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《甘肃农业大学》 2018年
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基于虚拟仪器的葡萄叶片还原糖含量检测系统研究

贾尚云  
【摘要】:农业是制约中国经济发展的主要因素之一。随着“三农”问题的深入研究,为实现农业生产现代化,高新科学技术在农业中的应用日益增加,使得信息化与智能化精确农业研究受到越来越多的关注。甘肃是我国葡萄的主要种植地之一,还原糖即是葡萄的重要营养成分,也是其重要风味物质,其构成和含量水平是决定葡萄甜酸风味的关键因素。为了研究葡萄叶片生长过程中还原糖含量的变化,本文以田间葡萄叶片为实验对象,提出了一种基于LabVIEW的葡萄叶片还原糖含量的图像检测系统。在生长期采集葡萄叶片进行光谱化学还原糖测定实验的基础上,同时采用Vision Development Module模块中的Vision Assistant完成所采集叶片的图像处理,选用MATLAB软件编程分析提取葡萄叶片的图像特征,最终实现了葡萄叶片还原糖含量的在线检测。本文主要完成了以下几个方面的研究工作:1、结合葡萄田间测试环境和测试系统需求,设计了还原糖在线检测的总体构架,包括系统软件和硬件的选择;2、选择USB工业摄像头和图像采集卡,在LabVIEW软件平台下采用Vision Acquisition Software(视觉采集软件)和Vision Development Module(视觉开发模块)编程实时采集叶片图像,并进行了图像采集和保存田间实验;3、选用NI-MAX的Vision Assistant设计完成了图像预处理和背景分割的虚拟子程序;然后利用LabVIEW中“脚本与公式”模块调用MATLAB Script脚本节点编程,提取了叶片图像的颜色和纹理特征值参数;最后采用支持向量机(SVM)算法构建分类器模型对487幅葡萄叶片还原糖含量进行了分类识别实验,实验得出本系统的分类识别准确率为87.35%;4、选用LabVIEW编程并生成了叶片还原糖含量的在线检测系统的人机交互界面,用户可以在前面板上直接操作,管理员可以对叶片糖分含量进行实时检测,本系统的实际实验测试单次时长为2-5分钟;5、利用LabVIEW Application Builder(应用程序生成模块)生成了安装文件,可以将系统安装在没有LabVIEW相关软件的终端上,降低了检测系统的使用局限性,提高了检测系统推广应用的便利性;结果表明该葡萄还原糖检测系统的精度高、工作稳定,为农业园艺作物的成分检测提供了一种快速实时无损检测技术方法,在提高农作物检测效率和农业经济效益等方面具有重要意义,对农业领域其他作物营养元素的快速无损测量具有借鉴和应用价值。
【学位授予单位】:甘肃农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:S661.1;TP391.41

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相关机构
>中国农业大学
相关作者
>张俊环 >刘悦萍
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