基于激光诱导击穿光谱识别味道的方法及电子舌技术

本发明专利技术提出了一种基于激光诱导击穿光谱识别味道的方法及电子舌，该方法包括：控制电子舌向外发射激光，以使激光经过电子舌中的透镜聚焦到待识别食物上；控制电子舌采集由激光在待识别食物上产生的等离子光，生成待识别食物的光谱图；根据待识别食物的光谱图，获取待识别食物的味觉雷达图；其中，味觉雷达图中包括待识别食物所具备的味道和味道的浓度值。本发明专利技术的基于激光诱导击穿光谱识别味道的方法及电子舌，无需多个传感器，可降低测量成本；通过味觉雷达图获取待识别食物所具备的味道和味道的浓度值，无需进行专家库对比，使用方便、客观度较高；通过测量光谱实现味道识别，实时性好；激光经过透镜聚焦到待识别食物上，可实现无接触式测量，对样品形态无要求。

Taste Recognition Method and Electronic Tongue Based on Laser Induced Breakdown Spectrum

【技术实现步骤摘要】
基于激光诱导击穿光谱识别味道的方法及电子舌
本专利技术涉及人工智能
，尤其涉及一种基于激光诱导击穿光谱识别味道的方法及电子舌。
技术介绍
电子舌是一种和人类味觉系统相仿的识别味道的仪器，在食品检测、环境检测等领域具有广阔的应有前景。相关技术中，电子舌针对每一种味道都需要设置一个相应的传感器，测量多种味道时需要准备多个传感器，测量成本高；同时，电子舌识别味道时需要与专家库进行对比，建立专家库耗时且专家库的建立方式通常以专家打分为主，存在主观因素；其次，电子舌的测试样品必须为液体，样品通常需要经过研磨、混合、溶解、静置等前期样品处理工艺，样品制备复杂；另外，电子舌通常通过测量电信号、声波信号实现味道识别，实时性差；此外，电子舌测量样品时需接触样品。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种基于激光诱导击穿光谱识别味道的方法，通过电子舌采集激光在待识别食物上产生的等离子光生成光谱图，从而获取待识别食物的味觉雷达图，无需多个传感器，可降低测量成本；通过味觉雷达图可获取待识别食物所具备的味道和味道的浓度值，无需进行专家库对比，使用方便、客观度较高；通过测量光谱实现味道识别，实时性好；激光经过透镜聚焦到待识别食物上，可实现无接触式测量，且对样品形态无要求。本专利技术的第二个目的在于提出一种基于激光诱导击穿光谱识别味道的电子舌。本专利技术的第三个目的在于提出一种电子设备。本专利技术的第四个目的在于提出一种计算机可读存储介质。为达上述目的，本专利技术第一方面实施例提出了一种基于激光诱导击穿光谱识别味道的方法，包括：控制电子舌向外发射激光，以使所述激光经过所述电子舌中的透镜聚焦到待识别食物上；控制所述电子舌采集由所述激光在所述待识别食物上产生的等离子光，生成所述待识别食物的光谱图；根据所述待识别食物的光谱图，获取所述待识别食物的味觉雷达图；其中，所述味觉雷达图中包括所述待识别食物所具备的味道和味道的浓度值。根据本专利技术的一个实施例，所述控制电子舌向外发射激光之后，还包括：判断所述电子舌是否采集到所述等离子光，如果所述电子舌未接收到等离子光，则控制所述电子舌获取所述待识别食物与所述电子舌到激光发射窗口的距离，根据所述距离，调整所述透镜的焦距，以使所述待识别食物在所述激光的照射下产生所述等离子光。根据本专利技术的一个实施例，所述生成所述待识别食物的光谱图之后，还包括：从所述光谱图中提取信噪比，如果所述信噪比小于或者等于预设的第一阈值，则根据所述信噪比和所述第一阈值，调整所述透镜的焦距，以使所述从所述光谱图提取的所述信噪比大于所述第一阈值。根据本专利技术的一个实施例，所述调整所述透镜的焦距，包括：获取所述透镜的类型，根据所述类型信息和所述透镜的调整量，确定用于改变所述透镜的焦距的参数信息，根据所述参数信息对所述透镜的焦距进行调整；或者，根据所述透镜的调整量，根据所述调整量对所述透镜进行移动，以调整所述焦距。根据本专利技术的一个实施例，所述根据所述待识别食物的光谱图，获取所述待识别食物的味觉雷达图，包括：将所述光谱图中输入训练好的深度学习模型中，提取表征所述待识别食物味觉的第一特征，并基于所述第一特征中的谱峰位置和谱峰强度，获取所述待识别食物的雷达图。根据本专利技术的一个实施例，所述根据所述待识别食物的光谱图，获取所述待识别食物的味觉雷达图，包括：将所述光谱图与每个味道对应的标准光谱图进行比较，获取所述光谱图与每个味道光谱图之间的相似度，根据所述相似度确定所述待识别食物所具有的味道和所述味道的浓度值。根据本专利技术的一个实施例，所述根据所述待识别食物的光谱图，获取所述待识别食物的味觉雷达图，包括：从所述光谱图中提取每个谱峰所覆盖的波长，识别所述谱峰所覆盖的波长所处的至少一个波长区间，根据所述至少一个波长区间识别所述待识别食物所具有的至少一个味道；其中，每个味道对应一个波长区间；针对每个波长区间，识别处于该波长区间的每个谱峰的强度，根据所述谱峰的强度，确定该波长区间对应的味道的浓度值。根据本专利技术的一个实施例，该方法还包括：根据预设的第二阈值，从所述光谱图中识别所述谱峰；其中，所述谱峰的强度大于或者等于所述第二阈值。根据本专利技术实施例提出的基于激光诱导击穿光谱识别味道的方法，控制电子舌向外发射激光，以使激光经过电子舌中的透镜聚焦到待识别食物上；控制电子舌采集由激光在待识别食物上产生的等离子光，生成待识别食物的光谱图；根据待识别食物的光谱图，获取待识别食物的味觉雷达图；其中，味觉雷达图中包括待识别食物所具备的味道和味道的浓度值。通过电子舌采集激光在待识别食物上产生的等离子光生成光谱图，从而获取待识别食物的味觉雷达图，无需多个传感器，可降低测量成本；通过味觉雷达图可获取待识别食物所具备的味道和味道的浓度值，无需进行专家库对比，使用方便、客观度较高；通过测量光谱实现味道识别，实时性好；激光经过透镜聚焦到待识别食物上，可实现无接触式测量，且对样品形态无要求。为达上述目的，本专利技术第二方面实施例提出了一种基于激光诱导击穿光谱识别味道的电子舌，包括：激光器、光谱仪、第一透镜和控制器；所述激光器和所述光谱仪以及所述第一透镜分别与所述控制器连接；其中，所述激光器，用于向外发射激光，以使所述激光通过所述第一透镜聚焦到待识别食物上；所述光谱仪，用于采集由所述激光在所述待识别食物上产生的等离子光，生成所述待识别食物的光谱图；所述控制器，用于控制所述激光器向外发射所述激光，以使所述激光通过所述第一透镜聚焦到所述待识别食物上，以及控制所述光谱仪采集所述等离子光，生成所述待识别食物的光谱图，并根据所述待识别食物的光谱图，获取所述待识别食物的味觉雷达图；其中，所述味觉雷达图中包括所述待识别食物所具备的味道和味道的浓度值。根据本专利技术的一个实施例，该电子舌还包括：测距装置，与所述控制器连接；所述测距装置，用于在所述控制器的控制下，测量所述第一透镜的底面与所述待识别食物的表面之间的距离；所述控制器，进一步地用于：判断所述电子舌是否采集到所述等离子光，如果所述电子舌未接收到等离子光，则控制所述测距装置获取所述距离，根据所述距离调整所述透镜的焦距，以使所述待识别食物在所述激光的照射下产生所述等离子光。根据本专利技术的一个实施例，所述控制器，进一步地用于：在生成所述待识别食物的光谱图之后，从所述光谱图中提取信噪比，如果所述信噪比小于或者等于预设的第一阈值，则根据所述信噪比和所述第一阈值，调整所述透镜的焦距，以使所述从所述光谱图提取的所述信噪比大于所述第一阈值。根据本专利技术的一个实施例，所述控制器，进一步地用于：当所述第一透镜为液体透镜，获取所述透镜的类型，根据所述类型信息和所述透镜的调整量，确定用于改变所述透镜的焦距的参数信息，根据所述参数信息对所述透镜的焦距进行调整；或者，当所述第一透镜为固体透镜，根据所述透镜的调整量，根据所述调整量对所述透镜进行移动，以调整所述焦距。根据本专利技术的一个实施例，所述控制器，进一步用于：将所述光谱图中输入训练好的深度学习模型中，提取表征所述待识别食物味觉的第一特征，并基于所述第一特征中的谱峰位置和谱峰强度，获取所述待识别食物的雷达图。根据本专利技术的一个实施例，所述控制器，进一步用于：将所述光谱图与每个味道对应的标准本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于激光诱导击穿光谱识别味道的方法，其特征在于，包括：控制电子舌向外发射激光，以使所述激光经过所述电子舌中的透镜聚焦到待识别食物上；控制所述电子舌采集由所述激光在所述待识别食物上产生的等离子光，生成所述待识别食物的光谱图；根据所述待识别食物的光谱图，获取所述待识别食物的味觉雷达图；其中，所述味觉雷达图中包括所述待识别食物所具备的味道和味道的浓度值。

【技术特征摘要】
1.一种基于激光诱导击穿光谱识别味道的方法，其特征在于，包括：控制电子舌向外发射激光，以使所述激光经过所述电子舌中的透镜聚焦到待识别食物上；控制所述电子舌采集由所述激光在所述待识别食物上产生的等离子光，生成所述待识别食物的光谱图；根据所述待识别食物的光谱图，获取所述待识别食物的味觉雷达图；其中，所述味觉雷达图中包括所述待识别食物所具备的味道和味道的浓度值。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制电子舌向外发射激光之后，还包括：判断所述电子舌是否采集到所述等离子光，如果所述电子舌未接收到等离子光，则控制所述电子舌获取所述待识别食物与所述电子舌到激光发射窗口的距离，根据所述距离，调整所述透镜的焦距，以使所述待识别食物在所述激光的照射下产生所述等离子光。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述生成所述待识别食物的光谱图之后，还包括：从所述光谱图中提取信噪比，如果所述信噪比小于或者等于预设的第一阈值，则根据所述信噪比和所述第一阈值，调整所述透镜的焦距，以使所述从所述光谱图提取的所述信噪比大于所述第一阈值。4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述调整所述透镜的焦距，包括：获取所述透镜的类型，根据所述类型信息和所述透镜的调整量，确定用于改变所述透镜的焦距的参数信息，根据所述参数信息对所述透镜的焦距进行调整；或者，根据所述透镜的调整量，根据所述调整量对所述透镜进行移动，以调整所述焦距。5.根据权利要求1-3任一项述的方法，其特征在于，所述根据所述待识别食物的光谱图，获取所述待识别食物的味觉雷达图，包括：将所述光谱图中输入训练好的深度学习模型中，提取表征所述待识别食物味觉的第一特征，并基于所述第一特征中的谱峰位置和谱峰强度，获取所述待识别食物的雷达图。6.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述待识别食物的光谱图，获取所述待识别食物的味觉雷达图，包括：将所述光谱图与每个味道对应的标准光谱图进行比较，获取所述光谱图与每个味道光谱图之间的相似度，根据所述相似度确定所述待识别食物所具有的味道和所述味道的浓度值。7.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述待识别食物的光谱图，获取所述待识别食物的味觉雷达图，包括：从所述光谱图中提取每个谱峰所覆盖的波长，识别所述谱峰所覆盖的波长所处的至少一个波长区间，根据所述至少一个波长区间识别所述待识别食物所具有的至少一个味道；其中，每个味道对应一个波长区间；针对每个波长区间，识别处于该波长区间的每个谱峰的强度，根据所述谱峰的强度，确定该波长区间对应的味道的浓度值。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：根据预设的第二阈值，从所述光谱图中识别所述谱峰；其中，所述谱峰的强度大于或者等于所述第二阈值。9.一种基于激光诱导击穿光谱识别味道的电子舌，其特征在于，包括：激光器、光谱仪、第一透镜和控制器；所述激光器和所述光谱仪以及所述第一透镜分别与所述控制器连接；其中，所述激光器，用于向外发射激光，以使所述激光通过所述第一透镜聚焦到待识别食物上；所述光谱仪，用于采集由所述激光在所述待识别食物上产生的等离子光，生成所述待识别食物的光谱图；所述控制器，用于控制所述激光器向外发射所述激光，以使所述激光通过所述第一透镜聚焦到所述待识别食物上，以及控制所述光谱仪采...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁思奇，刘玉平，梁衍学，沈岗，
申请(专利权)人：广东博智林机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44