(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210995709.4 (22)申请日 2022.08.19 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 115078270 A (43)申请公布日 2022.09.20 (73)专利权人 北京市农林科 学院智能装备技 术 研究中心 地址 100097 北京市海淀区曙光 花园中路 11号农科大厦A座1 107 (72)发明人 刘亚超　董大明　邢振　赵贤德　 矫雷子　田宏武　 (74)专利代理 机构 北京路浩知识产权代理有限 公司 11002 专利代理师 苗青盛 (51)Int.Cl. G01N 21/25(2006.01)G01N 21/01(2006.01) (56)对比文件 JP 201514845 3 A,2015.08.20 CN 206489071 U,2017.09.12 CN 111044466 A,2020.04.21 JP 2000111473 A,20 00.04.21 JP 2011112575 A,201 1.06.09 CN 104655606 A,2015.0 5.27 CN 103954563 A,2014.07.3 0 CN 113777063 A,2021.12.10 CN 114119490 A,202 2.03.01 CN 214066914 U,2021.08.27 董建伟.基 于多光谱图像的库尔勒香梨表面 缺陷检测. 《中国优秀硕士学位 论文全文数据库 (工程科技 Ⅰ辑)》 .2020,B024-204. 审查员 谢海辉 (54)发明名称 果蔬表面全域 光谱检测系统和检测方法 (57)摘要 本发明属于食品品质检测技术领域， 提供了 一种果蔬表 面全域光谱检测系统和检测方法， 该 果蔬表面全域光谱检测系统包括： 升降台， 升降 台与样品果蔬可拆卸连接； 多个工业相机， 多个 工业相机周向设于升降台附近； 扫描机构， 扫描 机构用于获取待检测点的光谱数据； 驱动机构， 驱动机构用于驱动升降台在ZY平面内平移， 驱动 机构用于驱动扫描机在XY平面内平移或旋转； 控 制器， 控制器与驱动机构、 工业相机和扫描机构 均电连接。 该果蔬表面全域光谱检测系统能够对 果蔬表面全域的无损检测， 同时减少了因单点检 测带来的测量误差， 提高了对果蔬表 面光谱数据 检测的准确性。 权利要求书2页 说明书12页 附图7页 CN 115078270 B 2022.11.29 CN 115078270 B 1.一种果蔬表面全域 光谱检测系统， 其特 征在于， 包括： 升降台， 所述升降台用于承载样品果蔬； 所述升降台包括： 夹紧机构， 用于将所述样品果蔬限定于所述升降台， 所述夹紧机构用 于将所述样品果蔬和所述升降台可拆卸链接； 第二旋转机构， 与所述夹紧机构通过联轴器 连接， 所述第二旋转机构用于驱动所述样品果蔬的表面旋转； 多个拍摄单元， 多个所述拍摄 单元周向设于所述升降台附近， 用于采集所述样品果蔬表面的多个待检测点的位置信息； 所述升降台还包括样品台和Z轴运动机构， 所述样品台用于安放所述样品果蔬， 所述Z 轴运动机构用于控制所述样品台及所述样品果蔬沿竖直方向平 移； 扫描机构， 所述扫描机构用于获取与多个所述待检测点相对应的光谱数据； 所述扫描机构依次沿第 一路径和第 二路径对所述样品果蔬表面进行循环扫描， 并当所 述扫描机构位于所述第一路径对应的扫描终点时， 所述第二旋转机驱动所述样品果蔬表面 旋转一定角度， 当所述扫描机构位于所述第二路径对应的扫描终点时， 所述第二旋转机驱 动所述样品果蔬表面旋转所述 一定角度； 所述第一路径的扫描起点为所述多个待检测点中的第 一检测点， 所述第 一路径的扫描 终点为所述多个待检测点中的第二检测 点， 所述第二路径的扫描起点为所述第二检测点， 所述第二路径的扫描终点 为所述第一检测点； 所述第一路径和所述第二路径均包括多个待检测点； 驱动机构， 所述驱动机构用于驱动所述升降台沿所述竖直方向平移， 所述驱动机构用 于驱动所述扫描机构在XY平面内平 移或旋转； 所述XY平面 为与所述竖直方向垂直的平面， 且所述XY平面包括所述扫描机构； 控制器， 所述控制器与所述驱动机构、 所述拍摄单元和所述扫描机构均电连接， 所述控 制器用于控制所述拍摄单元采集所述位置信息， 所述控制器用于基于所述位置信息控制所 述驱动机构的运动状态， 所述控制器用于解析 所述光谱数据。 2.根据权利要求1所述的果蔬表面全域光谱检测系统， 其特征在于， 所述扫描机构包 括： 相干光源， 所述相干光源用于发射相干光； 反射光学元件， 所述反射光学元件用于将所述相干光反射至所述样品果蔬的表面， 并 接收所述样品果蔬表面的散射 光； 模数A/D转换器， 用于将所述散射 光转换成第一数字信号； 示波器， 所述示波器与所述模数A/D转换器电连接， 所述示波器用于将所述第一数字信 号转换成所述 光谱数据； 运动机构， 所述运动机构与所述驱动机构传动连接， 所述运动机构用于引导所述相干 光源、 所述反射光学元件和所述模数A/D转换器在所述XY平面内平移或旋转， 所述相干光 源、 所述反射 光学元件和所述模数A/D转换器相对静止 。 3.根据权利要求2所述的果蔬表面全域光谱检测系统， 其特征在于， 所述运动机构包 括： 第一旋转机构， 所述第一旋转机构与所述相干光源、 所述反射光学元件和所述模数A/D 转换器均固定连接， 所述第一旋转机构用于带动所述相 干光源、 所述反射光学元件和所述 模数A/D转换器在所述XY平面内旋转；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115078270 B 2Y轴运动机构， 所述Y轴运动机构与所述第一旋转机构固定连接， 所述Y轴运动机构用于 带动所述第一旋转机构沿所述XY平面的Y轴方向平 移； X轴运动机构， 所述X轴运动机构与所述Y轴运动机构固定连接， 所述X轴运动机构用于 带动所述Y轴运动机构沿所述XY平面的X轴方向平 移。 4.根据权利要求2所述的果蔬表面全域光谱检测系统， 其特征在于， 所述扫描机构还包 括： 信号发生器， 所述控制器和所述相干光源均与所述信号发生器电连接， 所述信号发生 器用于驱动所述相干光源发射相干光； 所述控制器还用于驱动所述信号发生器调制所述相干光的波长 。 5.根据权利要求1 ‑4中任一项所述的果蔬表面全域光谱检测系统， 其特征在于， 还包 括： 显示器， 所述显示器与所述控制器电连接， 所述显示器用于显示所述位置信息及所述 光谱数据对应的解析 结果。 6.一种如权利要求1 ‑5中任一项所述的果蔬表面全域光谱检测系统实施的果蔬表面全 域光谱检测方法， 其特 征在于， 包括： 获取样品果蔬表面多个待检测点对应的位置信息； 基于所述位置信息确定所述扫描机构在XY平面内的检测路径， 所述XY平面用于供所述 扫描机构平 移或旋转； 所述XY平面 为与竖直方向垂直的平面， 且所述XY平面包括所述扫描机构； 基于所述检测路径对多个所述待检测点进行等距扫描， 得到多个所述待检测点对应的 光谱数据； 基于第一模型对所述光谱数据进行解析， 得到解析结果， 所述解析结果用于表示所述 样品果蔬的表面信息或内部信息 。 7.根据权利要求6所述的果蔬表面全域光谱检测方法， 其特征在于， 在采集样品果蔬表 面多个待检测点对应的位置信息之前， 包括： 初始化扫描机构的运行参数； 在显示器中加载目标模型， 所述目标模型用于将所述 解析结果进行三维展示。 8.根据权利要求6所述的果蔬表面全域光谱检测方法， 其特征在于， 在所述得到解析结 果之后， 包括： 将所述解析结果输入至目标模型， 得到所述 解析结果对应的三维展示图像。 9.一种电子设备， 包括存储器、 处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运 行的计算机程序， 其特征在于， 所述处理器执行所述程序时实现如权利要求6至8任一项所 述果蔬表面全域 光谱检测方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115078270 B 3