草莓采摘机器入的研究：Ⅰ.基于BP神经网络的草莓图像分割

草莓成熟度和空间位置的识别是草莓采摘机器人研究的重要环节 ,解决此问题必须首先对采集的草莓图像进行分割。采用三层BP神经网络 ,通过分析选取 3× 3邻域像素的H通道值作为草莓图像的特征 ;选取HSV模型中与亮度无关的通道以排除图像的明暗对分割效果的影响 ;采用单通道以缩短图像处理时间。选取 2 0幅图像作为训练样本 ,以人工借助Photoshop软件分割后的图像作为教师信号 ,采用BP算法对神经网络的权值进行训练。经过 10 0次循环后 (误差为 0 0 0 1) ,获得了有效的网络权值。试验结果表明 ,利用BP神经网络能较好地实现成熟草莓果实与背景的分离 ,经过提取大区域和腐蚀、膨胀等算法的进一步处理后 ,效果更好 ;而且 ,只要改变训练时的教师信号 ,即可实现对草莓果梗、萼片等图像的分割     

草莓采摘机器人的研究:Ⅰ.基于BP神经网络的草莓图像分割

草莓成熟度和空间位置的识别是草莓采摘机器人研究的重要环节,解决此问题必须首先对采集的草莓图像进行分割.采用三层BP神经网络,通过分析选取3×3邻域像素的H通道值作为草莓图像的特征;选取HSV模型中与亮度无关的通道以排除图像的明暗对分割效果的影响;采用单通道以缩短图像处理时间.选取20幅图像作为训练样本,以人工借助Photoshop软件分割后的图像作为教师信号,采用BP算法对神经网络的权值进行训练.经过100次循环后(误差为0.001),获得了有效的网络权值.试验结果表明,利用BP神经网络能较好地实现成熟草莓果实与背景的分离,经过提取大区域和腐蚀、膨胀等算法的进一步处理后,效果更好;而且,只要改变训练时的教师信号,即可实现对草莓果梗、萼片等图像的分割.     

葡萄采摘机器人采摘点的视觉定位

针对葡萄采摘机器人在自然环境下采摘点定位困难的问题,本研究提出了一种基于分水岭果梗图像分割和最小角度约束的采摘点定位方法。第一,将采集的葡萄果实图像变换到YUV颜色模型,对U通道灰度图进行均衡化处理,然后进行双阈值分割和形态学开操作去掉干扰区域,再对二值图像进行填充;第二,以检测到的葡萄果实位置为参考,确定葡萄串果梗感兴趣区域,对该感兴趣区域进行分水岭操作;第三,对果梗二值图像进行角点检测,然后分别对每个果梗检测到的角点数据进行线性回归,将拟合到的直线分别与垂直于地面直线进行角度计算,将夹角角度最小的拟合直线所在的果梗确定为葡萄串所连的果梗;第四,对该果梗检测到的角点数据进行K均值聚类分析,聚类中心为最佳采摘点。对采集于晴天顺光、晴天逆光和晴天遮阳这3种条件下各40幅夏黑葡萄图像进行验证,采摘点定位成功率为89.2%,单张葡萄图像的采摘点平均定位时间为0.65 s。说明该方法可以为葡萄采摘机器人提供准确的采摘点坐标信息。     

基于改进的快速最大熵多阈值的成熟草莓图像分割

成熟草莓图像分割是草莓机械化采摘中首要解决的难题之一,最大熵多阈值算法是图像分割中效果较稳定的方法之一,但存在计算复杂度高、分割速度慢等缺点。为降低算法的计算复杂度、加快搜索速度,提出了一种改进的快速最大熵多阈值图像分割算法(IFMEMT)。首先提取RGB彩色图像的R分量灰度图像及灰度图像信息,然后应用IFMEMT算法求得最大熵及对应的阈值,最后进行图像分割。实验结果表明,在复杂环境下IFMEMT相对OTSU等图像分割算法不仅能达到相同甚至更好的分割效果,而且有更好的分割效率,能满足成熟草莓机械化采摘的实时性要求。     

基于RGB彩色模型的草莓图像色调分割算法

针对目前草莓采摘机器人草莓图像分割运算量大、耗时多等问题,根据CIE-XYZ颜色模型及其色度图,提出了一种在RGB彩模型中进行草莓图像色调分割的方法。该方法无需彩色模型转换,时间复杂性能较Lab彩色模型下a通道阈值分割算法与BP神经网络分割算法优越。对该算法进一步改进后,只需加减运算,无需乘除运算。试验结果表明:该算法能很好地实现成熟草莓果实与图像背景的分离,并较好的保存草莓轮廓信息,分割效率>85%;进一步对分割后的图像进行形态学处理,如膨胀、腐蚀等,有效消除了孔洞现象。     

基于RGB颜色相似度的成熟草莓图像分割

针对复杂背景下的成熟草莓图像,提出了一种基于RGB颜色相似度的成熟草莓图像分割算法(CSBASED RSIS)。首先提取成熟草莓区域,确定成熟草莓的主颜色,然后遍历待分割的图像,求出每个像素点相对于主颜色的颜色比和相似度,进行颜色相似度的阈值分类,最后经多次膨胀和去除小面积对象的数学形态学处理,输出分割结果。试验结果表明,在无粘连无遮挡、无粘连有遮挡、有粘连有遮挡3种复杂环境下,与OTSU等图像分割算法相比,CS-BASED RSIS算法不仅能达到更好的分割效果,而且平均分割时间仅为0.965 s,能满足成熟草莓机械化采摘的实时性要求。     

水果采摘机器人视觉系统的目标提取

在田间对作物的果实图像进行实时、准确地目标识别提取，是采摘机器人视觉系统的关键技术，而目标提取的实质是图像分割。大部分水(蔬)果处于采摘期时，表面颜色与背景颜色存在较大差异。而同一品种果实表面颜色相近，体现为在色彩空间果实表面颜色和背景颜色存在着不同的分布特性。根据这一特性，提出了一种基于色彩空间参照表的适用于水果采摘机器人视觉系统果实目标提取的图像分割算法。该算法先由果实样本图像建立色彩空间参照表，再根据色彩空间参照表采用一种类似于“卷积”的方法进行图像分割。与现有其他方法比较，本方法基于彩色的信息处理，可将背景除去得更干净；对背景不做分割处理、无复杂运算，有利于机器人实时图像处理。采用该算法分别对草莓、橙子、西红柿的图像在L^*n^*6^*，Hsv，YCbCr色彩模型下进行了实验，结果显示该算法在这些色彩模型下均可取得理想的图像分割效果。     

自然环境下山核桃果实的图像识别提取方法

研究了自然环境下成熟山核桃果实的机器视觉图像识别方法。通过分析顺光、逆光、遮挡等环境下拍摄的山核桃成熟待采时的果实图像,确定了2R-G-B色差模型,用最佳阈值函数进行图像分割,经形态学滤波后采用Canny算子进行边缘检测,提取出复杂背景下山核桃果实的轮廓。试验结果表明,该方法对山核桃果实的有效识别率达86.7%,可为山核桃采摘机器人的研发提供技术参数。     

基于图像信息的茶叶二维采摘坐标的提取

茶叶嫩芽识别是实现智能采摘的前提,茶叶识别之后采摘位置参数的提取也是实现智能采摘的关键所在。文章首先分析了机械采茶的整体实现方案,并论证了由茶叶图像获取二维采摘位置的可行性。然后针对图像处理后获取的茶叶嫩芽的二值图像,根据图像中每株嫩芽的外形轮廓去提取最小外接矩形,并标记该矩形的中心点,以该点作为采摘坐标点。得到了茶叶采摘的二维位置参数,为后续茶叶的智能采摘提供依据。     

果园自然环境下采摘机器人路径识别方法

果园自然环境下光照条件是不同的,而不同的光照条件又会对采摘机器人的路径导航产生不同影响,针对此环境,本研究提出了一种根据光照度进行分类并使用不同算法提取道路中心线的方法。首先对图像亮度分量和光照度进行研究,并将光照度划分为低光照、正常光照和高光照3个等级。在低光照条件下通过分离出S通道,然后利用K-means与Ncut算法对其进行分割,在正常光照条件下采用Otsu算法对S通道进行分割,在高光照条件下则通过K-means与Ncut算法对Cg、Cb与Cr通道进行差分运算后的图像进行分割。将分割后的图像进行边缘检测并提取道路轮廓,并通过最小二乘法实现道路中心线的获取。最后选用150张不同光照条件下的图像进行了静态试验验证,并通过课题组自行研制的采摘机器人进行了动态试验验证,静态试验验证结果表明,3种光照条件下图像分割区域与道路真实区域的平均重合度为96.74%、平均分割误差为2.01%、平均道路中心线平均偏差为2.71像素,平均耗时为0.182 s;动态试验验证结果表明,3种光照条件下的平均横向偏移距离为3.1 cm。表明,该方法在不同光照条件下具有较高的精度和实时性,能够满足采摘机器人在自然光照条件下的路径识别及导航需求。     

露地草霉栽培技术

草霉是宿根性多年生常绿草本植物.草霉果实色泽艳丽、营养丰富、柔软多汁、甜酸爽口,日益受到消费者的喜爱,并被视为"水果皇后".草霉既可以鲜食,也可以作为多种食品和饮品的原料和配料,开发和应用前景十分广阔.湟中县良种繁殖场在1999年从甘肃省农科院引进试种1334M2,平均每667M2产量达到1160kg,667m2收入达2000余元,经济效益明显.现将其主要栽培措施介绍如下:     

露地草莓的春季管理

1　防寒物撤除与慎防晚霜春季化冻后,当外界平均气温稳定到12℃时,可撤去地膜上的覆盖物,以便阳光照射,提高地温。当外界气温稳定在5℃以上,10cm土温稳定在25℃时,新根渐生,新叶展现,草莓开始萌动并缓慢生长。为防止膜面高温烧苗,应及时破膜提苗,撤除所有防寒物,并将田间枯枝烂叶清除干净,集中烧埋,以减少越冬病虫来源。土壤干旱和未覆地膜的田块,可选晴天气温较暖时,及时小水轻灌并中耕松土,提温保墒。晚霜一般发生在3月下旬至4月上中旬,正逢草莓的幼蕾和初花期,萌动后的草莓植株和花蕾,不耐低温,在-1℃时受害较轻,-3℃时则受害严重,对顶花…     

草莓新品种引种试验初报

通过对近年从国外引进的草莓新品种Basalta和Marmolada的连续几年的田间观察、定期抽样测定，结果表明：Basalta为一个优良的优质大果形早熟品种，它的丰产性强、适应强，可以作为露地和保护地栽培的选择品种；Marmolada为中晚熟品种，它在陕西关中地区的适应性较差，尚有待以后进一步观察。     

红花草莓育种研究进展

草莓属(Fragaria)植物均开白花,红花草莓是利用开白花的草莓与开红花的委陵菜属(Potentilla)植物远缘杂交育成的草莓新类型,为属间杂种.文章对红花草莓的来源、育种现状进行综述,概述近百年来红花草莓的育种历程,介绍了新近育成的红花草莓优良品种,并对红花草莓的性状、繁殖、栽培技术及其应用进行阐述.     

草莓叶片不同保存方法对RT-PCR检测 草莓斑驳病毒效果的影响

植物样本保存方法不当易导致样本枯萎和腐烂，严重影响病毒检测结果。为提高PCR法检测草莓斑驳病毒（strawberry mottle virus，SMoV）的效果，明确待检测植物样本的有效保存条件，将经过RT-PCR检测感染SMoV的草莓叶片作为试验材料，设置自然风干保存、硅胶干燥保存和氧化钙（CaO）干燥保存3种不同的干燥保存条件。采用试剂盒法提取各处理草莓叶片总RNA，设计特异性引物进行RT-PCR检测。比较得到最佳干燥保存条件后，再以几种常见的低温、干燥保存为对照，分析草莓叶片不同保存方法对草莓斑驳病毒PCR检测效果的影响。电泳结果显示，含有SMoV的草莓叶片在CaO干燥保存条件下PCR检测效果最好，且操作简单易行。该方法可以为高效、便捷的保存带毒草莓叶片样本提供参考，适用于田间大量样品的采集，提高检测效率。     

草莓促成栽培技术

1 品种选择促成栽培是在草莓进入自然休眠之前进行保温,阻止其自然休眠使其连续生长,开花结果.品种选择的原则是:花芽分化早,休眠程度浅,长势旺;花器耐寒性强,在低温条件下开花多,黑心花少,健全花粉多;果型大而整齐,畸形果少,成熟期早,丰产稳产,果实风味好.目前适于促成栽培的品种有丰香、春香、秋香、明宝及弗吉尼亚、新明星等.     

蓝莓栽培技术

蓝莓多年生落叶或常绿灌木,果实呈蓝色,近圆形,单果重0.5～2.5g,种子极小。果肉细腻,甜酸适度,具有香爽宜人的香气。可鲜食,亦可加工成果酱、果汁、果酒等。蓝莓栽培最早始于美国,我国原始蓝莓品种几乎都是野生的,不适合栽培。20多年前我国开始引进国外优良品种,至今已引进20多个品种,但尚未形成大规模的生产能力。为推进我国蓝莓生产的发展,现将其栽培技术介绍如下。     

草莓涂膜保鲜的研究

草莓由于营养物质含量丰富，口感佳，深受人们的喜爱，具有较高的经济价值，但是草莓组织娇嫩，极不耐贮藏，本文针对草莓保鲜的实际意义和实用性，采用可溶性淀粉作为被膜剂，配成1．0％，1．5％，2．0％ 3种不同的浓度，用浸渍或喷雾等方面，在草莓表面形成一层膜，实验结果表明，最佳的淀粉涂膜剂浓度为1．5％，1．5％浓度处理的草莓贮存5d后，重量损失为4．6％，可溶性固形物含量为8．4％，酸度为0．710，维生素C含量为32.2mg/100g。     

草莓白粉病研究进展

草莓白粉病已成为我国草莓生产上一种重要病害,且有逐年加重的趋势。文中系统介绍了草莓白粉病病原菌、症状、发病规律、防治措施等方面的研究进展,以便为此病的深入研究和防治提供参考与借鉴。     

草莓花粉生活力的测定

以草莓不同时期花蕾的花粉为试材,在不同培养时间调查花粉发芽率,以确定最佳观察材料和时间,并对11个不同品种的花粉生活力进行了调查。结果表明,大蕾的花朵为最佳试验材料,在培养基(10%蔗糖+0.1%硼酸+4 g.L-1琼脂粉)25℃下培养2.5 h后,基本达到最大花粉发芽率,可以进行花粉发芽率的调查。不同品种的花粉萌发率存在显著差异,其中野莓的花粉萌发率最高,丰香的花粉萌发率最低。