实时在线水果品质监测系统，其特征在于，所述数据采集系统包括：可见光摄像装置，用于对所述样本水果进行可见光成像，由此得到所述光谱数据。8.一种远程实时在线水果品质监测方法，其特征在于，包括：利用数据采集系统采集待检测水果堆中样本水果的光谱数据；利用与所述数据采集系统连接的数据传输系统远程传输由所述数据采集系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：关黎明，孙常库，孟铁军，汪波，
申请(专利权)人：芯视界北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11