一种苹果品质检测仪及检测方法技术

本发明专利技术提供一种苹果品质检测仪及检测方法，涉及品质检测技术领域。该苹果品质检测仪包括：玻璃外壳、用于获取待测苹果重量信号的电子秤、用于检测气体电信号的气体传感器阵列盒、用于获取苹果图像的视觉感知器和显示控制装置；电子秤、气体传感器阵列盒和视觉感知器放置于玻璃外壳内；显示控制装置用于根据气体电信号得到待测苹果的成熟度，根据苹果图像得到果径、颜色和伤损情况，并根据重量信号、成熟度、果径、颜色和伤损情况确定品质级别。苹果品质检测仪通过苹果释放的气体对成熟度进行检测和评价；通过电子秤和视觉感知器，对苹果的外部品质进行检测和评价；综合苹果内外部品质，提高检测精度，对苹果品质进行检测和分级。

An apple quality detector and its detection method

【技术实现步骤摘要】
一种苹果品质检测仪及检测方法
本专利技术涉及品质检测
，特别是涉及一种苹果品质检测仪及检测方法。
技术介绍
无损检测(NonDestructiveTesting，NDT)技术是在不破坏被检对象的前提下，运用各种物理学的方法如声、光、电、图像视觉技术等手段对物料进行监测分析的一种方法和技术；主要是基于被检物料的物理性质如密度、硬度、形态、颜色等，进而判定成熟度以及内部的含糖量、糖酸比、水分和内部病变等，在获得样品信息的同时保证了样品的完整性，检测速度较传统的化学方法迅速，且能有效地判断出从外观无法得出的样品内部品质信息。苹果的外部品质的主要分级指标是大小、形状、颜色、表面缺陷等，内部品质主要包括糖度、酸度、硬度、成熟度、内部是否病变(水心病、霉心病、褐变和表皮损伤等)等。现有的苹果品质无损检测手段包括光谱检测技术、介电特性检测技术、电子鼻技术和计算机视觉技术。但光谱检测技术需要复杂建模过程、检测速度慢、定量分析的检测精度不高；介电特性检测技术同样存在建模复杂、需要大量检测样本和定量分析的检测精度不高的问题；电子鼻用于对苹果的香味成分进行检测，但现有电子鼻技术中核心部件气体传感器对于苹果香味物质不具有针对性，因此对检测的准确性和精度受到一定影响；计算机视觉技术检测只能检测苹果的某些特定的外部品质特征，检测精度易受影响。因此，现有苹果品质检测技术存在定量分析时检测精度不高的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种苹果品质检测仪及检测方法，解决了现有苹果品质检测技术定量分析时检测精度不高的问题。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种苹果品质检测仪，包括：玻璃外壳、电子秤、气体传感器阵列盒、视觉感知器和显示控制装置；所述电子秤、所述气体传感器阵列盒和所述视觉感知器均与所述显示控制装置电连接；所述电子秤放置于所述玻璃外壳内部的底部；所述电子秤用于放置待测苹果，以及测量所述待测苹果的重量信号；所述气体传感器阵列盒设置于所述玻璃外壳内部的顶部；所述气体传感器阵列盒用于检测所述待测苹果的气体信息，并将所述气体信息转换为气体电信号；所述视觉感知器设置于所述气体传感器阵列盒内部；所述视觉感知器用于获取所述待测苹果的苹果图像；所述显示控制装置用于获取所述重量信号、所述气体电信号和所述苹果图像，根据所述气体电信号得到所述待测苹果的成熟度，根据所述苹果图像得到所述待测苹果的果径、颜色和伤损情况，并根据所述重量信号、所述成熟度、所述果径、所述颜色和所述伤损情况确定所述待测苹果的品质级别。可选的，所述苹果品质检测仪还包括：风扇；所述风扇设置于所述玻璃外壳上；所述风扇用于在从所述玻璃外壳内取出所述待测苹果后，清洁所述玻璃外壳内的空气。可选的，所述苹果品质检测仪还包括：进样口和出样口；所述进样口和所述出样口相对设置于所述玻璃外壳上；所述进样口用于将所述待测苹果放入所述玻璃外壳内，所述出样口用于将所述待测苹果从所述玻璃外壳内取出。可选的，所述苹果品质检测仪还包括：传送带；所述传送带贯穿所述进样口和所述出样口，覆盖于所述电子秤上方，且与所述电子秤接触；所述传送带用于将所述待测苹果放置于所述电子秤上。可选的，所述苹果品质检测仪还包括：供电装置；所述供电装置分别与所述电子秤、所述气体传感器阵列盒、所述视觉感知器、所述显示控制装置、所述风扇电连接；所述供电装置用于为所述苹果品质检测仪供电。一种苹果品质检测方法，包括：获取待测苹果的重量信号、气体电信号和苹果图像；所述气体电信号为预设时间内气体传感器检测的所述待测苹果的电信号；利用所述气体电信号得到所述待测苹果的成熟度；利用所述苹果图像和主成分分析法得到所述待测苹果的果径、颜色和伤损情况；根据所述重量信号、所述成熟度、所述果径、所述颜色和所述伤损情况确定所述待测苹果的品质级别。可选的，所述利用所述气体电信号得到所述待测苹果的成熟度，具体包括：获取气体浓度转换图；利用所述气体电信号和所述气体浓度转换图，得到所述气体电信号对应的气体浓度；利用所述气体浓度和所述预设时间计算气体平均浓度；将所述气体平均浓度导入数据库，得到所述待测苹果的成熟度；所述数据库包括多个气体平均浓度范围和多个成熟度，且一个成熟度对应一个气体平均浓度范围。可选的，所述利用所述苹果图像和主成分分析法得到所述待测苹果的果径、颜色和伤损情况，具体包括：对所述苹果图像进行预处理，得到第一图像；对所述第一图像进行特征提取，得到图像边缘数据和颜色数据；根据所述图像边缘数据和所述颜色数据，利用主成分分析法得到所述待测苹果的果径、颜色和伤损情况。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术提供一种苹果品质检测仪及检测方法，该苹果品质检测仪包括：玻璃外壳、电子秤、气体传感器阵列盒、视觉感知器和显示控制装置；电子秤、气体传感器阵列盒和视觉感知器均与显示控制装置电连接；电子秤放置于玻璃外壳内部的底部；电子秤用于放置待测苹果，以及测量待测苹果的重量信号；气体传感器阵列盒设置于玻璃外壳内部的顶部；气体传感器阵列盒用于检测待测苹果的气体信息，并将气体信息转换为气体电信号；视觉感知器设置于气体传感器阵列盒内部；视觉感知器用于获取待测苹果的苹果图像；显示控制装置用于获取重量信号、气体电信号和苹果图像，根据气体电信号得到待测苹果的成熟度，根据苹果图像得到待测苹果的果径、颜色和伤损情况，并根据重量信号、成熟度、果径、颜色和伤损情况确定待测苹果的品质级别。苹果品质检测仪通过对苹果释放的气体对苹果的成熟度进行检测和评价；通过电子秤和视觉感知器，对苹果的外部品质进行检测和评价；综合苹果内外部品质，提高检测精度，根据消费者需求，对苹果品质进行合理地检测和分级。该苹果品质检测仪能够在几秒钟之内对苹果的品质进行一次综合判定，可以快速、全面获取苹果品质；采用微型传感器设备，使苹果品质检测仪体积更小，更方便携带，便于应用于多种场合。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例所提供的苹果品质检测仪的主视图；图2为本专利技术实施例所提供的苹果品质检测仪的左视图；图3为本专利技术实施例所提供的苹果品质检测仪的俯视图；图4为本专利技术实施例所提供的苹果品质检测方法的流程图；图5为本专利技术实施例所提供的二氧化碳的气体浓度转换图；图6为本专利技术实施例所提供的乙烯的气体浓度转换图。其中，1、显示控制装置；2、进样口；3、玻璃外壳；4、小型电子秤；5、传送带；6、视觉感知器；7、风扇；8、气体传感器阵列盒；9、供电装置。具体实施方式<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种苹果品质检测仪，其特征在于，包括：玻璃外壳、电子秤、气体传感器阵列盒、视觉感知器和显示控制装置；/n所述电子秤、所述气体传感器阵列盒和所述视觉感知器均与所述显示控制装置电连接；/n所述电子秤放置于所述玻璃外壳内部的底部；所述电子秤用于放置待测苹果，以及测量所述待测苹果的重量信号；/n所述气体传感器阵列盒设置于所述玻璃外壳内部的顶部；所述气体传感器阵列盒用于检测所述待测苹果的气体信息，并将所述气体信息转换为气体电信号；/n所述视觉感知器设置于所述气体传感器阵列盒内部；所述视觉感知器用于获取所述待测苹果的苹果图像；/n所述显示控制装置用于获取所述重量信号、所述气体电信号和所述苹果图像，根据所述气体电信号得到所述待测苹果的成熟度，根据所述苹果图像得到所述待测苹果的果径、颜色和伤损情况，并根据所述重量信号、所述成熟度、所述果径、所述颜色和所述伤损情况确定所述待测苹果的品质级别。/n

【技术特征摘要】
1.一种苹果品质检测仪，其特征在于，包括：玻璃外壳、电子秤、气体传感器阵列盒、视觉感知器和显示控制装置；
所述电子秤、所述气体传感器阵列盒和所述视觉感知器均与所述显示控制装置电连接；
所述电子秤放置于所述玻璃外壳内部的底部；所述电子秤用于放置待测苹果，以及测量所述待测苹果的重量信号；
所述气体传感器阵列盒设置于所述玻璃外壳内部的顶部；所述气体传感器阵列盒用于检测所述待测苹果的气体信息，并将所述气体信息转换为气体电信号；
所述视觉感知器设置于所述气体传感器阵列盒内部；所述视觉感知器用于获取所述待测苹果的苹果图像；
所述显示控制装置用于获取所述重量信号、所述气体电信号和所述苹果图像，根据所述气体电信号得到所述待测苹果的成熟度，根据所述苹果图像得到所述待测苹果的果径、颜色和伤损情况，并根据所述重量信号、所述成熟度、所述果径、所述颜色和所述伤损情况确定所述待测苹果的品质级别。


2.根据权利要求1所述的苹果品质检测仪，其特征在于，所述苹果品质检测仪还包括：风扇；
所述风扇设置于所述玻璃外壳上；所述风扇用于在从所述玻璃外壳内取出所述待测苹果后，清洁所述玻璃外壳内的空气。


3.根据权利要求2所述的苹果品质检测仪，其特征在于，所述苹果品质检测仪还包括：进样口和出样口；
所述进样口和所述出样口相对设置于所述玻璃外壳上；
所述进样口用于将所述待测苹果放入所述玻璃外壳内，所述出样口用于将所述待测苹果从所述玻璃外壳内取出。


4.根据权利要求3所述的苹果品质检测仪，其特征在于，所述苹果品质检测仪还包括：传送带；
所述传送带贯穿所述进样口和所述出样口，覆盖于所述电子秤上方，且与所述电子秤接触；
所述传送带用于将所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李哲敏，曹玉栋，李娴，
申请(专利权)人：中国农业科学院农业信息研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11