[实用新型]一种基于反射和透射高光谱成像的棉花杂质检测装置

说明书

本实用新型公开了一种基于反射和透射高光谱成像的棉花杂质检测装置，包括传感器光学模块、光源模块、采样模块和计算机，传感器光学模块与计算机相连；光源模块包括紫外灯、DCRⅢ可见‑近红外线光源和可见‑近红外光源，采样模块包括步进电机控制器、透射载物台、移动平台和步进电机，步进电机控制器与计算机连接，透射载物台设置在移动平台上，步进电机用于驱动移动平台和透射载物台以稳定速度平移；不同光源发射不同波长的光子至透射载物台上的棉花，光子经反射、吸收或透射后被传感器光学模块捕获形成棉花杂质的高光谱图像，并将高光谱图像传输给计算机。该检测装置能够方便快捷地进行棉花杂质的检测，且具有较高的检测精度。

技术领域

本实用新型涉及高光谱成像技术检测领域，特别是指一种基于反射和透射高光谱成像的棉花杂质检测装置。

背景技术

一般而言，农林产品检测方法分为人工检测和机器检测。人工检测的标准主要依靠人眼识别，缺点是效率低、费时费力，且检测误差大，相较之，机器检测则可以避免上述问题，很好的达到预期效果。

高光谱成像技术是结合了成像技术和光谱技术的一门新技术，其在光谱维度上进行了更小的划分，因而其可以获得图像上每个点的光谱数据，及其任意一个光谱波段的图像信息，结合不同的被检物质其成分不同具有不同的光谱特性，为各类检测提供了更多的信息。

棉花是一种锦葵科棉属植物的种子纤维，成熟后的棉花为白色或白中带黄，其纤维素含量约为87％～90％，其为世界上最主要的经济作物之一，主要应用于棉品纺织和工业领域。棉花的品质，是决定棉花价值的一个关键指标，其杂质指标也是其定价的主要因素，此外残留杂质对棉花的价值造成了一定的影响，因而，对棉花中杂质的检测则尤为重要。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提出一种基于反射和透射高光谱成像的棉花杂质检测装置，利用该检测装置可对棉花中残留杂质进行有效检测。

基于上述目的，本实用新型提供的一种基于反射和透射高光谱成像的棉花杂质检测装置，包括传感器光学模块、光源模块、采样模块和计算机，所述传感器光学模块包括第一光谱相机和第二光谱相机，所述第一光谱相机和所述第二光谱相机均与所述计算机相连；所述光源模块包括紫外灯、DCRⅢ可见-近红外线光源和可见-近红外光源，所述采样模块包括步进电机控制器、透射载物台、移动平台和步进电机，所述步进电机控制器与所述计算机连接，用于控制所述步进电机转动，所述透射载物台设置在所述移动平台上，所述步进电机用于驱动所述移动平台和所述透射载物台以稳定速度平移；

所述紫外灯、DCRⅢ可见-近红外线光源或可见-近红外光源发射不同波长的光子至所述透射载物台上的棉花，光子经反射、吸收或透射后被所述第一光谱相机或所述第二光谱相机捕获形成棉花杂质的高光谱图像，并将高光谱图像传输给所述计算机，所述计算机对棉花杂质的高光谱图像进行数据处理，从而确定棉花杂质的种类。

在本实用新型的其中一个实施例中，所述紫外灯和所述DCRⅢ可见-近红外线光源均设置在所述透射载物台的上方，所述可见-近红外光源设置在所述透射载物台的下方。

在本实用新型的其中一个实施例中，所述紫外灯和所述DCRⅢ可见-近红外线光源的个数均为两个，且两个紫外灯和两个DCRⅢ可见-近红外线光源均设置在所述第一光谱相机和所述第二光谱相机的两侧。

在本实用新型的其中一个实施例中，所述紫外灯设置在所述DCRⅢ可见-近红外线光源的上方，且所述紫外灯和所述DCRⅢ可见-近红外线光源均以水平夹角为60°固定在所述第一光谱相机和所述第二光谱相机的两侧。

在本实用新型的其中一个实施例中，所述第一光谱相机为可见-短波近红外光谱相机，所述第二光谱相机为近红外光谱相机；当所述光源模块为紫外灯或DCRⅢ可见-近红外线光源时，选择所述可见-短波近红外光谱相机采集棉花杂质的高光谱图像并传输给所述计算机；当所述光源模块为可见-近红外光源时，选择所述近红外光谱相机采集棉花杂质的高光谱图像并传输给所述计算机。