基于碰撞声的开心果分拣技术研究

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1、2014年第11期第11期（总第370期）农产品加工No.112014年11月FarmProductsProcessingNov.文章编号：1671-9646（2014）11a-0065-03基于碰撞声的开心果分拣技术研究*臧富瑶，冯涛，王晶，胡俊杰（北京工商大学材料与机械工程学院，北京100048）摘要：基于碰撞声的开心果分拣技术是通过撞击迫使坚果壳体振动发声，再经分析处理获得开闭口对应的声信号特征，最后实现不同坚果类型的识别和分离。试验过程中，大理石地面作为被撞击物，背景噪声为50dB，测得闭口、半开口、开口3种状态，共80个不同样本开心果的碰撞声信号，经处理得到信号的时

2、域和频域图形，从中提取分拣特征。依据此分拣特征，样本开心果可实现试验室条件下的完全分拣。关键词：开心果分拣技术；碰撞声；时域和频域中图分类号：TS255文献标志码：Adoi：10.3969/jissn.1671-9646（X）.2014.11.020PistachioSortingTechniqueResearchUsingImpactAcousticsZANGFu-yao，*FENGTao，WANGJing，HUJun-jie（SchoolofMaterialandMechanicalEngineering，BeijingTechnologyandBusinessUnive

3、rsity，Beijing100048，China）Abstract：Pistachiosortingtechniqueresearchusingimpactacousticsisamethod，whichistomakepistachiovibratingandsoundingwhenimpacted，andgettheconnectionbetweenitssignalfeaturesandstructurecharacteristicsthroughacousticsanalyzing.Intheconditionsoflaboratory，50dBofbackgrou

4、ndnoise，impactwithmarblefloor，thisexperimentacquirestheimpactacousticssignalof80samplespistachiowithclosedshell，semiopenshellandopenshell.Afteranalyzing，itacquiresthetimedomainandfrequencydomainfigures，whichcontainsselectingfeatures.Accordingtotheobvioussortingfeatures，pistachiosamplescanbe

5、selectedinthelaboratoryconditionscompletely.Keywords：pistachiosortingtechnique；impactacoustics；time-frequency[3]开心果是一种外壳坚硬的休闲食品，有很高的Pearson首次将碰撞声检测法用于开心果的分经济价值和营养价值，深受消费者欢迎。该种坚果拣，从时域和频域图中提取碰撞声信号的分类特征。在采摘时多为闭口状态，采摘后需经一系列的处理该分拣装置在试验状态下的吞吐量约为40颗/s（大使其出现“人工裂口”再出售。由于保证100%的开约相当于216kg/h），分类准确率接近9

6、7%。Khalifa[4]口率难度大、成本高，所以开心果的开口比率一般等人将主成分分析和自适应神经模糊推理系统结合只能达到90%~95%。起来应用于空壳核桃的智能分拣，分类准确率达到长久以来，开心果的开口状态挑选主要依靠人100%。工，人工挑选效率低、枯燥乏味、成本高。后来，与此同时，国内学者也对碰撞声检测法进行了[5]美国出现了一种机械挑选装置，主要依靠布满针的大量研究。杨红卫提出利用自由落体冲击法检测[6]滚筒来挑选开口开心果，这种挑选方法效率仍较低，小麦品质，其识别率为100%。张丽娜采用HHT挑选精度也不高，挑选后会在果仁上留有针孔，疑方法对小麦碰撞声信号进行特征提取

7、，再用BP神似虫洞，影响其售价。经网络对其进行分类，为碰撞声信号的特征提取提为了提高挑选精度和效率，降低人工成本，大供了新方法。[1][7]量的无损检测手段已应用其中，其中声学特性检据资料显示，很多发达国家的碰撞声检测技术测法是目前为止发展最成熟、效益最好的农产品分已进入应用阶段，在我国碰撞声检测技术还处于探拣手段，该方法分拣速度快、操作简单、不损坏产索研究阶段。因此，迫切需要加快实用化研究将其[2]品，很适合坚果类的分拣。转化成实际生产力。从国内外已有的研究成果看，收稿日期：2014-07-16基金项