Департамент науки ТГТУ

За отчетный период (04.09.2020 -04.09.2021) выполнения гранта РФФИ были проведены исследования согласно плана работ и получены следующие результаты:

1. Получены и обработаны спектрограммы для участков поверхности яблок сортов Голден и обработаны спектрограммы для яблок сортов «Орловское полосатое», «Спартан», «Имрус» урожая 2020 г., включающих неповрежденную зону и зоны, поврежденные вследствие фитозаболеваний, такими как гниль, парша, вследствие механических повреждений, а также обработанные пестицидом (инсектицидом) Актар. В качестве приемников спектра использовались как ИК-Фурье спектрометр FT/IR-6700V, так и гиперспектральная камеры Specim Fx10.

2. Получены линейные и 2D гиперспектральные изображения участка кроны яблони с яблоками, которые позволили предложить новый алгоритм на основе операций адаптивной пороговой бинаризации, позволяющий в автоматическом режиме компенсировать колебания яркости изображения вследствие изменения освещенности и распознавать на фоне листьев плоды яблони. Данный подход, а также разрабатываемый в настоящее время алгоритм на основе обученных нейронных сетей планируется использовать при проксимальном зондировании органов растений с применением автономной роботизированной платформы, разрабатываемой коллективом ученых комитета "Умное агро" НОЦ мирового уровня "Инженерия будущего".

3.  Предложена новая дискриминантная модель, позволяющая по интенсивности отраженного излучения на заранее определенных длинах волн и значений весовых коэффициентах классифицировать растительные ткани яблок по видам дефектов;

4. Для оптико-электронного контроля яблок в процессе их сортировки выбраны источники света с различными спектральными характеристиками, позволяющие проводить регистрацию эмиссионного излучения в результате люминесценции, отраженного от растительных тканей яблок излучения в видимом и ближнем ИК диапазонах. Это позволит с повышенной точностью определять факт наличия фитозаболеваний, степени увядания и зрелости.  

5. Определены закономерности спектра отраженного излучения от поверхности растительных тканей яблок   в зависимости от наличия того или иного дефекта, а также их влияния на вегетационные индексы.

За отчетный период (04.09.2021 -01.09.2022) выполнения гранта РФФИ были проведены исследования согласно плана работ и получены следующие результаты:

1. Разработан и программно реализован алгоритм, включающий в себя обнаружение плода на рольганговом конвейере с последующим анализом спектра отраженного от его поверхности излучения, вычисления вегетационных индексов, позволяющих с использованием дискриминантной модели классифицировать плоды по дефектам.

2. Разработана методика контроля, позволяющая сканировать поверхность яблока при его движении на рольганговом конвейере с одновременным его вращением путем применения гиперспектральной камеры с линейным сканированием и подвижного зеркала, угловая скорость вращения которой зависит от угла поворота;

3. Разработаны алгоритм обработки спектрограмм яблок и его программная реализация, позволяющие осуществлять отбраковку яблок в зависимости от наличия дефектов на их поверхности с применением метода дискриминантного анализа или искусственных нейронных сетей, а также известных и новых вегетационных индексов, учитывающих закономерности поглощения света на
длинах волн 680 и 670 нм.

4. Разработан макет, реализующий сканирование поверхности яблока при его движении на рольганговом конвейере, позволяющего проводить выбраковку яблок с точностью не хуже 90 %.

5. Подготовлены две статьи в сборник, индексируемый в базе данных Скопус и одна статья в журнале, рекомендуемым ВАК.