基于蒙特卡洛的柚果多组织层全透射光传输仿真与内部品质无损检测试验

文献类型： 中文期刊

第一作者： 陈鑫

作者： 陈鑫;徐赛;陆华忠;梁鑫

作者机构：

关键词： 柚果;蒙特卡洛;光传输;无损检测;建模仿真

期刊名称： 光谱学与光谱分析

ISSN： 1000-0593

年卷期： 2025 年 45 卷 007 期

页码： 2026-2033

收录情况： EI ; SCI ; 北大核心 ; CSCD

摘要： 柚果皮厚、体积大，造成光谱信号强度低，导致内部品质无损检测效果差。该研究提出了基于蒙特卡洛的柚果多组织层全透射光传输仿真与试验内部品质无损检测，通过测定柚果多组织层光学特性参数对柚果多组织层光子飞行距离和概率进行模拟，得到光子在柚果多组织层相互作用后光传输结果，再根据柚果多组织层光学特性参数建模仿真，改变光源入射角度及探测器旋转角度对柚果多组织层光传输进行仿真，寻找最优光源入射角度和探测器旋转角度，最后搭建试验平台进行验证，可见/近红外光谱数据经过平滑处理（SG）,标准正态变换（SNV）预处理，竞争自适应重加权采样（CARS）特征提取，偏最小二乘回归（PLSR）建模。研究结果表明，光子在果皮油胞层飞行距离最长，衰减最严重，存活概率最低，在果肉瓣中飞行距离最短，存活概率最大。光源入射角度36°,探测器绕Z轴旋转10°是最优光传输参数，最优光传输参数训练建模结果显示，训练集R2和RMSEC分别为0.89和0.25,预测集R2和RMSEP分别为0.84和0.38,未经参数优化的光传输训练建模结果显示，光源入射角度0°,探测器旋转0°,训练集R2和RMSEC分别为0.85和0.27,预测集R2和RMSEP分别为0.80和0.34,光源入射角度18°,探测器绕Z轴旋转10°,训练集R2和RMSEC分别为0.80和0.34,预测集R2和RMSEP分别为0.73和0.74,光源入射角度36°,探测器绕Y轴旋转10°,训练集R2和RMSEC分别为0.69和0.25,预测集R2和RMSEP分别为0.60和0.83。本研究得到的柚果多组织层全透射光传输参数可柚果内部品质的无损检测效果，同时为其他多组织层水果全透射光传输仿真与试验内部品质无损检测研究提供了参考。

分类号： TS255.7%O439

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