[发明专利]基于高光谱空间散射曲线的苹果硬度无损检测方法

权利要求书

1.一种基于高光谱空间散射曲线的苹果硬度无损检测方法，包括以下步骤：

S1，样本的选取：选择大小相当、表面无明显疤痕的苹果作为样本；

S2，高光谱数据的采集：利用高光谱图像采集系统对每个苹果采集赤道等距离处n点的光谱图像，将n幅图像的平均光谱图像作为该苹果的高光谱图像；

S3，硬度的标准值的测定：在对每个苹果采集光谱图像的位置利用硬度计测得n点的硬度值，将该n点的硬度值的平均值作为每个苹果硬度的标准值；

S4，对高光谱数据的处理：将样本分为校正组和验证组；并用垂直于光谱轴的直线截取每个苹果的所述高光谱图像，获取每个苹果的空间散射曲线，并对所述空间散射曲线进行拟合，得到空间散射曲线的拟合参数；

S5，硬度预测模型的建立和评价：基于校正组采用多种化学计量方法利用所述拟合参数建立硬度预测模型，并基于验证组对所述硬度预测模型进行验证，根据预测值与标准值的比较结果选取最优硬度预测模型。

2.如权利要求1所述的基于高光谱空间散射曲线的苹果硬度无损检测方法，其特征在于，在所述步骤S2和S3中，n取4。

3.如权利要求1所述的基于高光谱空间散射曲线的苹果硬度无损检测方法，其特征在于，在所述步骤S2中，所述高光谱图像采集系统包括CCD照相机、高光谱成像仪，带有反馈控制器的光源供给系统和计算机。

4.如权利要求1所述的基于高光谱空间散射曲线的苹果硬度无损检测方法，其特征在于，在所述步骤S4中，按照3∶1的比例将样本分为校正组和验证组。

5.如权利要求1所述的基于高光谱空间散射曲线的苹果硬度无损检测方法，其特征在于，在所述步骤S4中，“对所述空间散射曲线进行拟合，得到空间散射曲线的拟合参数”的步骤具体为：用洛伦兹函数对所述空间散射曲线进行非线性拟合，

所述洛伦兹函数的原型如下：

y=a+b[1+(xc)2]]]>

其中，a为空间散射曲线的渐近值，b为空间散射曲线的峰值，c为空间散射曲线的半波带宽，x为散射距离；a、b、c，x即为所述拟合参数。

6.如权利要求1所述的基于高光谱空间散射曲线的苹果硬度无损检测方法，其特征在于，在所述步骤S5中，“基于校正组采用多种化学计量方法利用所述拟合参数建立硬度预测模型”的步骤具体为：基于校正组分别采用偏最小二乘法和逐步多元线性回归法在524nm-1016nm波段范围内利用所述拟合参数建立硬度预测模型。

7.如权利要求3所述的基于高光谱空间散射曲线的苹果硬度无损检测方法，其特征在于，所述高光谱成像仪选用25mm的物镜，曝光时间为100ms，扫描线长度为50mm，苹果的最高点距物镜的距离为170mm，为避免饱和，扫描线距光源的光束中心的距离为2mm。

8.如权利要求3所述的基于高光谱空间散射曲线的苹果硬度无损检测方法，其特征在于，所述光源供给系统包括卤钨灯。