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题名哈密瓜可溶性固形物便携式光谱检测装置及通用模型
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作者
吴凡
马本学
董福佳
许莹
张明慧
喻国威
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机构
石河子大学机械电气工程学院
农业农村部西北农业装备重点实验室
现代农业机械兵团重点实验室
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出处
《农业工程学报》
北大核心
2025年第18期319-330,共12页
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基金
国家科技支撑项目(2015BAD19B03)
国家自然科学基金项目(32260429)。
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文摘
针对新疆哈密瓜优势品种(金色年华、黄金蜜、西州蜜25号)可溶性固形物含量(soluble solids content,SSC)现场无损检测需求,该研究研发了一种适配多品种的便携式光谱检测装置,并构建了混合品种通用预测模型。装置采用漫透射光谱采集方式,集成可换光源与光谱采集模块,优化光照检测姿态与光源功率,在果实赤道部位间隔90°采集光谱,融合均值光谱作为原始数据。经一阶导数(first derivative,FD)预处理后,利用无信息变量消除算法(uninformative variables elimination,UVE)筛选特征波长,建立了哈密瓜SSC的一维残差卷积神经网络(one-dimensional residual convolutional neural network,1D-Res-CNN)通用预测模型。结果表明,通用预测模型的校正集和预测集相关系数分别为0.947和0.923,均方根误差分别为0.550%和0.581%;残差预测偏差比为2.601。装置对不同品种的检测变异系数均低于4.5%,SSC预测残差集中于±0.7%区间内,验证了装置在多品种场景下的稳定性与精度。研究结果为哈密瓜SSC的快速无损检测提供了便携化设备与混合品种通用模型支持,具备良好的稳定性、适应性与推广价值。
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关键词
无损检测
混合品种通用模型
便携式装置
哈密瓜
可溶性固形物
可见-近红外光谱
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Keywords
non-destructive testing
general model of mixed varieties
portable device
Hami melon
soluble solids content
visible-near-infrared spectroscopy
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分类号
TN216
[电子电信—物理电子学]
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