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随着我国工业的发展,颜色已经成为评定许多产品质量的重要指标。在许多行业,颜色的技术指标越来越重要,特别是在农产品加工中,颜色的变化程度直接反应了产品质量的优劣,产品的颜色特征也严重影响着人们的消费心理。现在对颜色检测的要求不仅精度高,还要检测快捷、方便,能够实现在线检测。而传统的颜色检测方法——目视法不仅麻烦、而且精度低,已经无法满足自动化发展的需要。因此,有必要研制一套精度高、使用方便、价格低廉,可用于在线检测的颜色检测系统。
通过对色度学基本理论的研究,确定了采用均匀颜色空间L*a*b*色度空间作为颜色量化标准。通过对各种颜色检测经典方法的比较,选择RGB颜色传感器TCS230作为颜色感测器件,结合数字计算机技术和虚拟仪器LabVIEW软件研制出了一套基于TCS230和LabVIEW的颜色检测和量化系统。在此基础上,分别对光学系统、硬件电路、系统软件展开了详细的设计,并将其应用于果蔬干燥过程的颜色检测。
影响颜色检测准确度的参数主要有:光源、观察几何条件和传感器特性等。因此,本文除了对光学系统的合理设计外,将重点放在TCS230颜色传感器输出信息的处理上。根据TCS230本身的特性,提出了两种校正方法:白平衡校正法和矩阵校正法,并最终确定用矩阵校正法来提高颜色检测的精确度。
本论文对单片机系统和计算机系统的功能职责进行了规划。单片机系统以颜色信号的采集和传输为主要任务。计算机作为整个检测系统的控制核心,利用LabVIEW软件承担着包括串口通信、数据处理、信息存储、界面显示、颜色空间转换等任务。
最后通过搭建试验平台,将颜色检测系统应用于果蔬的干燥过程,对不同干燥方式下胡萝卜的颜色变化进行检测,取得了较好的效果。