西瓜成熟度检测方法、装置、系统、电子设备及存储介质

本发明涉及农业，尤其涉及一种西瓜成熟度检测方法、装置、系统、电子设备及存储介质。

背景技术：

1、随着人们生活水平的提高，消费者对西瓜的品质要求也越来越高。高品质的西瓜不仅售价更高、经济效益更好，而且还具有更强的市场竞争力。

2、西瓜的成熟度是衡量西瓜品质好坏的重要评价指标。对西瓜的成熟度进行无损检测，不仅可以保证西瓜品质的一致性，提高西瓜的市场竞争力。

3、现有技术中，西瓜的成熟度通常依据西瓜的授粉时间和瓜农经验确定，主观性较强且检测效率较低，难以准确、快速地实现西瓜成熟度的批量无损检测，进而难以满足大型西瓜种植基地分选西瓜的需求。

技术实现思路

1、本发明提供一种西瓜成熟度检测方法、装置、电子设备及存储介质，用以解决现有技术中西瓜成熟度检测的准确率和效率较低的缺陷，实现提高西瓜成熟度检测的准确率和效率。

2、本发明提供一种西瓜成熟度检测方法，包括：

3、获取待检测西瓜的果肉的光谱数据；

4、基于目标数据预处理方法对所述待检测西瓜的果肉的光谱数据进行数据预处理，获得原始光谱数据；

5、基于目标算法对所述原始光谱数据进行特征筛选，确定所述待检测西瓜对应的目标特征波段；

6、将所述原始光谱数据中波段为所述目标特征波段的光谱数据确定为所述待检测西瓜对应的目标光谱数据之后，将所述目标光谱数据输入西瓜成熟度检测模型，获取所述西瓜成熟度检测模型输出的所述待检测西瓜的成熟度检测结果；

7、其中，所述西瓜成熟度检测模型是基于样本光谱数据和样本西瓜的成熟度检测结果对目标分类模型进行训练后得到的；

8、所述样本光谱数据是基于如下步骤获取的：

9、获取样本西瓜的果肉的光谱数据；

10、基于所述目标数据预处理方法对所述样本西瓜的果肉的光谱数据进行数据预处理，获取原始样本光谱数据；

11、基于所述目标算法对所述原始样本光谱数据进行特征筛选，确定所述样本西瓜对应的样本特征波段；

12、将所述原始样本光谱数据中波段为所述样本特征波段的光谱数据确定为样本光谱数据。

13、根据本发明提供的一种西瓜成熟度检测方法，所述获取待检测西瓜的果肉的光谱数据，包括：

14、在所述待检测西瓜处于目标位姿的情况下，利用卤素灯和光谱仪，获取所述待检测西瓜的近红外全透射光谱数据，作为待检测西瓜的果肉的光谱数据；

15、其中，所述目标位姿包括西瓜的中轴线平行于水平面且所述西瓜的中轴线垂直于所述卤素灯的中心点与所述光谱仪的中心点的连线的位姿，所述西瓜的中轴线为所述西瓜的瓜蒂与所述西瓜的连接点，与所述西瓜的瓜脐的中心点之间的连线。

16、根据本发明提供的一种西瓜成熟度检测方法，基于目标数据预处理方法对所述待检测西瓜的果肉的光谱数据进行数据预处理，获得原始光谱数据，包括：

17、依次采用sgs光谱数据处理方法、msc光谱数据校正方法和map光谱数据校正方法，对所述待检测西瓜的果肉的光谱数据进行数据预处理，获得所述原始光谱数据。

18、根据本发明提供的一种西瓜成熟度检测方法，所述基于目标算法对所述原始光谱数据进行特征筛选，确定所述待检测西瓜对应的目标特征波段，包括：

19、基于混合蛙跳算法对所述原始光谱数据进行特征筛选，确定所述待检测西瓜对应的目标特征波段。

20、根据本发明提供的一种西瓜成熟度检测方法，所述目标分类模型基于偏最小二乘判别分析算法构建。

21、根据本发明提供的一种西瓜成熟度检测方法，所述获取样本西瓜的果肉的光谱数据，包括：

22、在所述样本西瓜处于所述目标位姿的情况下，利用卤素灯和光谱仪，获取所述样本西瓜的近红外全透射光谱数据，作为所述样本西瓜的果肉的光谱数据。

23、本发明还提供一种西瓜成熟度检测装置，包括：

24、数据获取模块，用于获取待检测西瓜的果肉的光谱数据；

25、数据处理模块，用于基于目标数据预处理方法对所述待检测西瓜的果肉的光谱数据进行数据预处理，获得原始光谱数据；

26、特征筛选模块，用于基于目标算法对所述原始光谱数据进行特征筛选，确定所述待检测西瓜对应的目标特征波段；

27、成熟度检测模块，用于将所述原始光谱数据中波段为所述目标特征波段的光谱数据确定为所述待检测西瓜对应的目标光谱数据之后，将所述目标光谱数据输入西瓜成熟度检测模型，获取所述西瓜成熟度检测模型输出的所述待检测西瓜的成熟度检测结果；

28、其中，所述西瓜成熟度检测模型是基于样本光谱数据和样本西瓜的成熟度检测结果对目标分类模型进行训练后得到的；

29、所述样本光谱数据是基于如下步骤获取的：

30、获取样本西瓜的果肉的光谱数据；

31、基于所述目标数据预处理方法对所述样本西瓜的果肉的光谱数据进行数据预处理，获取原始样本光谱数据；

32、基于所述目标算法对所述原始样本光谱数据进行特征筛选，确定所述样本西瓜对应的样本特征波段；

33、将所述原始样本光谱数据中波段为所述样本特征波段的光谱数据确定为样本光谱数据。

34、本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述西瓜成熟度检测方法。

35、本发明还提供一种西瓜成熟度检测系统，包括：如上所述的电子设备和西瓜光谱数据采集装置；所述电子设备与所述西瓜光谱数据采集装置电连接；

36、所述西瓜光谱数据采集装置用于采集待检测西瓜的果肉的光谱数据，并将所述待检测西瓜的果肉的光谱数据发送至所述电子设备。

37、根据本发明提供的一种西瓜成熟度检测系统，所述西瓜光谱数据采集装置，包括：带传动机构、卤素灯、光谱仪、第一暗室、第二暗室和第三暗室；所述带传动机构包括传送带和传动滚筒；所述带传动机构和所述光谱仪分别与所述电子设备电连接；

38、所述带传动机构用于响应于所述电子设备的控制，带动放置于所述传送带上的西瓜沿所述带传动机构的传动方向移动；

39、所述带传动机构的上端依次设置有所述第一暗室、所述第二暗室和所述第三暗室；

40、所述第一暗室上设置有连通所述第一暗室的内部空间的第一入口和第二入口，所述第一入口和所述第二入口均与所述带传动机构的传动方向垂直，且所述第一入口和所述第二入口沿所述带传动机构的传动方向依次排布；

41、所述第三暗室上设置有连通所述第三暗室的内部空间的第五入口和第六入口，所述第五入口和所述第六入口均与所述带传动机构的传动方向垂直，且所述第五入口和所述第六入口沿所述带传动机构的传动方向依次排布；

42、所述第二暗室上对应所述第二入口设置有第三入口，所述第一暗室和所述第二暗室通过所述第二入口和所述第三入口连通，所述第二暗室上对应所述第五入口设置有第四入口，所述第二暗室和所述第三暗室通过所述第四入口和所述第五入口连通；

43、所述卤素灯和所述光谱仪设置于所述第二暗室的内壁上，所述卤素灯的中心点与所述光谱仪的中心点的连线位于水平面并垂直于所述带传动机构的传动方向，所述连线与所述带传动机构的上表面之间的垂直距离为预设距离；

44、所述光谱仪用于采集移动至所述光谱仪与所述卤素灯之间的西瓜的光谱数据，并将采集到的光谱数据发送至所述电子设备。

45、根据本发明提供的一种西瓜成熟度检测系统，所述西瓜光谱数据采集装置，还包括：光电传感器；所述电子设备分别与所述光电传感器、所述卤素灯和所述光谱仪连接；

46、所述光电传感器设置于所述第二暗室内所述第三入口处；

47、所述光电传感器用于在检测到西瓜进入感应区域的情况下，向所述电子设备发送第一指令；

48、所述光电传感器用于在检测到西瓜离开所述感应区域的情况下，向所述电子设备发送第二指令；

49、所述电子设备用于在接收到所述第一指令的情况下，响应于所述第一指令，控制所述光谱仪由非工作状态切换为工作状态，所述电子设备还用于在接收到所述第二指令的情况下，响应于所述第二指令，控制所述光谱仪由工作状态切换为非工作状态。

50、根据本发明提供的一种西瓜成熟度检测系统，所述西瓜光谱数据采集装置，还包括：第一遮光帘和第二遮光帘；

51、所述第一遮光帘设置于所述第一入口处，所述第一遮光帘用于遮挡进入所述第一暗室的光线；

52、所述第二遮光帘设置于所述第六入口处，所述第二遮光帘用于遮挡进入所述第三暗室的光线；

53、根据本发明提供的一种西瓜成熟度检测系统，所述西瓜光谱数据采集装置，还包括：第三遮光帘和第四遮光帘；所述第三遮光帘设置于所述第二入口处；所述第四遮光帘设置于所述第四入口处；

54、所述第三遮光帘和所述第四遮光帘用于遮挡进入所述第二暗室的光线。

55、本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述西瓜成熟度检测方法。

56、本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述西瓜成熟度检测方法。

57、本发明提供的西瓜成熟度检测方法、装置、电子设备及存储介质，通过基于目标数据处理方法对待检测西瓜的果肉的光谱数据进行数据预处理，获得原始光谱数据之后，基于目标算法对原始光谱数据进行特征筛选，确定待检测西瓜对应的目标特征波段，进而将原始光谱数据中波段为目标特征波段的光谱数据确定为待检测西瓜对应的目标光谱数据之后，将目标光谱数据输入西瓜成熟度检测模型，获取西瓜成熟度检测模型输出的待检测西瓜的成熟度检测结果，能更准确、更高效地对西瓜进行成熟度检测，能实现西瓜成熟度的批量无损检测，进而能更好地满足大型西瓜种植基地分选西瓜的需求，用于西瓜成熟度检测的西瓜成熟度检测模型的分类准确率较高、鲁棒性较好，证明了特征波段建模方法的可行性，为应用近红外光谱无损检测技术实现大型厚皮水果的内部品质检测提供了技术支持。