本文主要研究内容
作者张德荣（2019）在《植物表型性状参数快速检测研究》一文中研究指出：随着数字农业和农业物联网技术的快速发展,研究和开发植物表型信息的快速无损检测技术和传感仪器等软硬件平台已经成为现代农业研究的热点。在进行农业科学研究时,研究人员可以使用昂贵的精密设备,但是农业生产无法承担高昂的仪器设备价格。所以本论文在开展植物表型信息检测研究工作时,把着眼点放在低成本和快速这两个因素上,研究和开发低成本的植物表型性状参数的快速检测装置,为农作物种植精细化和规模化管理,提高农作物产量和品质提供技术支撑,对数字农业建设工作的推进有着非常重要的意义。围绕植物表型性状参数快速检测技术的关键问题,本论文从两个不同的角度深入地研究植物表型性状参数快速检测技术。第一个角度,以植物的生长过程为线索,从研究籽粒表型信息检测开始,延伸到叶片表型信息的获取,从植株叶片单体到多个叶片,进而拓展到冠层叶片的测量研究;第二个角度,从室内离体检测开始研究,扩展到室外活体检测,室内离体检测能够在特定的检测环境下实现更高的测量精度,室外活体检测是在满足检测精度要求的前提下,快速、准确、方便地获取植物表型性状参数,提高检测的工作效率,有利于实现高通量的植物表型信息的获取,更适合于广大农业科技工作者和农业生产者进行实际的检测工作。在降低使用成本的前提条件下,本论文针对籽粒和叶片的表型信息获取开展了大量的研究工作,研究快速获取籽粒和叶片表型性状参数的方法和手段,从籽粒快速准确计数、形状参数的测量,到叶片的形状、面积及其养分含量的测量。设计了多种植物表型性状参数的快速检测技术,研究和开发低成本的植物籽粒和叶片表型信息的快速检测装置。在研究方法上,当前很多研究把RGB彩色图像转换成灰度图像,然后针对灰度图像进行处理,这样的研究方法丢失了很多有用的彩色信息,对检测结果有很大的不良影响,特别是在农业应用领域,植物的叶片、花朵、果实等往往都有鲜明的色彩,这些彩色信息反应出许多有研究价值的植物表型信息,本论文提出了一种高效率的基于HSV色彩模型的图像特征值提取方法,并将此方法应用到植物表型性状参数提取的研究中。本论文的主要研究内容有以下6个方面:(1)研究了室内的籽粒表型性状参数的快速检测方法,提出了用于粘连图像分割的CM-Watershed算法,对单排粘连轮廓的识别精度达到99%以上。(2)研究了室内高精度的叶片表型性状参数的快速检测方法,提出了识别图像轮廓的最小标号(Minlabel)算法,开发了高精度植物叶片面积测量仪,检测结果的最大标准偏差小于0.05,相对误差小于0.7%。(3)研究了室外便携式的叶片表型性状参数的快速检测方法,采用HSV色彩模型进行参照物的识别和背景分离,通过叶片和参照物的像素比例关系,求出叶片的面积。具有携带方便、测量速度快、支持多片叶片同时测量等特点。(4)研究了室外高通量的叶片表型性状参数的快速检测方法,从提高易用性和高通量角度开展研究,利用双目视觉技术来实现非接触的、无参照物的快速检测。(5)研究了室外植物叶片氮含量的快速检测方法,提出了 HSV_CAM检测方法,与SPAD叶绿素仪测量的氮含量值高度相关,R2为0.901,具有检测幅面大、速度快等特点。(6)在植物表型性状参数快速检测装置的实施方面,提出了两种嵌入式系统开发模式:一种是采用单片机控制板和Android智能相机的组合方式,适合于有外部控制操作和外部信息采集的图像处理类型;另一种是采用嵌入式Linux+QT的开发模式,适合于对图像采集和处理要求较高的应用类型。这两种开发模式全部实现,形成了两种开发模版,对后期其他农用仪器的开发,起到很好的参考作用。
Abstract
sui zhao shu zi nong ye he nong ye wu lian wang ji shu de kuai su fa zhan ,yan jiu he kai fa zhi wu biao xing xin xi de kuai su mo sun jian ce ji shu he chuan gan yi qi deng ruan ying jian ping tai yi jing cheng wei xian dai nong ye yan jiu de re dian 。zai jin hang nong ye ke xue yan jiu shi ,yan jiu ren yuan ke yi shi yong ang gui de jing mi she bei ,dan shi nong ye sheng chan mo fa cheng dan gao ang de yi qi she bei jia ge 。suo yi ben lun wen zai kai zhan zhi wu biao xing xin xi jian ce yan jiu gong zuo shi ,ba zhao yan dian fang zai di cheng ben he kuai su zhe liang ge yin su shang ,yan jiu he kai fa di cheng ben de zhi wu biao xing xing zhuang can shu de kuai su jian ce zhuang zhi ,wei nong zuo wu chong zhi jing xi hua he gui mo hua guan li ,di gao nong zuo wu chan liang he pin zhi di gong ji shu zhi cheng ,dui shu zi nong ye jian she gong zuo de tui jin you zhao fei chang chong yao de yi yi 。wei rao zhi wu biao xing xing zhuang can shu kuai su jian ce ji shu de guan jian wen ti ,ben lun wen cong liang ge bu tong de jiao du shen ru de yan jiu zhi wu biao xing xing zhuang can shu kuai su jian ce ji shu 。di yi ge jiao du ,yi zhi wu de sheng chang guo cheng wei xian suo ,cong yan jiu zi li biao xing xin xi jian ce kai shi ,yan shen dao xie pian biao xing xin xi de huo qu ,cong zhi zhu xie pian chan ti dao duo ge xie pian ,jin er ta zhan dao guan ceng xie pian de ce liang yan jiu ;di er ge jiao du ,cong shi nei li ti jian ce kai shi yan jiu ,kuo zhan dao shi wai huo ti jian ce ,shi nei li ti jian ce neng gou zai te ding de jian ce huan jing xia shi xian geng gao de ce liang jing du ,shi wai huo ti jian ce shi zai man zu jian ce jing du yao qiu de qian di xia ,kuai su 、zhun que 、fang bian de huo qu zhi wu biao xing xing zhuang can shu ,di gao jian ce de gong zuo xiao lv ,you li yu shi xian gao tong liang de zhi wu biao xing xin xi de huo qu ,geng kuo ge yu an da nong ye ke ji gong zuo zhe he nong ye sheng chan zhe jin hang shi ji de jian ce gong zuo 。zai jiang di shi yong cheng ben de qian di tiao jian xia ,ben lun wen zhen dui zi li he xie pian de biao xing xin xi huo qu kai zhan le da liang de yan jiu gong zuo ,yan jiu kuai su huo qu zi li he xie pian biao xing xing zhuang can shu de fang fa he shou duan ,cong zi li kuai su zhun que ji shu 、xing zhuang can shu de ce liang ,dao xie pian de xing zhuang 、mian ji ji ji yang fen han liang de ce liang 。she ji le duo chong zhi wu biao xing xing zhuang can shu de kuai su jian ce ji shu ,yan jiu he kai fa di cheng ben de zhi wu zi li he xie pian biao xing xin xi de kuai su jian ce zhuang zhi 。zai yan jiu fang fa shang ,dang qian hen duo yan jiu ba RGBcai se tu xiang zhuai huan cheng hui du tu xiang ,ran hou zhen dui hui du tu xiang jin hang chu li ,zhe yang de yan jiu fang fa diu shi le hen duo you yong de cai se xin xi ,dui jian ce jie guo you hen da de bu liang ying xiang ,te bie shi zai nong ye ying yong ling yu ,zhi wu de xie pian 、hua duo 、guo shi deng wang wang dou you xian ming de se cai ,zhe xie cai se xin xi fan ying chu hu duo you yan jiu jia zhi de zhi wu biao xing xin xi ,ben lun wen di chu le yi chong gao xiao lv de ji yu HSVse cai mo xing de tu xiang te zheng zhi di qu fang fa ,bing jiang ci fang fa ying yong dao zhi wu biao xing xing zhuang can shu di qu de yan jiu zhong 。ben lun wen de zhu yao yan jiu nei rong you yi xia 6ge fang mian :(1)yan jiu le shi nei de zi li biao xing xing zhuang can shu de kuai su jian ce fang fa ,di chu le yong yu nian lian tu xiang fen ge de CM-Watershedsuan fa ,dui chan pai nian lian lun kuo de shi bie jing du da dao 99%yi shang 。(2)yan jiu le shi nei gao jing du de xie pian biao xing xing zhuang can shu de kuai su jian ce fang fa ,di chu le shi bie tu xiang lun kuo de zui xiao biao hao (Minlabel)suan fa ,kai fa le gao jing du zhi wu xie pian mian ji ce liang yi ,jian ce jie guo de zui da biao zhun pian cha xiao yu 0.05,xiang dui wu cha xiao yu 0.7%。(3)yan jiu le shi wai bian xie shi de xie pian biao xing xing zhuang can shu de kuai su jian ce fang fa ,cai yong HSVse cai mo xing jin hang can zhao wu de shi bie he bei jing fen li ,tong guo xie pian he can zhao wu de xiang su bi li guan ji ,qiu chu xie pian de mian ji 。ju you xie dai fang bian 、ce liang su du kuai 、zhi chi duo pian xie pian tong shi ce liang deng te dian 。(4)yan jiu le shi wai gao tong liang de xie pian biao xing xing zhuang can shu de kuai su jian ce fang fa ,cong di gao yi yong xing he gao tong liang jiao du kai zhan yan jiu ,li yong shuang mu shi jiao ji shu lai shi xian fei jie chu de 、mo can zhao wu de kuai su jian ce 。(5)yan jiu le shi wai zhi wu xie pian dan han liang de kuai su jian ce fang fa ,di chu le HSV_CAMjian ce fang fa ,yu SPADxie lu su yi ce liang de dan han liang zhi gao du xiang guan ,R2wei 0.901,ju you jian ce fu mian da 、su du kuai deng te dian 。(6)zai zhi wu biao xing xing zhuang can shu kuai su jian ce zhuang zhi de shi shi fang mian ,di chu le liang chong qian ru shi ji tong kai fa mo shi :yi chong shi cai yong chan pian ji kong 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论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自浙江大学的张德荣，发表于刊物浙江大学2019-07-16论文，是一篇关于植物表型论文,叶面积论文,氮含量论文,快速检测论文,图像处理论文,浙江大学2019-07-16论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自浙江大学2019-07-16论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。