[发明专利]一种西瓜成熟度检测装置及方法

权利要求书

1.一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，具体为西瓜成熟度计算模块先提取C核、H核质谱图，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；从核磁共振成像图中提取瓜瓤颜色特征，再结合测得的甜度比，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。

2.根据权利要求1所述的西瓜成熟度检测装置，其特征在于：所述机械爪的爪头为吸盘状爪头。

3.根据权利要求1所述的西瓜成熟度检测装置，其特征在于：所述机械爪为3条或3条以上。

4.一种西瓜成熟度的检测方法，其特征在于，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。

5.根据权利要求4所述的检测方法，其特征在于：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。

6.根据权利要求4所述的检测方法，其特征在于：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。