基于脐橙位置状态分类识别的可溶性固形物在线检测研究

发布时间：2021-04-26 13:29

　　脐橙的产后分级处理是提高附加值的有效手段,利用现代检测技术对脐橙外观品质和内部品质进行无损检测可以实现分级销售,优质优价。国外发达国家已推出脐橙智能化分选装备,但由于价格昂贵,维护成本高,国内企业难以广泛应用。国内相关领域的研究起步较晚,特别是脐橙内部品质在线检测设备的智能化和自动化技术水平还不成熟。可溶性固形物含量是影响脐橙口感的重要因素,也是脐橙内部品质检测和评价的重要指标。国内外学者对脐橙可溶性固形物的在线检测进行了相关研究,但普遍是通过获取脐橙赤道部位的光谱建模或获取脐橙多个位置状态的平均光谱建模,并采用相同方式获取光谱对可溶性固形物进行在线检测。然而在工业自动化检测应用中,脐橙通过自动上果装置进入检测线,其位置状态是随机的。对于形状为类球形的脐橙,很难获取到每个脐橙赤道部位的光谱进行检测。此外,由于工业生产中检测脐橙的数量很大,脐橙均是以很快的速度通过检测线,不能重复获取脐橙多个位置状态的平均光谱进行检测。因此,现有的光谱模型在脐橙在线随机位置状态的可溶性固形物的快速检测应用中还存在一定的局限性。为了探索适应脐橙在线随机位置状态的可溶性固形物的在线检测方法。本文以重庆奉节卡拉... 

【文章来源】：西南大学重庆市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：150 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
缩写词简表
第1章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 柑橘可溶性固形物检测国内外研究现状
        1.2.1 柑橘可溶性固形物静态无损检测
        1.2.2 柑橘可溶性固形物在线无损检测
        1.2.3 存在的问题
    1.3 研究内容与技术路线
        1.3.1 主要研究内容
        1.3.2 技术路线
    1.4 本章小结
第2章 材料与方法
    2.1 试验样品
    2.2 试验仪器与设备
    2.3 分析方法
        2.3.1 光谱数据预处理方法
        2.3.2 光谱特征信息提取方法
        2.3.3 图像预处理方法
        2.3.4 图像特征信息提取方法
        2.3.5 建模方法与评价指标
    2.4 本章小结
第3章 脐橙可溶性固形物的漫反射与漫透射静态检测研究
    3.1 引言
    3.2 基于漫反射光谱的脐橙SSC建模及检测
        3.2.1 漫反射光谱采集及样品理化参数测量
        3.2.2 基于赤道部位漫反射光谱的SSC建模及检测
        3.2.3 基于果脐部位漫反射光谱的SSC建模及检测
        3.2.4 基于果蒂部位漫反射光谱的SSC建模及检测
        3.2.5 基于脐橙平均漫反射光谱的SSC建模及检测
        3.2.6 基于脐橙漫反射光谱的SSC检测模型比较
    3.3 基于漫透射光谱的脐橙SSC建模及检测
        3.3.1 漫透射光谱采集及样品理化参数测量
        3.3.2 基于赤道部位漫透射光谱的SSC建模及检测
        3.3.3 基于果脐部位漫透射光谱的SSC建模及检测
        3.3.4 基于果蒂部位漫透射光谱的SSC建模及检测
        3.3.5 基于平均漫透射光谱的SSC建模及检测
        3.3.6 基于脐橙漫透射光谱的SSC检测模型比较
    3.4 脐橙SSC的漫反射与漫透射光谱测量分析与讨论
    3.5 本章小结
第4章 脐橙图像及光谱在线采集系统设计
    4.1 引言
    4.2 系统功能及整体结构
        4.2.1 系统功能
        4.2.2 整体结构
    4.3 样品输送系统设计
    4.4 图像采集系统设计
    4.5 光谱采集系统设计
    4.6 控制系统设计
        4.6.1 控制器
        4.6.2 传感器
        4.6.3 控制原理及软硬件实现
    4.7 系统测试
        4.7.1 样品输送系统测试
        4.7.2 图像采集系统测试
        4.7.3 光谱采集系统测试
    4.8 系统操作步骤
        4.8.1 特定位置状态的数据采集
        4.8.2 随机位置状态的数据采集
    4.9 本章小结
第5章 脐橙在线位置状态模式识别研究
    5.1 引言
    5.2 脐橙在线位置状态分类方法
    5.3 脐橙在线位置状态识别模型
        5.3.1 图像预处理
        5.3.2 图像特征提取
        5.3.3 识别模型训练及验证
    5.4 本章小结
第6章 基于脐橙随机位置状态的可溶性固形物在线检测
    6.1 引言
    6.2 脐橙漫透射光谱在线采集
    6.3 脐橙样品理化参数统计
    6.4 基于脐橙赤道部位获取平均光谱建模的SSC在线检测方法
        6.4.1 脐橙赤道部位获取光谱建模对赤道部位获取光谱的SSC检测
        6.4.2 脐橙赤道部位获取光谱建模对随机位置状态获取光谱的SSC检测
    6.5 基于脐橙多个位置状态获取平均光谱建模的SSC在线检测方法
        6.5.1 脐橙多个位置状态获取平均光谱建模对相同方式获取光谱的SSC检测
        6.5.2 脐橙多个位置状态获取平均光谱建模对随机位置状态获取光谱的SSC检测
    6.6 脐橙在线位置状态自动识别结合相应位置状态光谱模型的SSC在线检测方法
        6.6.1 模型的建立
        6.6.2 模型的自动调用
    6.7 脐橙SSC在线检测结果分析与讨论
    6.8 本章小结
第7章 结论与展望
    7.1 研究结论
    7.2 主要创新点
    7.3 展望
参考文献
在读期间发表论文、申请专利及参与课题情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
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[2]果皮对脐橙可溶性固形物可见/近红外检测精度的影响[J]. 孙通,莫欣欣,刘木华.  光谱学与光谱分析. 2018(05)
[3]苹果可溶性固形物和糖酸比可见/近红外漫反射与漫透射在线检测对比研究[J]. 刘燕德,吴明明,李轶凡,孙旭东,郝勇.  光谱学与光谱分析. 2017(08)
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[5]不知火杂柑可溶性固形物在线检测模型建立及优化[J]. 欧阳爱国,吴明明,王海阳,刘燕德.  光谱学与光谱分析. 2017(05)
[6]基于高光谱技术的柑橘不同部位糖度预测模型研究[J]. 介邓飞,杨杰,彭雅欣,连裕翔,张登.  食品与机械. 2017(03)
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[9]近红外光谱的苹果内部品质在线检测模型优化[J]. 郭志明,黄文倩,陈全胜,彭彦昆,赵杰文.  现代食品科技. 2016(09)
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博士论文
[1]脐橙表面缺陷的机器视觉快速检测研究及嵌入式系统应用[D]. 容典.浙江大学 2017
[2]可见/近红外光谱检测水果品质时影响因素的研究[D]. 戚淑叶.中国农业大学 2016
[3]基于可见/近红外光谱及成像技术的苹果可溶性固形物检测研究[D]. 樊书祥.西北农林科技大学 2016
[4]基于近红外光谱及成像的苹果品质无损检测方法和装置研究[D]. 郭志明.中国农业大学 2015
[5]麒麟瓜内部品质在线无损检测技术的实验研究[D]. 介邓飞.浙江大学 2014
[6]脐橙表面缺陷的快速检测方法研究[D]. 李江波.浙江大学 2012
[7]梨可溶性固形物和酸度的可见/近红外光谱静态和在线检测研究[D]. 孙通.浙江大学 2011
[8]基于光谱和多光谱成像技术的油菜生命信息快速无损检测机理和方法研究[D]. 刘飞.浙江大学 2011
[9]水果内部品质可见/近红外光谱实时无损检测关键技术研究[D]. 陆辉山.浙江大学 2006
[10]西瓜品质可见/近红外光谱无损检测技术研究[D]. 田海清.浙江大学 2006



本文编号：3161495