告別“拍一拍”的時(shí)代

手拍西瓜發(fā)出的“嘭嘭”聲，是我們辨識(shí)西瓜優(yōu)劣的訣竅之一。而現(xiàn)在，在浙江省溫嶺市吉園果蔬合作社，有這樣一臺(tái)西甜瓜分選機(jī)，可以通過智能化手段，確保清甜多汁的西瓜來到我們面前，讓我們大快朵頤。

西瓜的“望聞問切”

西甜瓜分選機(jī)采用智能無損檢測(cè)技術(shù)，集外觀檢測(cè)、內(nèi)部品質(zhì)檢測(cè)、貼標(biāo)、分級(jí)輸送等功能于一體，可對(duì)西瓜、甜瓜等水果進(jìn)行多指標(biāo)同步、快速、無損檢測(cè)與分級(jí)。

檢測(cè)西瓜的“外衣”

外部品質(zhì)檢測(cè)機(jī)所采用的機(jī)器視覺檢測(cè)技術(shù)就像人的眼睛，可對(duì)西瓜外觀——如尺寸、形狀、顏色、表面損傷等品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)。

西瓜在流水線上被傳遞，當(dāng)它到達(dá)外部品質(zhì)檢測(cè)機(jī)的圖像采集區(qū)域時(shí)，彩色相機(jī)會(huì)被控制系統(tǒng)觸發(fā)，進(jìn)行圖像采集。采集區(qū)域采用一個(gè)亮度可調(diào)節(jié)的穹頂光源照明，以確保整個(gè)區(qū)域照明的均勻性。隨后，連接相機(jī)的計(jì)算機(jī)會(huì)對(duì)采集到的圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，并通過各種復(fù)雜的圖像分析算法，對(duì)西瓜的外部特征，如尺寸、顏色、果形、外觀缺陷等進(jìn)行綜合分析，進(jìn)而對(duì)西瓜外觀進(jìn)行等級(jí)判定。

正常情況下，機(jī)器視覺系統(tǒng)可以連續(xù)作業(yè)不停歇，且檢測(cè)速度非常快，2秒可檢測(cè)約3顆西瓜，檢測(cè)蘋果、柑橘、番茄、獼猴桃等果蔬的速度可達(dá)10個(gè)/秒。

讓“隱身”的傷無處藏匿

除了彩色相機(jī)，西甜瓜分選機(jī)還采用了近紅外相機(jī)，采集人眼無法看到的近紅外波段圖像信息，對(duì)西瓜的隱性損傷——如機(jī)械碰壓傷、早期輕微腐爛等人眼不易識(shí)別的缺陷進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)面積可以小至1平方毫米。

在外部品質(zhì)檢測(cè)機(jī)的上部、左右側(cè)面各安裝了1臺(tái)彩色相機(jī)、2臺(tái)不同波長的近紅外相機(jī)，對(duì)水果進(jìn)行全表面連續(xù)高速拍照。

一顆西瓜可采集多張圖像，系統(tǒng)對(duì)每張圖像進(jìn)行分析后，可獲得非常精確的評(píng)價(jià)，大大減輕了人工檢測(cè)的勞動(dòng)強(qiáng)度。

開啟“透視眼”

除了檢測(cè)外觀，有沒有一種技術(shù)可以深度檢測(cè)西瓜的糖度、酸度、內(nèi)部缺陷、內(nèi)部病害等指標(biāo)呢？答案是肯定的。

光與西瓜的“碰撞”

傳統(tǒng)的西瓜糖度檢測(cè)方式，需要我們把瓜切開、將果肉榨汁，再將果汁滴到相應(yīng)的儀器上，才能得到結(jié)果。

而西甜瓜內(nèi)部品質(zhì)檢測(cè)機(jī)運(yùn)用的全透射近紅外光譜檢測(cè)技術(shù)，利用了光與西瓜的相互作用，可以用無損傷的方式對(duì)西瓜內(nèi)部品質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)。

當(dāng)近紅外光照射到西瓜上時(shí)，一部分光會(huì)進(jìn)入西瓜內(nèi)部，與內(nèi)部的物質(zhì)成分發(fā)生作用。同時(shí)，西瓜內(nèi)的不同成分也會(huì)對(duì)光產(chǎn)生特定的吸收和散射。

此時(shí)，我們可以借助光譜儀捕捉西瓜散射、吸收光后的全透射光譜信息，對(duì)西瓜的透射光信號(hào)變化進(jìn)行建模分析，實(shí)現(xiàn)西瓜糖度等指標(biāo)的無損檢測(cè)。

讓“空心”遁于無形

針對(duì)西瓜內(nèi)部空心、糖分分布不均勻的情況，我們使用自主研制的光譜檢測(cè)系統(tǒng)，縮短每次光譜儀采集數(shù)據(jù)所需的時(shí)間，通過精密定位技術(shù)連續(xù)采集西瓜多個(gè)點(diǎn)位的多條全透射光譜曲線。

通過分析西瓜特定位置的光譜信息，可揭示西瓜特定位置的特性，例如西瓜的空心，通常是發(fā)生在“赤道”位置，我們可以獲取“赤道”附近的光譜，從而避免其他位置信息的干擾，提高西瓜空心的檢測(cè)精度。

同樣，我們也可以把所有點(diǎn)位的光譜信息都進(jìn)行加權(quán)運(yùn)算，對(duì)西瓜整體特性進(jìn)行綜合分析。

從拍打聽聲的傳統(tǒng)方式，到如今正在更新迭代、不會(huì)對(duì)西瓜品質(zhì)產(chǎn)生損害的現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)，科技的力量不斷壯大，正為守護(hù)我們舌尖上的甜蜜不斷努力著。

（責(zé)任編輯 / 王佳璇 美術(shù)編輯 / 周游）