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专利号: 2018113534363
申请人: 江南大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2023-10-10
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种干燥毛豆含水率的检测方法,其特征在于,所述方法包括:获取待检测含水率的干燥毛豆和样本干燥毛豆对应的在L个波长下的光谱均值特征;L为整数;

根据二进制烟花算法确定最优波长集合;

根据所述最优波长集合对应的所述样本干燥毛豆的光谱均值特征与所述样本干燥毛豆的真实含水率建立偏最小二乘回归法PLSR预测模型;

将所述最优波长集合对应的所述待检测含水率的干燥毛豆的光谱均值特征带入所述PLSR预测模型,得到所述待检测含水率的干燥毛豆的含水率;

所述根据二进制烟花算法确定最优波长集合,包括:

设置N个初始烟花,每个初始烟花的烟花位置对应从L个波长中随机选取的m个波长,m小于L;

将每个烟花的烟花位置解码,计算每个烟花的适应度值;

获取每个烟花爆炸产生的实际火花数量;

获取每个烟花的爆炸半径;

根据所述实际火花数量和所述爆炸半径,确定每个烟花爆炸产生的火花的火花位置;

将每个火花的火花位置解码,计算每个火花的适应度值;

从全部烟花和火花中选择出下一次迭代过程的N个烟花,所述下一次迭代过程的N个烟花的烟花位置为全部烟花和火花个体中适应度值最小的前N/2个个体的位置、以及除前N/2个的烟花和火花以外的烟花和火花中随机选择的N/2个个体的位置;

检测迭代次数是否达到预定迭代次数;

若检测到所述迭代次数未达到所述预定迭代次数,则重新执行将每个烟花的烟花位置解码,计算每个烟花的适应度值的步骤;

若检测到所述迭代次数达到预定迭代次数,则从最后一次迭代产生的N个烟花中选取出适应度值最小的烟花,对最后一次迭代产生的适应度值最小的烟花的烟花位置解码,得到最优波长集合;

其中,N为整数;

所述设置N个初始烟花,每个初始烟花的烟花位置对应从L个波长中随机选取的m个波长,m小于L,包括:针对每个初始烟花,在L个波长位置中的每个波长位置随机生成一个随机数,所述随机数大于0且小于1;

将L个随机数按从大到小的顺序排列,将前m个随机数所在的波长位置设置为1,其余L-m个波长位置设置为0,得到一个L位的二进制字符串,所述二进制字符串为所述初始烟花的烟花位置;

其中,m为整数。

2.根据权利要求1所述的检测方法,其特征在于,所述获取待检测含水率的干燥毛豆和样本干燥毛豆对应的在L个波长下的光谱均值特征的方法相同,均包括:获取每粒干燥毛豆在L个波长下的高光谱图像;

从L个高光谱图像中分别提取所述干燥毛豆的轮廓曲线,并计算每个波长对应的所述轮廓曲线内的光谱均值特征;

其中,第i粒干燥毛豆在第j个波长下的光谱均值特征为

Mx表示在第j个波长对应的高光谱图像中水平方向上的像素数目,My表示在第j个波长对应的高光谱图像中竖直方向上的像素数目,f(a,b)表示在第j个波长对应的高光谱图像中像素点(a,b)的相对反射光强值;L为整数。

3.根据权利要求2所述的检测方法,其特征在于,所述从L个高光谱图像中提取出所述干燥毛豆的轮廓曲线,包括:利用阈值分割法从在预定波长对应的高光谱图像中,获取所述干燥毛豆在所述预定波长下的轮廓曲线;

将所述干燥毛豆在所述预定波长下的轮廓曲线映射到除所述预定波长以外的L-1个波长对应的高光谱图像中,并分别获取所述干燥毛豆的在除所述预定波长以外的L-1个波长下的轮廓曲线。

4.根据权利要求1所述的检测方法,其特征在于,所述获取每个烟花爆炸产生的实际火花数量,包括:按如下公式计算每个烟花爆炸产生的火花的理论数量:

根据如下公式确定每个烟花爆炸产生的火花的实际数量:

其中,numi表示第i个烟花Xi爆炸产生的火花的理论数量,Num和ε为常数,f(Xi)表示第i个烟花Xi的适应度,Ymax是N个烟花中的最大适应度值;Si表示第i个烟花Xi爆炸产生的火花的实际数量,Smin表示预设的火花的最小数量,Smax表示预设的火花的最大数量,round()为取整函数。

5.根据权利要求1所述的检测方法,其特征在于,所述获取每个烟花的爆炸半径,包括:按如下公式计算每个烟花的爆炸半径:

其中,Ai表示第i个烟花Xi的爆炸半径,T表示最大迭代次数,t表示当前迭代次数,Ainit表示初始烟花爆炸的最大半径,Aend表示最后一次烟花爆炸的最大半径。

6.根据权利要求1所述的检测方法,其特征在于,所述根据所述实际火花数量和所述爆炸半径,确定每个烟花爆炸产生的火花的火花位置,包括:S1、从预定位置范围中随机选择一个整数位置,将所述整数位置设置为第i个烟花的爆炸位置的起点,所述预定位置范围为第0个位置至第L-Ai个位置;Ai表示第i个烟花Xi的爆炸半径;

S2、针对所述第i个烟花的爆炸范围内的若干个波长位置,将每个波长位置上第i个烟花对应的随机数加上一个大于0且小于1的随机数,得到一个新的随机数;所述爆炸范围根据爆炸位置的起点和爆炸半径确定,S3、将所述第i个烟花的L个波长位置上的随机数按从大到小的顺序排序,将前m个数所在的波长位置设置为1,其余L-m个波长位置设置为0,得到一个L位的二进制字符串,所述二进制字符串为火花的火花位置;

针对每个烟花,重复执行上述步骤S1至步骤S3共Si次,Si表示第i个烟花Xi爆炸产生的火花的实际数量。