[发明专利]一种西瓜成熟度检测装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及农产品指标测量，尤其涉及一种检测西瓜成熟度的装置及方法。

背景技术

在农业西瓜种植调查中，西瓜成熟程度的测量在西瓜收种、瓜农挑瓜中具有重要的作用。目前，对西瓜成熟度的检测主要通过瓜农的个人经验判断，但由于人工检测存在耗时长、误差大，从而导致效率低，并且难以通过人工完成大规模样本数据的精确检测，一旦经验式判断出现失误，容易导致大面积的半熟瓜、未熟瓜提前上市。半熟瓜、未熟瓜的提前上市一方面对西瓜本身造成了损伤；另一方面对瓜农造成了巨大的经济损失，对消费者而言将会影响到本地瓜的信誉，且食用未熟或半熟瓜对人而言会存在一定的危害，也会对将来的西瓜市场造成不良影响。

发明内容

为了实现在无损条件下对西瓜进行成熟度检测，本发明的目的在于：提供一种能在无损条件下，对西瓜成熟度进行快速检测，并能采集大量西瓜样本数据的西瓜成熟度检测方法及装置。

本发明所采用的技术方案是：一种西瓜成熟度检测装置，包括机械爪、测重盘和测重底座，机械爪位于测重盘四周，其特征在于：所述机械爪的爪头安装有微型射频接收器，机械爪的爪臂上装有被扫场线圈缠绕的电磁铁，在测重盘和测重底座之间设有微型射频振荡器，在测重底座前设有一显示屏，所述微型射频振荡器、电磁铁组成成像设备，所述微型射频接收器与计算机相连，所述微型射频接收器将成像信号传给计算机模块处理并由显示屏显示检测结果，所述计算机模块包括参数设置模块、图像获取模块、图像处理模块以及西瓜成熟度计算模块，所述参数设置模块用于设定电磁铁的磁场强度参数、微型射频振荡器和微型射频接收器的射频参数；所述图像获取模块用于获取西瓜核磁共振成像图和C核、H核质谱图；所述图像处理模块用于处理核磁共振成像图和C核、H核质谱图；所述西瓜成熟度计算模块用于自动计算西瓜的成熟度。

本发明所述机械爪的爪头为吸盘状爪头。

本发明所述机械爪为3条或3条以上。

本发明采用的西瓜成熟度的检测方法包括以下步骤：

（1）调整机械臂，将待测西瓜放置到测重底座上，并使其充分展开包裹待测西瓜；

（2）设定电磁铁的磁场强度参数、微型射频振荡器的射频参数、微型射频接收器的射频参数；

（3）由微型射频振荡器向待测西瓜发射电磁波信号，所述电磁波信号通过待测西瓜后由微型射频接收器接收并输送到计算机，经分析得到核磁共振成像图和C核、H核质谱图；

（4）提取步骤（3）中的质谱图，并分析波峰类型，得到蔗糖和果糖波峰位置，通过对蔗糖和果糖的波形进行积分得到其面积，得到甜度比数据；

（5）提取步骤（3）核磁共振成像图中瓜瓤颜色特征，再结合步骤（4）中测得的甜度比，根据样本库颜色特征和甜度比数据，采用SVM方法训练的分类模型，通过SVM方法预测得到西瓜的成熟度。

所述步骤（4）的具体过程是：先使用FFT算法进行滤波，消除干扰物质所产生的波形毛刺对待测物的干扰，再使用smoothts函数中的高斯窗口对步骤（3）中所得C核、H核质谱图滤波，对滤波后的波形进行平滑处理，接着对蔗糖和果糖波形进行积分得到其面积，然后将蔗糖和果糖波形的积分面积相比得到摩尔比，从而进一步得到质量比和甜度比。

所述步骤（5）的具体过程是：先对步骤（3）中的核磁共振成像图进行灰度级的彩色变换法处理得到伪彩色图像，再使用颜色直方图进行颜色特征提取，再结合步骤（4）中得到的甜度比，将上述甜度比和颜色特征输入训练好的SVM模型中得到西瓜成熟度。

本发明装置和方法通过核磁共振成像来测量西瓜数据，不会对被测瓜体造成损伤，适合大量西瓜样本数据的采集，且本发明装置较小巧，携带和使用方便；且使用FFT算法和smoothts函数的高斯窗口滤波能够提高甜度比的检测精度，得到的结果准确率和工作效率大大提高，实现了西瓜的快速、便捷、无损成熟度检测。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的工作流程图；

图中，1是微型射频接收器，2是微型射频振荡器，3是测重底座，4是测重盘，5是被扫场线圈缠绕的电磁铁，6是机械爪，7是显示屏，8是计算机。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明，但是本发明不仅限于以下具体实施方式。