專利名稱：水果高光譜圖像采集裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種水果高光譜圖像采集裝置。
背景技術：
水果的品質是關系到人們生命安全和國民經濟發(fā)展的重大問題。在水果的國際貿易中，世界各國都把品質問題放在首位，并把品質檢測作為抵御外來競爭的一種手段。我國水果品質往往達不到出口國的技術指標，導致國內水果出口企業(yè)屢屢受挫于其它國家的“技術壁壘”和“綠色壁壘”。解決水果的品質問題需要從生產和檢測兩方面努力。因此，水果品質的檢測成為當前科學研究熱點之一。其中，水果內部品質(包括食用安全性)的無損檢測是一個很具挑戰(zhàn)性的課題。
從目前的研究情況來看，水果內部品質的無損檢測技術主要有可見—近紅外光譜技術、超聲波技術、力學檢測技術、電子嗅覺技術、軟X射線及圖像技術、電特性等。由于近紅外光譜比其它幾種技術能更好地反映水果的內部結構與組成，因此，目前被認為是水果內部品質無損檢測的最好方法。
雖然近紅外光譜能較好地表征水果內部品質信息，但這種信息是一維的。由于水果往往是不規(guī)則體，表面各部分可能有形狀、顏色甚至組織特征的差別。而光纖探頭檢測的部位又是很小的，所以光譜表達的信息就顯得不全面。此外，采用近紅外光譜進行內部品質檢測時一般要求光纖探頭距離檢測對象比較近(需附加一套壓緊、固定裝置)，這會影響檢測效率。與光譜檢測技術相比，計算機圖像能表達二維信息，反映了外觀品質在內的產品整體特征，且具有遠距離測量的優(yōu)點。此外，用計算機圖像可同時檢測多個水果對象，檢測效率是很高的。高光譜圖像技術檢測到的樣品信息既有圖像信息又有光譜信息，樣品信息是非常全面的。因為光譜技術能檢測樣品物理結構、化學成分等，而圖像技術能全面反映樣品特征，所以高光譜圖像應用到水果的品質與安全性檢測具有很大的商業(yè)價值。

發(fā)明內容
本實用新型的目的是提供一種水果高光譜圖像采集裝置，它將高光譜成像技術應用于水果的品質與安全性檢測。
本實用新型是這樣來實現的，它包括水果輸送及翻轉裝置、光譜儀、照明部件、成像透鏡、接口鏡頭、攝像頭、計算機，其特征在于光譜儀連接接口鏡頭，接口鏡頭連接攝像頭，攝像頭連接計算機，光譜儀的狹縫對著成像鏡頭，成像鏡頭正下方為水果輸送及翻轉裝置，水果輸送及翻轉裝置包括鏈輪、滾輪、摩擦板、控制器，照明部件包括光源、調節(jié)開關、會聚透鏡，光譜儀由狹縫、準直鏡、光柵、物鏡、反射鏡組成。
本實用新型將高光譜成像技術應用于水果的品質與安全性檢測，可在線采集水果的可見光及紅外光區(qū)的高光譜散射圖像，用于水果的表面污染和內部品質(如糖酸度、質地和營養(yǎng)成份)檢測。


圖1為本實用新型的結構示意圖。
在圖中1、光譜儀 2、水果 3、成像透鏡 4、狹縫 5、準直鏡 6、光柵 7、物鏡 8、反射鏡 9、接口鏡頭 10、攝像頭 11、計算機 12、控制器 13、水果輸送及翻轉裝置14、滾輪 15、摩擦板 16、鏈輪 17照明部件 18、光源19、調節(jié)開關 20、會聚鏡頭具體實施方式
如圖1所示，本實用新型包括水果輸送及翻轉裝置(13)、光譜儀(1)、成像透鏡(3)、接口鏡頭(9)、攝像頭(10)、計算機(11)，光譜儀(17)連接口鏡頭(9)，接口鏡頭連接攝像頭(10)，攝像頭連接計算機(11)，光譜儀的狹縫(14)對著成像鏡頭(3)，成像鏡頭正下方為水果輸送及翻轉裝置(13)，水果輸送及翻轉裝置包括鏈輪(16)、滾輪(14)、摩擦板(15)、控制器(12)，照明部件(17)為雙光纖照明系統，包括光源(18)、調節(jié)開關(19)、會聚透鏡(20)，光源采用激光、鹵鎢燈，光譜儀由狹縫(4)、準直鏡(5)、光柵(6)、物鏡(7)、反射鏡(8)組成，光柵為反射光柵，光譜范圍覆蓋可見光至近紅外線區(qū)域。工作時，由調速電機帶動鏈輪(16)轉動，從而使?jié)L輪(14)在摩擦板(15)的作用下產生滾動，水果(2)在滾輪上即滾動又平動前進，當位置傳感器獲得水果到達成像透鏡(3)下方的信息后開始采集圖像，由照明部件(17)調節(jié)開關開啟光源(18)，發(fā)出強光，經過光纖和會聚透鏡(20)聚到水果(2)表面上，光將透射進入水果組織內部，其中有部分光將從表面散射出來，經過成像透鏡(3)的收集成像于狹縫(4)，再經過準直鏡(5)、光柵(6)作用后，在垂直水果條帶方向按光譜色散，最后經過物鏡(7)、反射鏡(8)進一步作用后成像于攝像頭，攝像頭中的每幀圖像對應于一個樣品條帶的離光譜圖像，通過水果的滾動和平動就得到整個水果二維圖像和光譜數據，經計算機處理，得到水果的三維圖像塊。
權利要求1.一種水果高光譜圖像采集裝置，它包括水果輸送及翻轉裝置、光譜儀、照明部件、成像透鏡、接口鏡頭、攝像頭、計算機，其特征在于光譜儀連接接口鏡頭，接口鏡頭連接攝像頭，攝像頭連接計算機，光譜儀的狹縫對著成像鏡頭，成像鏡頭正下方為水果輸送及翻轉裝置。
專利摘要一種水果高光譜圖像采集裝置，其特征在于光譜儀連接接口鏡頭，接口鏡頭連接攝像頭，攝像頭連接計算機，光譜儀的狹縫對著成像鏡頭，成像鏡頭正下方為水果輸送及翻轉裝置。本實用新型將高光譜成像技術應用于水果的品質與安全性檢測，可在線采集水果的可見光及紅外光區(qū)的高光譜散射圖像，用于水果的表面污染和內部品質(如糖酸度、質地和營養(yǎng)成份)檢測。
文檔編號G01N21/25GK2874482SQ200520099328
公開日2007年2月28日 申請日期2005年12月9日 優(yōu)先權日2005年12月9日
發(fā)明者劉木華, 張廬陵, 鄭建鴻, 吳瑞梅 申請人:江西農業(yè)大學