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基于结构光成像的作物籽粒3D表型测量研究

基于结构光成像的作物籽粒3D表型测量研究

作者：覃志杰华中农业大学

学位级别：硕士

随着人口增加、气候变暖、农业耕地面积下降的问题愈演愈烈,中国的粮食安全正面临着巨大的挑战。为了有效调节我国粮食与供给关系,寻找如何提高作物产量的方法是解决粮食危机的有效途径之一。而作物籽粒的考查是产量的关键表达方式,同... 详细信息

随着人口增加、气候变暖、农业耕地面积下降的问题愈演愈烈,中国的粮食安全正面临着巨大的挑战。为了有效调节我国粮食与供给关系,寻找如何提高作物产量的方法是解决粮食危机的有效途径之一。而作物籽粒的考查是产量的关键表达方式,同时也是育种研究和功能基因分析过程中重要的一环。籽粒的粒型参数如粒长、粒宽、粒厚、籽粒体积等也与作物的产量、基因型密切相关。研究作物籽粒3D表型特征参数的快速测量,对于如何实现亚品种间与饱瘪粒的判别,如何进行粒重预测,寻找提高作物最终产量的方案均具备着重要的意义。传统的籽粒表型测量手段大部分依赖于人工测量,工作效率低下,主观性较强。然而目前的考种设备,大多是通过RGB图像完成测量分析,只能测量出粒数、粒长,粒宽等参数,其他的诸如籽粒体积,表面积,球度等这些包含3个维度信息的性状不容易获得。基于以上原因,本文提出了一种基于结构光成像的作物籽粒3D表型测量的新方法。首先搭建了机械臂结构光成像扫描平台,利用结构光扫描仪获取作物籽粒的三维点云数据,然后设计了针对作物籽粒的点云处理算法,包括点云数据预处理、点云分割处理、3D表型测量,最后提取了25个水稻籽粒3D表型参数和32个小麦籽粒3D表型参数。为了确定平台的最佳的成像条件,对载物平台颜色、转台旋转角度、扫描角度这3个主要影响因素进行了正交预试验。实验结果表明载物平台为黑色,转台旋转角度为30°,扫描角度为37°时,测量精度最佳。实验平台对于作物籽粒的平均测量效率为12s/颗。将算法测量的作物籽粒的长、宽、厚与人工真值对比,本研究测量籽粒的长、宽、厚的平均绝对百分比误差分别为2.12%,2.06%,1.95%。基于提取的25个水稻籽粒3D表型参数,结合6种不同的机器学习分类算法,构建了水稻籼粳类别与饱瘪粒分类模型。基于提取的32个小麦籽粒3D表型参数,结合5种不同的机器学习回归算法,构建了小麦粒重预测回归模型。最后分别将作物籽粒3D表型测量算法与籼粳亚品种与饱瘪粒判别模型和小麦粒重预测模型集成于开发的点云可视化交互软件中。综上所述,本文提出一种作物籽粒3D表型测量的新方法,可以有效辅助作物育种相关研究,以期为科学研究和生产应用提供一种籽粒表型性状快速测量与分析工具。

关键词：计算机视觉三维结构光成像作物籽粒点云处理 3D表型测量

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磷石膏中的氟在土壤及作物籽粒中残留的初探

盐碱地利用 1992年第3期 28-30页

作者：陈秋安景文辽宁省农科院土肥所

在辽宁省康平县碱性草甸土上进行的磷石膏试验表明,磷石膏中的氟不会对土壤和作物造成危害,在土壤和作物籽粒中的残留很少,可为农田所用。

关键词：磷石膏氟土壤作物籽粒残留量

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基于计算机图像技术的作物籽粒识别研究

价值工程 2014年第22期33卷 212-213页

作者：徐庆华江西工业贸易职业技术学院南昌330038

计算机图像识别技术是计算机视觉技术的重要内容之一。为了较好的解决作物籽粒计数方法的不足,提高农作物生产自动水平和农产品增值效益,可以采用计算机图形技术通过外部设备来获取高质量的籽粒图像。

关键词：计算机图像技术图像处理作物籽粒

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农作物籽粒中植酸盐离子交换测定方法的研究

作物品种资源 1990年第2期 28-31页

作者：吕耀昌张玉良李文星中国农科院作物品种资源所

本文在比较国内外现有方法的基础上确立了一种使用国产强碱性阴离子交换树脂分离测定作物籽粒中植酸的新方法。对七种作物6次重复测定的结果表明,变异系数范围为0.60—1.82%,加标准样品后的回收率均在94%以上。该方法准确、可靠、重复... 详细信息

本文在比较国内外现有方法的基础上确立了一种使用国产强碱性阴离子交换树脂分离测定作物籽粒中植酸的新方法。对七种作物6次重复测定的结果表明,变异系数范围为0.60—1.82%,加标准样品后的回收率均在94%以上。该方法准确、可靠、重复性好。应用新方法测定,各种作物中的植酸含量不同,玉米中含量最少(6.82mg/g),大豆中含量最多(18.85mg/g)。

关键词：作物籽粒植酸盐离子交换法

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基于计算机图像技术的作物籽粒识别

安徽农业科学 2013年第13期41卷 6046-6047,6050页

作者：梁秀梅刘涛孙成明郭斗斗卢岩陈雯孙洋洋扬州大学农学院江苏省作物遗传生理国家重点实验室培育点江苏扬州225009

图像识别技术是计算机视觉技术的重要内容之一。为了解决传统作物籽粒计数方法的不足,以水稻籽粒为试验对象,通过外部设备获取高质量的籽粒图像,利用计算机图像处理技术设计配套的软件,并改进相应的图像分割算法,可以快速准确识别出水... 详细信息

图像识别技术是计算机视觉技术的重要内容之一。为了解决传统作物籽粒计数方法的不足,以水稻籽粒为试验对象,通过外部设备获取高质量的籽粒图像,利用计算机图像处理技术设计配套的软件,并改进相应的图像分割算法,可以快速准确识别出水稻籽粒数量,准确率可达98%以上。结果为计算机视觉识别技术在农业上的进一步应用奠定了理论与实践基础。

关键词：作物籽粒图像处理计数分水岭算法综合算法

害鼠对不同作物籽粒喜食性及拌制毒饵灭鼠效果的研究

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植物医生 2001年第4期14卷 37-37页

作者：曹霞伍朝友刘周高余再生贵州省普定县植保站 562100

由于害鼠对不同作物的籽粒(如玉米、大米、小麦、大麦)的取食具有选择性及喜食性,在灭鼠工作中,因采用了害鼠喜食性差的作物籽粒拌制毒饵,造成了害鼠取食少,甚至不取食,从而影响灭鼠效果,为此普定县植保站特对害鼠喜食性进行了研究.

关键词：鼠害作物籽粒喜食性毒饵灭鼠

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基于Harris算子的籽粒尖端识别方法

农业机械学报 2011年第3期42卷 166-169页

作者：杨蜀秦宁纪锋何东健西北农林科技大学机械与电子工程学院陕西杨凌712100 西北农林科技大学信息工程学院陕西杨凌712100

通过籽粒尖端形态特征分析,提出了一种基于Harris角点检测的籽粒尖端识别方法。Harris算子在一个局部区域中检测角特征,作为籽粒最明显的角结构,尖端在Harris角点检测中具有最大的响应值,使其对尖端不明显的籽粒也有良好的响应。通过对... 详细信息

通过籽粒尖端形态特征分析,提出了一种基于Harris角点检测的籽粒尖端识别方法。Harris算子在一个局部区域中检测角特征,作为籽粒最明显的角结构,尖端在Harris角点检测中具有最大的响应值,使其对尖端不明显的籽粒也有良好的响应。通过对玉米、南瓜和西葫芦等具有尖端特征的750粒籽粒的测试结果表明,提出算法的尖端检测综合准确率为95.6%。

关键词：作物籽粒尖端 Harris角点检测图像处理

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离心式籽粒均布器的设计

农机化研究 2009年第2期31卷 104-106页

作者：云超朱瑞祥陈丽张李娴西北农林科技大学机电学院陕西杨凌712100

籽粒均布器是千粒质量测试仪的重要组成部分,而千粒质量测试仪是选育优良品种过程中对种子进行评价必不可少的仪器。为此,设计了一种基于离心原理的籽粒均布器,从理论上推导出了实现籽粒均布的籽粒受力和通过性条件,确定了该系统结构参... 详细信息

籽粒均布器是千粒质量测试仪的重要组成部分,而千粒质量测试仪是选育优良品种过程中对种子进行评价必不可少的仪器。为此,设计了一种基于离心原理的籽粒均布器,从理论上推导出了实现籽粒均布的籽粒受力和通过性条件,确定了该系统结构参数的数学模型,并对软件系统和关键电路进行了设计。该系统能够实现在计数区间内对籽粒进行计数称量,为千粒质量测试仪的成功研发奠定了坚实的基础。

关键词：作物籽粒均布器离心式设计

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谷物清选机的研究现状和发展趋势

农业机械 2007年第07B期 68-69页

作者：金振芳黑龙江省富裕县农业机械管理局

收获后的种子和粮食中有许多不需要的掺杂物，如杂草种子、秸秆、石子、其他作物籽粒以及未成熟的、破碎的、退化的、病害损伤的、机械损伤的种子或粮食。种子和粮食经过清选机的清选加工处理，去除不需要的掺杂物，并对种子进行分级，... 详细信息

收获后的种子和粮食中有许多不需要的掺杂物，如杂草种子、秸秆、石子、其他作物籽粒以及未成熟的、破碎的、退化的、病害损伤的、机械损伤的种子或粮食。种子和粮食经过清选机的清选加工处理，去除不需要的掺杂物，并对种子进行分级，不但可以使种子或粮食籽粒均匀饱满，容重、千粒重、净度和种子发芽率等有较大提高，从而提高种子和粮食质量，节约种子，

关键词：清选机发展趋势杂草种子粮食质量谷物作物籽粒机械损伤种子发芽率