一种树上果实干物质快速判定方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种树上果实干物质快速判定方法及装置，所述方法包括以下步骤：A、对多个树上果实样品分别进行高光谱图像数据采集和树上果实样品干物质含量的测量；B、数据处理模块基于所述多个树上果实样品的高光谱图像数据和干物质含量，进行品质预测模型训练；C、对树上目标果实进行高光谱图像数据的采集，利用所述品质预测模型，预测树上目标果实的干物质含量。本发明专利技术的树上果实干物质快速判断方法和装置，能够在现场直接测量树上果实的干物质含量，具有能实现同时、大量、快速、无损检测果实，且能连续作业的优点。且能连续作业的优点。且能连续作业的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种树上果实干物质快速判定方法及装置


[0001]本专利技术涉及现代自动化农业技术，特别是涉及到农业种植中的果实特性测量方法。

技术介绍

[0002]果实干物质是指有机体在60℃
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90℃的恒温下，充分干燥后余下的有机物。干物质与水果中的淀粉、糖分含量直接相关。对于某些水果，如猕猴桃、芒果、香蕉、鳄梨、苹果、樱桃等，干物质含量被认为是判断果实成熟度的重要指标。对于果实干物质含量的测定，目前采用的方法可以分为有损方式与无损方式。
[0003]有损方式通常为对树上果实样品进行脱水，测量剩余物质质量，并计算其与脱水前质量的比值，得到树上果实样品干物质含量。此外，也有通过测定其他指标间接判定干物质含量的方法，例如专利技术专利
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快速测定甘薯干物质含量的方法（申请号/专利号：CN201510990669.4）公开了一种通过硬度仪测定甘薯块硬度值，再将硬度值带入回归方程，计算干物质含量，来判定甘薯干物质含量的方法。
[0004]无损方式则多为利用近红外光谱仪及高光谱仪获取果实光谱反射率，利用不同干物质含本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种树上果实干物质快速判定方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：A、对多个树上果实样品分别进行高光谱图像数据采集和树上果实样品干物质含量的测量；B、数据处理模块基于所述多个树上果实样品的高光谱图像数据和干物质含量，进行品质预测模型训练；C、对树上目标果实进行高光谱图像数据的采集，利用所述品质预测模型，预测树上目标果实的干物质含量。2.根据权利要求1中所述的树上果实干物质快速判定方法，其特征在于，所述对多个树上果实样品分别进行高光谱图像数据采集的步骤包括：对所述多个树上果实样品，调整高光谱相机的拍摄角度和与所述树上果实样品的相对距离，以及调整标准白板的位置，设置高光谱图像数据的采集波段范围及波长间隔，采集所述树上果实样品及标准白板的高光谱图像数据。3.根据权利要求2中所述的树上果实干物质快速判定方法，其特征在于，所述数据处理模块基于所述多个树上果实样品的高光谱图像数据和干物质含量，进行品质预测模型训练的步骤包括：B01、对包括标准白板的多个树上果实样品的高光谱图像数据，识别标准白板的区域，并获取标准白板在各波段下的辐亮度值；利用预先确定的标准白板在各波段下的反射率，结合图像中其他部分的辐亮度值，完成对所述高光谱图像数据的白板校正，得到高光谱图像数据中其他部分在各波段下的光谱反射率信息；B02、识别并提取高光谱图像数据中的树上果实样品部分，针对所述树上果实样品部分获取各波段下的平均光谱反射率，利用各波段下的平均光谱反射率获得所述树上果实样品的光谱数据；B03、对多个树上果实样品中每个树上果实样品的光谱数据进行处理，并与所述树上果实样品的干物质含量结合，进行品质预测模型训练，得到品质预测模型。4.根据权利要求3中所述的树上果实干物质快速判定方法，其特征在于，所述利用预先确定的标准白板在各波段下的反射率，结合图像中其他部分的辐亮度值，完成对所述高光谱图像数据的白板校正的步骤包括：选取所述高光谱图像数据中标准白板区域中10个以上像素点，将选取的10个以上标准白板区域像素点在各波段下的平均辐亮度值与相应波段下的标准白板反射率相对比，进而对图像中其他像素点在各波段下的光谱反射率进行白板校正，所述白板校正的方法为：在各个波段下，各像素点的反射率=各像素点的辐亮度值*标准白板反射率/白板区域各像素点平均辐亮度值。5.根据权利要求3中所述的树上果实干物质快速判定方法，其特征在于，所述对多个树上果实样品中每个树上果实样品的光谱数据进行处理，并与所述树上果实样品的干物质含量结合，进行品质预测模型训练的步骤包括：B031、对所述多个树上果实样品中每个树上果实样品的光谱数据，进行光谱预处理，所述光谱预处理包括对光谱数据进行多元散射校正，以消除光谱数据中光散射的影响；所述光谱预处理还包括标准正态变换，以消除所述树上果实样品表面固体颗粒大小散射以及光程变化对光谱数据中光谱信息的影响；
B032、对经过光谱预处理的光谱数据中的光谱信息进行特征波段提取，所述特征波段提取包括将所述光谱信息经过映射或变换方式投影至低维空间，在低维空间中提取特征波段，再将特征波段与经光谱预处理后的光谱数据相结合，获取特征波段反射率；B033、利用多个树上果实样品中每个树上果实样品的特征波段反射率，分别与该树上果实样品的干物质含量相对应，获取品质预测模型。6.根据权利要求5中所述的树上果实干物质快速判定方法，其特征在于，所述对树上目标果实进行高光谱图像数据的采集，利用所述品质预测模型，预测树上目标果实的干物质含量的步骤包括：C01、对所述树上目标果实和标准白板采集高光谱图像数据，对所述高光谱图像数据进行白板校正，获得所述树上目标果实的光谱...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱建平，杨涵，陈谦，吴文斌，
申请(专利权)人：中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，
类型：发明
国别省市：