Анализ спектрограмм фруктов
Жиркова А.А., аспірант ФГБОУ ВО "Тамбовский государственный технический университет " Россия, г. Тамбов
Балабанов П.В., д.т.н. и.о. зав. кафедры "Мехатроника и технологические измерения" ФГБОУ ВО "Тамбовский государственный технический университет" Россия, г. Тамбов
Дивин А.Г., д.т.н. профессор кафедры "Мехатроника и технологические измерения" ФГБОУ ВО "Тамбовский государственный технический университет" Россия, г. Тамбов
Аннотация
В статье рассмотрены спектрограммы различных овощей и фруктов, подверженных разным состояниям. Показано, что наличие повреждений, заболеваний и обработки объекта исследования существенно изменяет спектр, отраженного от объекта излучения.
Ключевые слова: гиперспектральный контроль, дефекты, объекты растительного происхождения, пестициды, показатели качества, роботизированный комплекс, система технического зрения.
Abstract
The article considers the spectrograms of various vegetables and fruits exposed to different states. It is shown that the presence of damage, diseases, and treatment of the object of study significantly changes the spectrum of radiation reflected from the object.
Keywords: Keywords: hyperspectral control, defects, objects of plant origin, pesticides, quality indicators, robotic complex, technical vision system.
На кафедре "Мехатроника и технологические измерения" ФГБОУ ВО "ТГТУ" был проведен ряд экспериментов с помощью макета роботизированного комплекса на основе гиперспектральной камеры.
Рисунок 1. Общая диаграмма: яблоки
С помощь данной системы были получены спектрограммы (рисунок 1 - 4).
Рисунок 2. Общая диаграмма: "Актара "
спектрограмма фрукт заболевание повреждение
Из рисунков 1 - 2 видно, что хороший, ничем не обработанный фрукт, не имеющий дефектов, имеет более выраженный график, расположенный на порядок выше.
На рисунке 2 график яблока, обработанного Актарой (инсектицид), расположен ниже, присутствует изгиб на 30-50 единицах, пики от 90 до 110 и 120 - 150 имеют визуальные отличия.
Также положение фрукта (яблока) сильно влияет на график (рисунок 3 - 4): овальная форма яблока образует менее выраженные пики в области от 600 до 700 нм.
Рисунок 3. Яблоко с гнилью
Рисунок 4. Яблоко с гнилью
На рисунках 5 и 6 видно, что в инфракрасном спектре (правая часть графика, диапазон 700 - 1000 нм) отображаются внутренние поражения (яблоко целое, но присутствуют болезни), в видимом свете (левая часть графика, 400 - 600 нм) отображаются повреждения оболочки (надкусы, гниль).
Также был проведен эксперимент на ИК Фурье-спектрометре FT/IR- 6700: спектральный диапазон 25000..375 см-1 (400...26600 нм), спектральное разрешение 0,25 см-1 (0,25 нм), точность ±0,01 см-1 (рисунок 7 - 11).
Рисунок 5. Яблоко: а - без дефектов, б - увядшее
Рисунок 6. Яблоко: в - парша, г - джонатановая пятнистость
Рисунок 7. Общая диаграмма: магазинное яблоко
Рисунок 8. Общая диаграмма: садовое яблоко
Рисунок 9. Диаграмма: яблоко обработанное "Актарой" (6 суток)
Рисунок 10. Диаграмма: яблоко обработанное "Актарой " (6 часов)
Рисунок 11. Диаграмма: контрольное необработанное яблоко
Список литературы
1. Goltsev V.N, Kalaji M.H. Variable and Delayed Chlorophyll a Fluorescence-Basics and Application in Plant Sciences [Электронный ресурс]. URL: https://www.researchgate.net/publication/299847794_Variable_and_ Delayed_Chlorophyll_a_Fluorescence-Basics_and_Application_in_Plant_Sciences (дата обращения: 05.06.2021).
2. Растительная диагностика [Электронный ресурс]. URL: https://agroplus-group.ru/rastitelnaya-diagnostika/ (дата обращения: 05.10.2008).
3. Шеуджен А.Х. Конспект лекций по дисциплине "Прикладная агрохимия", Краснодар, 2015.
4. Ягодин Б.А., Жуков Ю.П., Кобзаренко В.И. Агрохимия/Под ред. Б.А. Ягодина. -- М.: Колос, 2002. -- 584 с.: ил.