一种光学无损评价不规则肉品品质的在线检测系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种光学无损评价不规则肉品品质的在线检测系统及方法，系统包括：在线检测传输带、图像检测探头、光谱检测探头、样品检测托盘、托盘固定模块、信号采集模块、控制模块、上位机和触发传感器；方法包括：将待检测样品通过在线检测传输带传输至触发传感器，触发图像检测探头采集样品图像信息；基于样品图像信息计算获取样品位置调整距离，根据样品位置调整距离调整待检测样品的待检测区域；待调整后的待检测样品传输至光谱检测探头的预设检测位置，获得待检测样品的光谱信息。本发明专利技术通过实现不规则样品最佳检测区域位置确定、样品托盘最佳检测区域位置移动和样品光学信息采集，进而获得准确光谱信息并为后续肉品品质建模奠定基础。模奠定基础。模奠定基础。

【技术实现步骤摘要】
一种光学无损评价不规则肉品品质的在线检测系统及方法


[0001]本专利技术涉及食品光学检测
，尤其涉及一种光学无损评价不规则肉品品质的在线检测系统及方法。

技术介绍

[0002]随着人们对食品安全的关注程度越来越高，针对食品品质的检测手段也是越来越多样化。在肉品品质在线检测领域中，由于样品形态的不均一和多样性，为实现准确的品质检测提供了难度，在实际检测中，确保样品检测高度的一致性和检测位置的固定性成为决定检测数据有效、稳定的关键因素。
[0003]在现有方案中，有的方案是获得不同测量高度的光学信号数据，对光纤探头到样品表面的检测距离进行了优化，在采集了54个猪肉样品在13个不同距离下的光学信息后，通过分析在不同检测距离和不同波段下的数学模型，最终得到了19mm的最佳检测距离，在在线检测时候利用传感器和高度调节装置，实时调节光纤探头与样品表面的距离，可确保每次检测高度固定在19mm位置；还有的方案设计了在静态下用于肉品无损检测的光学传感器，并间隔玻璃从下至上对畜肉品质进行检测，消除了样品厚度对检测距离的影响，并分析了光学信号曲线随检测距离变化的变化规律；再有的方案是系统阐述了肉品品质在线检测技术的相关问题，并特别指出光纤检测位置的不同对检测结果有巨大的影响。
[0004]在实际的样品光学检测中，静态的高度测量方法无法在快速在线系统中使用，实际的肉品长宽厚尺寸都会有所不同，呈现随机分布状态，在线检测光学信号数据或图像数据时，只考虑单一的样品厚度不能代表整体样品的高度数据、不获得样品最佳检测区域范围的有代表性的光学信号数据，也很难建立准确的预测模型，不利于光学技术在食品在线检测领域的推广和应用。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种光学无损评价不规则肉品品质的在线检测系统及方法，用以解决现有技术中存在的缺陷。
[0006]第一方面，本专利技术提供一种光学无损评价不规则肉品品质的在线检测系统，包括：
[0007]在线检测传输带、图像检测探头、光谱检测探头、样品检测托盘、托盘固定模块、信号采集模块、控制模块、上位机和触发传感器；
[0008]所述在线检测传输带用于在线传输检测样品；
[0009]所述图像检测探头位于所述样品检测托盘的下方位置，用于采集所述样品检测托盘中的样品图像信息；
[0010]所述光谱检测探头位于所述样品检测托盘的下方位置，用于获取所述检测样品的光谱信息；
[0011]所述样品检测托盘用于根据所述样品图像信息获得托盘位置坐标并承载移动所述检测样品；
[0012]所述托盘固定模块用于将所述样品检测托盘固定于所述在线检测传输带；
[0013]所述信号采集模块用于所述样品图像信息和所述光谱信息的获取、融合及信号传输；
[0014]所述控制模块用于实现对各个模块的电源驱动控制、信号通信控制、托盘移动控制和图谱采集控制；
[0015]所述上位机用于完成对所述样品图像信息和所述光谱信息的数据分析与处理；
[0016]所述触发传感器用于识别所述样品检测托盘后，触发所述图像检测探头进行图像采集。
[0017]在一个实施例中，所述样品检测托盘由四个侧面底板和一个检测面底板构成，其中：
[0018]所述四个侧面底板由不透明材料制成，所述检测面底板由透明材料制成。
[0019]在一个实施例中，所述在线检测传输带包括托盘移动皮带、托盘支撑柱、托盘移动模块、第一托盘移动螺旋模块和第二托盘移动螺旋模块；
[0020]所述托盘移动皮带用于带动所述托盘支撑柱移动；
[0021]所述托盘支撑柱用于通过所述托盘固定模块将所述样品检测托盘进行固定；
[0022]所述第一托盘移动螺旋模块和所述第二托盘移动螺旋模块分别位于所述托盘支撑柱两侧，用于根据所述样品图像信息进行伸缩和拉伸，与所述托盘移动模块进行配合来调整样品位置。
[0023]第二方面，本专利技术还提供一种光学无损评价不规则肉品品质的在线检测方法，包括：
[0024]将放置在样品检测托盘中的待检测样品通过在线检测传输带传输至触发传感器，由所述触发传感器触发图像检测探头采集样品图像信息；
[0025]基于所述样品图像信息计算获取样品位置调整距离，根据所述样品位置调整距离调整所述待检测样品的待检测区域；
[0026]待调整后的所述待检测样品传输至光谱检测探头的预设检测位置，获得所述待检测样品的光谱信息。
[0027]在一个实施例中，将放置在样品检测托盘中的待检测样品通过在线检测传输带传输至触发传感器，由所述触发传感器触发图像检测探头采集样品图像信息，包括：
[0028]确定图像采集区域、光谱检测探头半径、图像检测探头到样品最佳检测距离和光谱检测探头到样品最佳检测距离；
[0029]待所述待检测样品随所述样品检测托盘移动到所述触发传感器，由所述触发传感器触发所述图像检测探头获取所述样品图像信息；
[0030]基于所述样品图像信息获取所述待检测样品的轮廓值，由轮廓值获得样品多边形信息，采用任意多边形内切圆算法计算得到所述待检测样品的最大内切圆及最大内切圆圆心位置。
[0031]在一个实施例中，确定光谱检测探头半径，包括：
[0032]采集统计预设数量的样品最大内切圆半径，提取多个样品最大内切圆半径中的最小值；
[0033]确定所述光谱检测探头半径小于所述最小值。
[0034]在一个实施例中，基于所述样品图像信息计算获取样品位置调整距离，根据所述样品位置调整距离调整所述待检测样品的待检测区域，包括：
[0035]确定所述最大内切圆圆心位置与图像实际检测中心位置的纵向距离和横向距离，从纵向方向调整所述样品检测托盘，使得穿过所述最大内切圆圆心位置且与传输方向平行的中心线与图像实际检测中心线重合；将所述横向距离与图像检测探头和光谱检测探头的直接距离相结合，用于判断光谱检测探头采集样品信息的最佳时间。
[0036]确定所述图像实际检测中心位置与光谱实际检测中心位置之间的最小传输距离，使所述待检测样品移动的时间在预设实时检测范围内。
[0037]在一个实施例中，确定所述图像实际检测中心位置与光谱实际检测中心位置之间的最小传输距离，使所述待检测样品移动的时间在预设实时检测范围内，包括：
[0038]确定传输带传输速度和检测托盘最大移动速度；
[0039]获取从待检测样品开始传输到中心线重合时的第一传输时间，以及从中心线重合后所述最大内切圆圆心位置移动到所述光谱实际检测中心位置时的第二传输时间；
[0040]基于所述传输带传输速度、所述第一传输时间和所述第二传输时间，获得所述最小传输距离的计算表达式；
[0041]计算所述待检测样品位于左侧区域的第一最小传输距离，以及所述待检测样品位于右侧区域的第二最小传输距离，取所述第一最小传输距离和所述第二最小传输距离的最大值，作为所述最小传输距离。
[0042]在一个实施例中，计算所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光学无损评价不规则肉品品质的在线检测系统，其特征在于，包括：在线检测传输带、图像检测探头、光谱检测探头、样品检测托盘、托盘固定模块、信号采集模块、控制模块、上位机和触发传感器；所述在线检测传输带用于在线传输检测样品；所述图像检测探头位于所述样品检测托盘的下方位置，用于采集所述样品检测托盘中的样品图像信息；所述光谱检测探头位于所述样品检测托盘的下方位置，用于获取所述检测样品的光谱信息；所述样品检测托盘用于根据所述样品图像信息获得托盘位置坐标并承载移动所述检测样品；所述托盘固定模块用于将所述样品检测托盘固定于所述在线检测传输带；所述信号采集模块用于所述样品图像信息和所述光谱信息的获取、融合及信号传输；所述控制模块用于实现对各个模块的电源驱动控制、信号通信控制、托盘移动控制和图谱采集控制；所述上位机用于完成对所述样品图像信息和所述光谱信息的数据分析与处理；所述触发传感器用于识别所述样品检测托盘后，触发所述图像检测探头进行图像采集。2.根据权利要求1所述的光学无损评价不规则肉品品质的在线检测系统，其特征在于，所述样品检测托盘由四个侧面底板和一个检测面底板构成，其中：所述四个侧面底板由不透明材料制成，所述检测面底板由透明材料制成。3.根据权利要求1所述的光学无损评价不规则肉品品质的在线检测系统，其特征在于，所述在线检测传输带包括托盘移动皮带、托盘支撑柱、托盘移动模块、第一托盘移动螺旋模块和第二托盘移动螺旋模块；所述托盘移动皮带用于带动所述托盘支撑柱移动；所述托盘支撑柱用于通过所述托盘固定模块将所述样品检测托盘进行固定；所述第一托盘移动螺旋模块和所述第二托盘移动螺旋模块分别位于所述托盘支撑柱两侧，用于根据所述样品图像信息进行伸缩和拉伸，与所述托盘移动模块进行配合来调整样品位置。4.一种光学无损评价不规则肉品品质的在线检测方法，基于权利要求1至3中任一所述的光学无损评价不规则肉品品质的在线检测系统，其特征在于，包括：将放置在样品检测托盘中的待检测样品通过在线检测传输带传输至触发传感器，由所述触发传感器触发图像检测探头采集样品图像信息；基于所述样品图像信息计算获取样品位置调整距离，根据所述样品位置调整距离调整所述待检测样品的待检测区域；待调整后的所述待检测样品传输至光谱检测探头的预设检测位置，获得所述待检测样品的光谱信息。5.根据权利要求4所述的光学无损评价不规则肉品品质的在线检测方法，其特征在于，将放置在样品检测托盘中的待检测样品通过在线检测传输带传输至触发传感器，由所述触发传感器触发图像检测探头采集样品图像信息，包括：
确定图像采集区域、光谱检测探头半径、图像检测探头到样品最佳检测距离和光谱检测探头到样品最佳检测距离；待所述待检测样品随所述样品检测托盘移动到所述触发传感器，由所述触发传感器触发所述图像检测探头获取所述样品图像信息；基于所述样品图像信息获取所述待检测样品的轮廓值，由轮廓值获得样品多边形信息，采用任意多...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏文松，张春江，艾鑫，房佳佳，
申请(专利权)人：中国农业科学院农产品加工研究所，
类型：发明
国别省市：