空间频域成像在农产品品质检测中的应用现状与展望

空间频域成像,作为一种新兴的光学成像技术,具备宽场非接触、成像深度辨析和有效信号增强等特点,能够提供与组织物理结构、化学成分相关的信息,被广泛应用于农产品组织光学特性表征和品质无损检测等领域。该文首先概述了空间频域成像技术的起源和发展,继而阐明了该技术的工作原理,包括光在生物组织中的传输理论与正向问题、测量与数据处理、逆向反演,然后描述了该技术的多种实施方式,如常规空间频域成像、多光谱空间频域成像、高光谱空间频域成像以及高频空间频域成像,并总结其在苹果、梨、桃等农产品组织光学特性表征和品质检测方面的应用现状,最后讨论了该技术面临的挑战,如测量双层/多层农产品组织光学特性时误差较大、测量深度局限于毫米级、缺乏标准化的光学参考样本、检测耗时较长等,为该技术在未来的研究提供参考。     

基于语义分割的作物垄间导航路径识别

针对目前农作物垄间导航路径识别目前存在准确性、实时性差、通用性弱及深度学习模型解释困难等问题,该研究在Unet模型的基础上进行剪枝与优化,提出了保留Unet模型特征跳跃连接优势的Fast-Unet模型,并以模型所识别的导航路径为基础,通过最小二乘法回归生成垄间导航线与偏航角。本研究首先在棉花垄间导航路径数据集上进行模型训练,随后将训练的模型迁移至玉米、甘蔗等小样本数据集进行导航路径识别,通过使用梯度加权类激活映射法对模型识别过程与迁移学习过程进行解释,对各模型识别结果进行可视化对比。Fast-Unet模型对棉花、玉米、甘蔗导航路径提取精度指标平均交并比分别为0.781、0.881和0.940。模型推理速度为Unet的6.48倍,在单核CPU上处理RGB图像的推理速度为64.67帧/s,满足农作物导航路径识别的实时性需求。研究结果可为田间智能农业装备的导航设备研制提供技术与理论基础。     

皮棉表面单类异性纤维的高光谱图像检测

皮棉杂质直接影响棉包定级和棉纺织品品质。国内外学者采用机器视觉等技术,能够有效检测着色较深、面积较大和含有荧光物质的部分棉花杂质。但是,针对纤细、浅色、白色和透明杂质检测效果不佳。因此,该文采用高光谱成像系统获取纤细、浅色、白色及透明异性纤维的棉花高光谱图像,异性纤维包括灰色,白色和透明的丙纶丝、黑色人发、黑色和白色的猪毛、黑色或者透明的聚乙烯地膜碎片。采用主成分分析、独立成分分析、双波段比分析和波长合并四种降维方法,对比其异性纤维分割效果,确定最佳预分割图像。随后,采用Sobel算子边界提取和形态学处理分割这些图像,再采用膨胀和收缩等形态学运算分割出目标区域,最后采用面积单值滤波剔除二进制图像中的噪声点和伪目标区域。统计结果,训练和验证集异性纤维的识别准确度分别为73.2%和75.3%,其中,灰色丙纶丝和黑色毛发的识别率超过93%,白色丙纶丝的精确分割大于80%,结果表明,高光谱图像系统可以准确检测部分浅色、白色和黑色纤细的异性纤维,白色纤细毛发和透明的聚乙烯地膜碎片检测效果较差。     

水果尺寸和面积的机器视觉检测方法研究

针对我国水果品质检测仍停留在靠人工感官进行识别判断的现状和机器视觉技术在水果品质检测中的广阔应用前景 ,作者研究了利用机器视觉技术精确检测水果尺寸和表面缺陷面积的方法 ,建立了图像中的点与被测物体中的点之间的定量关系 ;提出了仅需利用物体的边界信息求出物体的形心坐标的新方法 ;所测水果最大横径与实际最大横径的相关系数为 0 .96;采用像素点变换法 ,实现了根据三维物体的二维投影图像恢复物体表面的真实几何面积的设想 ;提出了一种新的面积修正方法 ,进一步提高了面积检测的精度 ,从而为进一步研究开发机器视觉水果品质检测系统打下了基础 .     

手扶拖拉机手把减振装置的研究

在研究工农—5型手扶拖拉机手把振动特性基础上,研制了一种手把减振装置,并根据ISO5349—1986(E)进行了减振效果评价,结果表明:振动最剧烈方向上的振动加权加速度降低了55.8％,允许受振年限延长了126.4％,减振效果良好。该减振装置结构简单,工作性能稳定,使用安全可靠,可应用于实际生产。     

水果直径和缺陷面积的机器视觉检测

黄花梨是中国的一种重要水果,果径和果面缺陷面积是黄花梨分级的两项关键指标。通过研究黄花梨的分光反射特性,研制了一套适合黄花梨品质检测的机器视觉系统。为了适应实际生产中水果方向的随机性和水果外形的不规则性的要求,使水果尺寸检测的方法有更好的适应性,设计了一种利用水果的最小外接矩形(MER)法求最大横径的方法,并进行了试验验证,得出了表示实际最大横径与预测最大横径的关系的回归方程式,两者的相关系数为0.9962。分析了黄花梨缺陷区域的R、G、B各分量灰度的变化特点,利用R分量灰度和G分量灰度在缺陷区域和完好区域交界处有明显突变这一特点,采用梯度算法求得了可疑缺陷点,然后再用区域生长法,找出了缺陷点像素的最大连通集及所有的缺陷区域;采用像素点变换法,实现了根据三维物体的二维投影图像恢复物体表面的真实几何面积的设想,大大降低了缺陷面积计算的误差;另外,还提出了一种新的面积修正方法,即用实际缺陷面积等于经像素点变换后的缺陷面积减去缺陷区域周长的一半加上1个像素点的面积来进行修正,进一步提高了缺陷面积计算的精度,而且该修正方法同样适用于其它图像面积的计算     

加强院级教学管理的探索与作法

加强院级教学管理的探索与作法金娟琴王均捷应义斌（浙江农业大学工程技术学院杭州３１００２９）培养高级专门人才是高等学校最基本、最主要、起质的规定性作用的首要职能，而人才质量是学校的生命。因此，教学就是学校的中心工作。那么，以充分运用教学内部、外部的一切...     

小型谷物烘干机的设计和试验

为了减少谷物霉变损失，针对南方广大农村目前的经营规模和经济、技术条件，我们在第一轮样机的基础上，研制了一台小型直热高温快速谷物烘干机，经稻谷品质试验、性能试验和生产试验，结果表明，稻谷品质与日晒稻谷基本一致，整米率略高。     

自适应滤波器在水果声学特性研究中的应用

水果声学特性测试系统由一个电磁铁、外包橡胶的冲击钢球、两个相距0.06 m的微音器组成的传感器、信号调理电路及带数据采集卡的计算机组成.信号调理电路的通频带为3～3000 Hz.数据采集卡采用PCL-1800 (Advantech Co., Ltd.).检测过程中,采样频率为10 kHz.声波信号的处理采用一个20阶自适应滤波器,利用LMS算法,通过MATLAB编程完成.经自适应滤波器处理后的信号能量更加集中,水果声学特性试验数据采用MATLAB的3阶polyfit函数处理,相关系数由滤波前的0.54943提高到滤波后的0.94684.水果试验声波的能量主要集中在0～230 Hz,而外界噪声的能量主要集中90～350 Hz.