一种高光谱检测装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种高光谱检测装置，包括：高光谱成像装置（3）、传感器支架（5）和载物台（7），其中所述高光谱成像装置（3）和所述传感器支架（5）均安装在所述立柱（2）上，所述载物台（7）安装在高光谱成像装置（3）的下方，所述高光谱成像装置（3）可沿着所述立柱（2）上下移动。该高光谱检测装置通过高光谱成像装置获取载物台上待检测对象的图像信息和波长信息，利用该装置能够对待检测对象进行自动化检测，并实时输出检测结果，大大减少检测过程中由于人工操作带来的误差，提高检测效率和精确度，使得检测结果更加可靠，由于采用高光谱进行自动采集，节省检测时间，提高检测效率。
【专利说明】一种高光谱检测装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及光谱检测【技术领域】，尤其涉及一种高光谱检测装置。
【背景技术】
[0002]当今食品安全和品质是广大消费者关注的重点，尤其是食品安全指标更是关系到广大消费者的健康及生命安全。对于加工产品一般在出厂前有专门的质监部门进行检查，但是对于农畜产品安全的检测还存在盲区，我国农畜产品检测技术比较落后，尤其是直接面向农户的快速、即时检测技术还不够完善，这使得我国农畜产品的产地检测发展缓慢。
[0003]对于农畜产品传统的检测方法主要是检验人员根据到产地对其进行实地检查，包括对样本的采集或者是对农畜产品培育过程中的环境条件、用药情况等，这种检测方式对检验人员的专业水平、评价环境以及样品准备有较高要求，且检验过程复杂，耗时长，检验成本高。
实用新型内容
[0004](一)要解决的技术问题
[0005]针对上述缺陷，本实用新型要解决的技术问题是如何提供一种检测装置能在简化检测过程、缩短检测周期的情况下实现对其品质的检测。
[0006](二)技术方案
[0007]为解决上述问题，本实用新型提供了一种高光谱检测装置，包括:高光谱成像装置
3、传感器支架5和载物台7，其中所述高光谱成像装置3和所述传感器支架5均安装在所述立柱2上，所述载物台7安装在高光谱成像装置3的下方，所述高光谱成像装置3可沿着所述立柱2上下移动。
[0008]进一步地，组成所述传感器支架5的各个连接杆之间采用铰接方式连接，相互之间的位置和距离均可调整。
[0009]进一步地，所述载物台7为二维移动载物台，包括电控平移台和电控升降台，所述电控升降台可带动所述二维移动载物台沿着竖直方向上下移动，所述电动平移台可带动二维移动载物台沿着水平方向。
[0010]进一步地，还包括控制器6，包括运动控制器和数据采集卡，其中所述数据采集卡用于对传感器信号的采集，所述运动控制器用于对所述二维移动载物台中电控平移台和电控升降台的位置及运动进行控制。
[0011]进一步地，还包括光纤光源4，为一连续可调的大功率卤钨灯光源，其发出的光线通过光纤输出，照射到置于所述载物台2上的待检测对象上为一圆形光斑。
[0012]进一步地，所述高光谱成像装置2包括CXD相机、成像高光谱仪和聚光镜头，CXD相机和聚光镜头通过成像高光谱仪连接，待检测对象的图像信息通过聚光镜头汇聚至成像高光谱仪，成像高光谱仪将所得的图像信息按照不同的波长进行色散后投射到CCD相机上，从而获取到待检测对象的图像信息和波长信息。[0013]进一步地，所述传感器支架5上设置有距离传感器，用于对待检测对象的高度进行感应识别，输出高度数值。
[0014]进一步地，还包括箱体1，所述立柱2、高光谱成像装置3、光纤光源4、传感器支架
5、传感器、控制器6和载物台7均设置在所述箱体内部的第一空间，其中所述立柱2安装在所述箱体的顶部。
[0015]进一步地，所述箱体I的内部还包括第二空间，位于所述第一空间下方，设置有显示器托盘9，所述显示器托盘9可沿轨道滑动，将所述显示器托盘9从箱体I内抽出；
[0016]将显示器8通过铰接固定在显示器托盘9上，所述显示器8在所述显示器托盘9上合起或打开，打开后可对其进行操作，合起后可随显示器托盘9 一同推入箱体I内部，与箱体I形成一个整体。
[0017]进一步地，所述箱体I的内部还包括第三空间，位于所述第二空间的下方，设置有计算机主机10，且所述数据采集卡安装在所述计算机主机10中。
[0018](三)有益效果
[0019]本实用新型提供了本实用新型公开了一种高光谱检测装置，包括:高光谱成像装置3、传感器支架5和载物台7，其中所述高光谱成像装置3和所述传感器支架5均安装在所述立柱2上，所述载物台7安装在高光谱成像装置3的下方，所述高光谱成像装置3可沿着所述立柱2上下移动。该高光谱检测装置通过高光谱成像装置获取载物台上待检测对象的图像信息和波长信息，利用该装置能够对待检测对象进行自动化检测，并实时输出检测结果，大大减少检测过程中由于人工操作带来的误差，提高检测效率和精确度，使得检测结果更加可靠。由于采用高光谱进行自动采集，能够根据检测人员的设置要求，自动对放入的待检测对象进行检测，检测速度快，节省时间，从而提高检测效率。高光谱成像技术融合了传统的图像和光谱技术，可同时得到待检测对象的空间位置信息和光谱信息，因此可以更好地反映待检测对象的综合性状，可以作为农产品品质评估和安全检测研究中有效、方便、快捷的检测工具。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为本实用新型实施例提供的一种高光谱检测装置的组成示意图。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图和实施例，对本实用新型的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
[0022]本实用新型实施例中提供了一种高光谱检测装置，结构示意图如图1所示，包括:高光谱成像装置3、传感器支架5和载物台7，其中高光谱成像装置3和传感器支架5均安装在立柱2上，载物台7安装在高光谱成像装置3的下方，高光谱成像装置3可沿着立柱2上下移动。
[0023]基于上述高光谱检测装置，通过高光谱成像装置获取载物台上待检测对象的图像信息和波长信息，利用该装置能够对待检测对象进行自动化检测，并实时输出检测结果，大大减少检测过程中由于人工操作带来的误差，提高检测效率和精确度，使得检测结果更加可靠。由于采用高光谱进行自动采集，能够根据检测人员的设置要求，自动对放入的待检测对象进行检测，检测速度快，节省时间，从而提高检测效率。
[0024]需要说明的是，本实施例图1中的I表不箱体，4表不光纤光源,6表不控制器,8表示显示器，9表示显示器托盘，10表示计算机主机主机。
[0025]优选地，本实施例中传感器支架5上设置有距离传感器，用于对待检测对象的高度进行感应识别，输出高度数值。进一步地，本实施例中组成传感器支架5的各个连接杆之间采用铰接方式连接，相互之间的位置和距离均可调整，能够更加方便地调节传感器支架上放置的距离传感器(图1中未示出)的高度和方向。
[0026]优选地，本实施例中的载物台7为二维移动载物台，包括电控平移台和电控升降台，电控升降台可带动二维移动载物台沿着竖直方向上下移动，电动平移台可带动二维移动载物台沿着水平方向。
[0027]优选地，本实施例中的高光谱检测装置还包括控制器6，包括运动控制器和数据采集卡，运动控制器和数据采集卡均为在图1中示出，其中数据采集卡用于对传感器信号的采集，运动控制器用于对二维移动载物台中电控平移台和电控升降台的位置及运动进行控制。
[0028]优选地，本实施例中的高光谱检测装置还包括光纤光源4，为一连续可调的大功率卤钨灯光源，其发出的光线通过光纤输出，照射到置于载物台2上的待检测对象上为一圆形光斑。
[0029]优选地，本实施例中高光谱成像装置2包括CXD相机、成像高光谱仪和聚光镜头，CCD相机和聚光镜头通过成像高光谱仪连接，待检测对象的图像信息通过聚光镜头汇聚至成像高光谱仪，成像高光谱仪将所得的图像信息按照不同的波长进行色散后投射到CCD相机上，从而获取到待检测对象的图像信息和波长信息。
[0030]优选地，本实施例中的高光谱检测装置还包括箱体1，立柱2、高光谱成像装置3、光纤光源4、传感器支架5、传感器、控制器6和载物台7均设置在箱体内部的第一空间,其中立柱2安装在箱体的顶部。
[0031]优选地，本实施例中的高光谱检测装置中箱体I的内部还包括第二空间，位于第一空间下方，设置有显示器托盘9，显示器托盘9可沿轨道滑动，将显示器托盘9从箱体I内抽出。将显示器8通过铰接固定在显示器托盘9上，显示器8在显示器托盘9上合起或打开，打开后可对其进行操作，合起后可随显示器托盘9 一同推入箱体I内部，与箱体I形成一个整体。
[0032]优选地，本实施例中的高光谱检测装置中箱体I的内部还包括第三空间，位于第二空间的下方，设置有计算机主机10，且数据采集卡安装在计算机主机10中。
[0033]进一步地，本实施例中箱体I通过一个隔板隔开，后部放置光纤光源4和控制器6 ；前部为工作区域，安装高光谱成像装置3、距离传感器、载物台7，立柱2安装在箱体I的顶部，高光谱成像装置3安装立柱2上并且可以在立柱2上上下滑动，传感器支架5也安装在立柱2上。箱体I的中部(即第二空间)设置有显示器托盘9，显示器托盘9可在轨道上滑动，轨道位于显示器托盘9的下方。其中距离传感器采集到的高度数据通过串口直接输出给计算机主机10，计算机主机10根据该距离传感器发送的高度数值对待检测对象的高度进行调整，控制传感器支架5在立柱2上进行移动，知道达到合适的高度为止。
[0034]图1所示的是第一空间和第二空间打开，第三状态闭合状态下的示意图。[0035]其中本实施例中控制器6实现功能包括:控制二维移动载物台的运动状态和距离传感器数据的读取与控制；控制CCD相机相关参数的设置；控制高光谱成像装置对光谱信息的采集和分析处理，还用于控制显示与保存模块可显示运行结果，并可将结果按照操作人员的要求进行输出和保存。
[0036]需要说明的是，本实施例中的控制器可是MCU (Micro Control Unit,微控制单元)，其作为整个检测装置的下位机。
[0037]本实施例中高光谱检测装置的工作流程图，具体如下:
[0038]将待检测对象放置到二维移动载物台上，通过举例传感器对待检测对象的高度进行感应识别,输出高度数值,将其发送给计算机主机,计算机主机收到该高度数值后确定位置是否合适，如果不合适就要通过调节传感器支架，包括构成传感器支架的各个连接杆之间的距离和位置进行调整，直到找到合适的位置为止。打开光线纤光源，其发出的光线照射在待检测对象上形成一个圆形光斑，待检测对象的图像信息通过聚光镜头汇聚至成像高光谱仪，成像高光谱仪将所得的图像信息按照不同的波长进行色散后投射到CCD相机上，从而获取到待检测对象的图像信息和波长信息。
[0039]需要说明的是，本实施例中的计算机主机作为整个检测装置的上位机，接收到图像信息和波长信息之后进行的处理，并基于这些信息数据给出检测结果，具体包括:
[0040]首先进行参数设置，包括C⑶相机参数的设置、运动状态参数设置、黑白参考的提取等；参数设置完成后进行检测；经过η次(η为每个样品上需要检测的点数)检测循环后，判断是否有无效数据(包括受到噪声影响较大的数据、异常组织上的数据等)，如有无效数据需要对无效数据进行剔除，然后再根据所剔除数据的个数重新采集数据；完成数据的采集后对η个点的数据进行平均、平滑等处理后提取预先设定的有效特征参数，交由计算机进行处理，并将计算结果(即检测结果)通过显示器进行显示，同时还可以将该检测结果保存起来；一个样品检测完成后，控制器自动将载物台复位，等待下一个待检测对象的检测。
[0041]该高光谱检测装置的主要特点是:待检测对象放入后，通过装置中的各个结构实现获取图像信息和波长信息，能够根据预设参数自动进行检测，因此其检测速度快，检测精度较高；能够实现无损伤检测，并实时保存检测结果。
[0042]由以上实施例可以看出，本实用新型实现了高光谱成像装置的自动化检测，并能够根据操作人员需要实时输出检测结果，大大减少了人为干预造成的误差，提高了检测效率和精确度，使结果更可靠；实现了装置的计算机控制，可有效地减少实际操作步骤，使检测系统的操作方法简单，更容易为普通技术人员所掌握，同时为其他类似的检测技术提供借鉴，因而具有广阔的应用前景。
[0043]以上实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制，有关【技术领域】的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本实用新型的范畴，本实用新型的专利保护范围应由权利要求限定。
【权利要求】
1.一种高光谱检测装置，其特征在于，包括:立柱(2)、高光谱成像装置(3)、光纤光源(4)、传感器支架(5)、控制器(6)和载物台(7)，均设置在箱体(I)内部的第一空间； 箱体(I)的内部还包括第二空间和第三空间，第二空间位于述第一空间下方，设置有显示器托盘(9)，所述显示器托盘(9)可沿轨道滑动，将所述显示器托盘(9)从箱体(I)内抽出，第三空间位于第二空间的下方，设置有计算机主机(10); 所述高光谱成像装置(3)包括CXD相机、成像高光谱仪和聚光镜头，CXD相机和聚光镜头通过成像高光谱仪连接，待检测对象的图像信息通过聚光镜头汇聚至成像高光谱仪，成像高光谱仪将所得的图像信息按照不同的波长进行色散后投射到CCD相机上，从而获取到待检测对象的图像信息和波长信息； 其中所述高光谱成像装置(3 )和所述传感器支架(5 )均安装在所述立柱(2 )上，所述载物台(7)安装在高光谱成像装置(3)的下方，所述高光谱成像装置(3)可沿着所述立柱(2)上下移动。
2.根据权利要求1所述的高光谱检测装置，其特征在于，组成所述传感器支架(5)的各个连接杆之间采用铰接方式连接，相互之间的位置和距离均可调整。
3.根据权利要求1所述的高光谱检测装置，其特征在于，所述载物台(7)为二维移动载物台，包括电控平移台和电控升降台，所述电控升降台可带动所述二维移动载物台沿着竖直方向上下移动，所述电控平移台可带动二维移动载物台沿着水平方向。
4.根据权利要求3所述的高光谱检测装置，其特征在于，还包括控制器(6)，包括运动控制器和数据采集卡，其中所述数据采集卡安装在所述计算机主机(10)中，用于对传感器信号的采集，所述运动控制器用于对所述二维移动载物台中电控平移台和电控升降台的位置及运动进行控制。
5.根据权利要求1所述的高光谱检测装置，其特征在于，还包括光纤光源(4)，为一连续可调的大功率卤钨灯光源，其发出的光线通过光纤输出，照射到置于所述载物台(2)上的待检测对象上为一圆形光斑。
6.根据权利要求1所述的高光谱检测装置，其特征在于，所述传感器支架(5)上设置有距离传感器，用于对待检测对象的高度进行感应识别，输出高度数值。
7.根据权利要求1所述的高光谱检测装置，其特征在于，所述立柱(2)安装在所述箱体的顶部。
8.根据权利要求1所述的高光谱检测装置，其特征在于，显示器(8)通过铰接固定在显示器托盘(9 )上，所述显示器(8 )在所述显示器托盘(9 )上合起或打开，打开后可对其进行操作，合起后可随显示器托盘(9 ) 一同推入箱体(I)内部，与箱体(I)形成一个整体。
【文档编号】G01N21/25GK203720072SQ201320792928
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2013年12月4日 优先权日:2013年12月4日
【发明者】彭彦昆, 郭辉, 林琬 申请人:中国农业大学