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2023年03月07日

智能果园黄皮裂果识别与治理

2023-03-07 11:20:08 来源:互联网 阅读:-

负责人:广东省佛山市佛山科学技术学院 张荣福

指导老师:王东、冯英明

岭南特色水果—黄皮,属芸香科黄皮属,为我国南方原产、特产的热带亚热带常绿果树。其三倍体突变株系无核黄皮,原产于广东省郁南建城镇,以其果大、味美、无渣、色鲜、肉厚飞无核等特点著称,并具有较高药用价值,被誉为“水果珍品,黄皮之王”。自2004年省科技厅批准郁南县建城镇为省无核黄皮和沙糖桔种植专业镇技术创新试点单位以来,已发展无核黄皮2万亩,成为中国最大无核黄皮种植专业镇。但是,在采收期频繁出现的裂果问题是无核黄皮生产的一大障碍,广东夏季天气让黄皮的裂果率持续上升,平均年份裂果率达到10~20%,严重年份达40%以上,裂果一般属于机械裂开,通常连带着病害,因此会传染影响其他正常果实,造成严重的经济损失,成为黄皮生产中的一大障碍。

根据团队成员近两年的调研情况,黄皮裂果的问题大概为两个原因:一、天气原因,黄皮果膨大期是夏季高温高湿的天气,雨水频繁,会让土壤里的水分大大增加,根系会源源不断吸收水分,再加上高温的蒸腾作用,引导更多的水分向上吸收,导致上面的叶子没办法把多余的水分排出去,只能往果实里面输送,一旦果实表皮坚挺一定程度后,就会出现裂开的现象。二、传播原因,早期生长过程中,黄皮一旦出现裂果的现象,又因为黄皮是串生果实,所以出现裂果问题的黄皮就会带着病害,传染其他正常的黄皮果实,导致裂果现象更为明显。因此,从早期就发现裂果就变得尤其重要,但是人工排查远远无法满足现代种植黄皮方式。因此通过机器人的深度学习达到识别裂果,通过无人机拍摄或架设监控点的方式,对出现裂果的黄皮进行识别检测、信息获取及记录位置,并可以让人工精确的进行治理,避免了人工巡检的间断性、搜索面积小和发现反馈慢的问题,可以及早发现裂果并采取防裂措施,能大大降低黄皮的裂果率,为果农带来巨大的经济效。

目前,市场上可识别物体摄像头较多,但功能较为单一,结构较为固定,且没能应用于果实裂开状态的检测,解决农业的生产问题,难以满足农业的发展现状。该团队针对这一问题,设计了一种农产品预测识别装置,通过装置的预先学习达到识别裂果的功能,并且可以通过预制轨道本体,使本装置带动摄像头本体实现监测可移动化,增加监测范围和监测角度,还可以使用调节机构对落叶进行清理,避免落叶遮挡本装置的监测系统。该产品基于yolo模型的深度学习网络、CNN技术和图像复原技术,反解处理后的特征图像,建立基础模型取得图形最优解,然后对图像进行推理和判断,实现了筛选出裂果黄皮和正常黄皮两类图像的功能。据调查,在国内外市场上,虽然裂果现象被持续关注,但却至今还未有一款产品能够解决该问题。





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