研究及开发用于苹果霉心病检测的双波段方法与设备

（1）搭建了苹果霉心病光谱透射检测平台，提出了一种苹果霉心病等级划分标准， 通过苹果霉心病透射实验，采用相关性分析的方法提取苹果霉心病特征波段为 709.36nm， 其透射强度随着病害等级的增加而减弱；为消除苹果内部品质（糖度、硬度）及直径对 特征波段透射影响，通过相关性分析提取透射参考波段为 779.54nm。 （2）提出了双波段窄带 LED 光源+光电检测传感器的霉心检测方法，设计完成以 MSP430 为核心处理器的双透射波段苹果霉心病检测设备，实现了苹果霉心病的检测。 设备设计主要包括检测设备外型设计、电路模块设计、双波段透射光源设计。其中双波 段透射光源通过 710nm 和 780nm 为中心波长的窄带 LED，采用高电压，频率 1KHz， 占空比 1%的 PWM 波的控制方式实现，单颗灯珠发光效率相比较于恒流方式驱动提高 3 倍左右，为双波段光源的优化设计提供了基础。 （3）建立了基于 LDA 的白水红富士苹果霉心病判别模型。通过搭建的双波段苹果 霉心病检测设备，获取苹果双波段透射强度数据及病害等级数据，采用 LDA 线性判别 算法对不同分类等级下进行判别分析，结果表明，随着分类等级数增加，各等级判别率 降低。在三等级 LDA 判别模型中，以果心是否出现心腐为界线，分析得出等级 1 坏果 判别准确率为 57.1%，等级 2 坏果判别准确率 70%，证明设备在进行霉心病等级划分是 可能的。根据 3 个模型的结果对比分析，设备采用二分类判别模型，经样品数据的回代 验证，模型整体判别准确率为 88.2%，其中病果判别准确率 87.1%。 （4）构建了双透射波段苹果霉心病检测设备性能试验与测试，以同批次采购的 49 个苹果样品为试验材料，试验结果表明，设备整体判别准确率达到 89.8%，霉心病果判 别准确为 87.5%。同时对设备各项电参数性能指标进行测定，设备单个苹果检测用时<1s， 能够持续工作 33.3h，具备良好的检测性能，为苹果霉心病的快速稳定检测提供了保障。