基于声学特性的西瓜糖度检测系统.pptxVIP

姓名:xxx 学号:xxx;全球西瓜产量（万吨）占水果比例; 糖度是西瓜成熟度的重要判定指标，目前市面上现有的糖度仪多是通过测量溶液的折射率来确定浓度，对于西瓜来说需要先将其变为西瓜汁再测量，测量繁琐而且对西瓜本身有破坏。; 西瓜品质受到品种、农艺、气候、采摘等多种因素的影响，仅根据西瓜大小、表面颜色或触感等都很难判断西瓜品质。无损检测技术是提高商品西瓜品质及竞争优势的重要方式。;生物物料的声学特性; Armstrong等为了检测西瓜在收获和运输过程中所引起的内部损伤，分别测定了内部有损伤和内部无损伤西瓜的共振频率，发现西瓜的内部损伤对其共振频率有一定影响。;肖珂等提出使用短时能量和过零率提取打击信号的算法来准确判断打击信号的起始点，可以较准确地检测西瓜成熟度。 於锋在研究西瓜非生物学信息基础上完善了声学检测西瓜系统。 ZhangYuxin 等通过声学系统检测西瓜成熟度，比较振动频率、衰减率、BM 等声学参数与西瓜成熟度的相关性，发现相关性不高。进而研究两个新声学参数MFCC（mel-frequency cepstrum coefficient ） 和BMV（ band magnitude vector）检测结果，其中BMV 可更好检测西瓜成熟度。;西瓜声学特性测试系统; 在西瓜表面选择6 个典型位置作为测试点,试验时，敲击处的测试点称为敲击点，其余点均称作接收点，并分别进行标记：1 号点为梗部，2 号点为蒂部，3 号至6 号点均布在西瓜赤道部位，其中3 号点为西瓜靠地点或靠地点附近，5 号点位于3 号点对侧，4 号点和6 号点分别均布在3 号点和5 号点之间。 在每一个测试点都贴上1 个压电式加速度传感器，并标记为对应的编号。试验时，敲击点i 和接收点j 的加速度信号共同组成一个敲击-接收点组合ij(i,j 为测试点编号，且i≠j)。;声特征参数提取;特征频率点数量范围的确定; 由图 2 可见，选取的频率点数量越多，则模型的相关系数越高。频率点数量在 1～4 之间时，相关系数 R 小于 0.8 或在 0.8 附近；频率点数量在 4～10 之间时，相关系数在 0.85～0.95 之间；频率点数量大于 10 之后，相关系数均大于 0.95。 比较图3和图4，???着模型的校正均方根误差值降低，RMSEC 与 RMSEP 相差逐步增大。选取的频率点数量小于 5 时，模型普遍稳定但相关性不高；选取的频率点数量大于 10 时，检测精度和模型稳定性普遍降低，因此频率点数量选择在变化较稳定的 6～10 范围较为适宜。;最佳敲击-接收点组合的确定; 4 号点和6 号点在雨水、光照、空气等方面接收条件是基本一致的，瓜瓤在泛瓤期横向伸展过程中基本一致，使得两部分瓜瓤的理化性质相对更一致，因此检测模型能获得较好的结果。同时，相对其它检测部位，敲击-接收点组合46 在田间检测时无需翻动西瓜，检测装置的安放更为便利，因此选取这两个点作为最佳的敲击-接收点组合。;确定特振频率点及检测模型;确定特振频率点及检测模型;参考文献 [1] Armstrong P R, Stone M L, Brusewitz G H. Nondestructive acoustic and compression measurement of watermelon for internal damage detection[J]. American Society of Agricultural Engineer, 1997, 13(5): 641－645. [2] Hiromichi Yamamoto, Mutsuo Iwamoto, Shiko Haginuma. Nondestructive acoustic impulse response method for measuring internal quality of apples and watermelons[J].Journal of Japan Society Hort Science, 1981, 50(20): 247－261. [3] Stone M L, Armstrong P R, Zhang X, et al. Watermelon maturity determination in the field using acoustic impul seimpedance techniques[J]. American Society of Agricultural Engineers, 1996,