用于确定农产品的物品的内部质量属性的方法和系统技术方案

本发明专利技术的一个方面提供了一种用于确定农产品的物品(102)的至少一个内部质量属性的方法。该方法包括接收多个第一频谱值，该多个第一频谱值是通过将与来自至少一个低波段光源(104)的低波段波长相关联的第一波长的低波段光至少部分地穿过所述物品(102)朝向至少一个检测器(120)引导而获得的；接收多个第二频谱值，该多个第二频谱值是通过将与来自至少一个高波段光源(106)的高波段波长相关联的第二波长的高波段光至少部分地穿过所述物品(102)朝向所述至少一个检测器(120)引导而获得的；确定与所述物品相关联的至少一个测量的空间分布，所述至少一个测量的空间分布包括相应的第一频谱值与相应的第二频谱值的多个比率，相应的第二频谱值与相应的第一频谱值的多个比率中的至少一个；和至少部分地通过将所述至少一个测量的空间分布和与一类农产品的物品相关联的至少一个参考空间分布进行比较来确定所述至少一个内部质量属性。

Methods and systems for determining the internal quality attributes of agricultural products

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于确定农产品的物品的内部质量属性的方法和系统
本专利技术涉及用于确定农产品的物品的内部质量属性的方法和系统。本专利技术特别适用于检测例如农产品的物品(例如苹果和洋葱)中的内部质量属性(例如内部缺陷)。示例包括苹果中存在维束管褐变和洋葱中存在葡萄孢菌和/或假单胞菌细菌。
技术介绍
已知将近红外(NIR)频谱用于水果内部质量属性(例如味道和腐烂的存在)的商业分级。然而，检测小的和/或局部的内部缺陷通常非常困难。MAFAgrobotic(MAF)的英国专利GB2,498,086公开了一种用于水果和蔬菜中非损伤性缺陷的装置和方法。该方法使用两个电磁辐射源，一个在低波段发射，另一个在高波段发射。高波段的平均波长和低波段的平均波长例如隔开至少80纳米(nm)。调整控制装置，以便能够交替地接通两个电磁辐射源中的一个然后再接通另一个。从不同时接通两个辐射源。光束的方向和形状基本相同，如果它们被同时接通，则光束将重合。MAF公开了计算简单的缺陷指标。指标的一个示例是在低波段和高波段中传输的功率之比。将物体的缺陷指数与至少一个预定值进行比较，以便能够根据物体的缺陷指数对物体进行分类。Upchurch，B.L.，Throop，J.A.，Aneshansley，D.J.，1997。利用交互作用测量检测苹果的内部崩溃，收获后生物学与技术10，15-19(Upchurch)公开了使用交互作用测量来检测苹果的内部崩溃。将苹果放在灯箱上，使光进入花萼或下端。放置光纤探针，使之在茎(上)端和花萼端之间的中途与苹果的面部接触。每个苹果只选择一个部位。Upchurch指出，透射率是一种非损伤性技术，可用于识别内部崩溃的苹果。然而，据说该技术难以实施到在线检查系统中。对于苹果，很难从两个信号的单个比率中检测出称为维束管褐变的内部缺陷。维束管褐变的特征是苹果核附近有小的开放空腔。核本身是开放空腔。维束管褐变腔仅轻微变色，随着氧化变浅褐色。尺寸小、靠近核以及缺乏强吸光度变化的组合使检测具有挑战性。Clark，CJ，McGlone，VA，Jordan，RB，2003年。通过透射NIR频谱法检测'Braeburn'苹果中的褐心病，收获后生物学和技术28，87-96(Clark)公开了检测苹果中的内部褐变病的技术。Clark公开了用手将水果居中放置在水果架上的方法。研究了四种不同取向的光源、水果取向和透射检测器。发现水果相对于灯的取向和检测器的几何形状对水果透射的光量具有明显的影响。Clark指出，从苹果周围多达四个不同位置取平均样本可以提高精度。然而，以分级速度这可能是不切实际的。据说对于数量有限的水果进行手动实验，多次测量是可以接受的，在这种情况下，可以保持对光源、水果取向和检测器几何形状的仔细控制，以便在不同部位进行连续读数。就洋葱而言，传统的近红外技术具有很高的假阳性率。在某些情况下，好洋葱被误分类是有缺陷被估计为高达40％。这个问题代表了在洋葱行业中有效使用NIR技术进行缺陷筛选的重大障碍。本专利技术的至少优选实施例的目的是解决一些上述缺点。附加或替代目的是至少向公众提供有用的选择。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，一种用于确定农产品的物品的至少一个内部质量属性的方法包括：接收多个第一频谱值，该多个第一频谱值是通过将与来自至少一个低波段光源的低波段波长相关联的第一波长的低波段光至少部分地穿过所述物品朝向至少一个检测器引导而获得的；接收多个第二频谱值，该多个第二频谱值是通过将与来自至少一个高波段光源的高波段波长相关联的第二波长的高波段光至少部分地穿过所述物品朝向所述至少一个检测器引导而获得的；确定与所述物品相关联的至少一个测量的空间分布，所述至少一个测量的空间分布包括相应的第一频谱值与相应的第二频谱值的多个比率，相应的第二频谱值与相应的第一频谱值的多个比率中的至少一个；和至少部分地通过将所述至少一个测量的空间分布和与一类农产品的物品相关联的至少一个参考空间分布进行比较来确定所述至少一个内部质量属性。本说明书中使用的术语“包括”是指“至少部分地包含”。在解释本说明书中包括术语“包括”的每条陈述时，也可能存在除此以外或以该术语开头的特征。诸如“包括有”和“包含”等相关术语应以相同的方式解释。在一个实施例中，该物品具有在第一极和第二极之间的轴线、沿着该轴线的多个纬度以及围绕该物品的圆周的多个经度；所述第一频谱值与表示低波段光从所述至少一个低波段光源被引导到的所述物品的相应经度的相应经度相关联；和所述第二频谱值与表示高波段光从所述至少一个高波段光源被引导到的所述物品的相应经度的相应经度相关联。在一个实施例中，所述至少一个测量的空间分布包括第一测量的空间分布，所述第一测量的空间分布至少包括第一比率和第二比率，与所述第一比率相关联的经度不等于与所述第二比率相关联的经度。在一个实施例中，所述至少一个测量的空间分布包括多个至少3个比率，每个比率与不同的经度相关联。在一个实施例中，所述第一频谱值与表示低波段光从所述至少一个低波段光源被引导到的沿着所述物品的所述轴线的相应纬度的相应纬度相关联；和所述第二频谱值与表示高波段光从所述至少一个高波段光源被引导到的所述物品的相应纬度的相应纬度相关联。在一个实施例中，与所述第一比率相关联的纬度等于与所述第二比率相关联的纬度。在一个实施例中，所述至少一个测量的空间分布包括第二测量的空间分布，所述第二测量的空间分布包括至少第一比率和第二比率，所述第一比率和第二比率均与相同的纬度相关联，该相同的纬度不等于与所述第一测量的空间分布的第一比率和第二比率相关联的纬度。在一实施例中，所述至少一个测量的空间分布包括多个至少3个测量的空间分布，所述测量的分布各自与不同的纬度相关联。在一个实施例中，该方法进一步包括：至少部分地通过将与所述至少一个测量的空间分布相关联的签名值和与所述至少一个参考空间分布相关联的参考值进行比较来确定所述至少一个内部质量属性。在一个实施例中，所述签名值是从所述至少一个测量的空间分布的比率的子集确定的。在一个实施例中，所述至少一个低波段光源和所述至少一个高波段光源被配置为同时引导光至少部分地穿过所述物品。在一个实施例中，提取器被配置为从透射过所述物品的光提取来自所述至少一个低波段光源的透射的光和来自所述至少一个高波段光源的透射的光中的至少一个。在一个实施例中，所述物品至少部分是球形的。在一个实施例中，与第一波长波段相关联的至少一些波长的长度小于与第二波长波段相关联的至少一些波长的长度。在一个实施例中，与第一波长波段相关联的至少一些波长的长度在699nm至900nm的范围内。在一个实施例中，第一波长的长度为728nm。在一个实施例中，与第二波长波段相关联的至少一些波长的长度在729nm至900nm的范围内。在一个实施例中，第二波长的长度为805nm。根据本专利技术的另一方面，一种评估系统被配置为确定农产品的物品的至少一个内部质量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于确定农产品的物品的至少一个内部质量属性的方法，包括：/n接收多个第一频谱值，该多个第一频谱值是通过将与来自至少一个低波段光源的低波段波长相关联的第一波长的低波段光至少部分地穿过所述物品朝向至少一个检测器引导而获得的；/n接收多个第二频谱值，该多个第二频谱值是通过将与来自至少一个高波段光源的高波段波长相关联的第二波长的高波段光至少部分地穿过所述物品朝向所述至少一个检测器引导而获得的；/n确定与所述物品相关联的至少一个测量的空间分布，所述至少一个测量的空间分布包括相应的第一频谱值与相应的第二频谱值的多个比率，相应的第二频谱值与相应的第一频谱值的多个比率中的至少一个；和/n至少部分地通过将所述至少一个测量的空间分布和与一类农产品的物品相关联的至少一个参考空间分布进行比较来确定所述至少一个内部质量属性。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170609 NZ 7327191.一种用于确定农产品的物品的至少一个内部质量属性的方法，包括：
接收多个第一频谱值，该多个第一频谱值是通过将与来自至少一个低波段光源的低波段波长相关联的第一波长的低波段光至少部分地穿过所述物品朝向至少一个检测器引导而获得的；
接收多个第二频谱值，该多个第二频谱值是通过将与来自至少一个高波段光源的高波段波长相关联的第二波长的高波段光至少部分地穿过所述物品朝向所述至少一个检测器引导而获得的；
确定与所述物品相关联的至少一个测量的空间分布，所述至少一个测量的空间分布包括相应的第一频谱值与相应的第二频谱值的多个比率，相应的第二频谱值与相应的第一频谱值的多个比率中的至少一个；和
至少部分地通过将所述至少一个测量的空间分布和与一类农产品的物品相关联的至少一个参考空间分布进行比较来确定所述至少一个内部质量属性。


2.根据权利要求1所述的方法，其中：
该物品具有在第一极和第二极之间的轴线、沿着该轴线的多个纬度以及围绕该物品的圆周的多个经度；
所述第一频谱值与表示低波段光从所述至少一个低波段光源被引导到的所述物品的相应经度的相应经度相关联；和
所述第二频谱值与表示高波段光从所述至少一个高波段光源被引导到的所述物品的相应经度的相应经度相关联。


3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述至少一个测量的空间分布包括第一测量的空间分布，所述第一测量的空间分布至少包括第一比率和第二比率，与所述第一比率相关联的经度不等于与所述第二比率相关联的经度。


4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述至少一个测量的空间分布包括多个至少3个比率，每个比率与不同的经度相关联。


5.根据权利要求3或4所述的方法，其中：
所述第一频谱值与表示低波段光从所述至少一个低波段光源被引导到的沿着所述物品的所述轴线的相应纬度的相应纬度相关联；和
所述第二频谱值与表示高波段光从所述至少一个高波段光源被引导到的所述物品的相应纬度的相应纬度相关联。


6.根据权利要求5所述的方法，其中，与所述第一比率相关联的纬度等于与所述第二比率相关联的纬度。


7.根据权利要求5或权利要求6所述的方法，其中，所述至少一个测量的空间分布包括第二测量的空间分布，所述第二测量的空间分布包括至少第一比率和第二比率，所述第一比率和第二比率均与相同的纬度相关联，该相同的纬度不等于与所述第一测量的空间分布的第一比率和第二比率相关联的纬度。


8.根据权利要求5至7中的任一项所述的方法，其中，所述至少一个测量的空间分布包括多个至少3个测量的空间分布，所述测量的分布各自与不同的纬度相关联。


9.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，还包括：至少部分地通过将与所述至少一个测量的空间分布相关联的签名值和与所述至少一个参考空间分布相关联的参考值进行比较来确定所述至少一个内部质量属性。


10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述签名值是从所述至少一个测量的空间分布的比率的子集确定的。


11.根据前述权利要求中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙哲，纳撒尼尔·肯尼斯·托马尔，文森特·安德鲁·麦格隆，雷纳·库奈麦耶，
申请(专利权)人：新西兰植物与食品研究所，
类型：发明
国别省市：新西兰;NZ