2.1研究范围和试验设计。

在图1中显示了科研领域和数据采集平台的设计。实验所用的西兰花品种有：浙青452、台绿1、台绿2号，花冠层像被拍摄于浙江省嘉兴市的浙江省农业科学院杨渡科研创新基地(北纬30°27′)。试验田为3个长30米、长20米、长约30厘米的温室大棚种植区，西兰花株距30厘米左右，全部田间管理按正常水平，没有进行养分、水分试验。利用安装在野外移动平台(FieldScanPro)上的两台高速工业摄像机，分别从左、右、右拍摄花球，拍摄距离5mm，镜头垂直向下约0.8m。摄制时间是2018年9月15日，上午9点至下午4点。采用比例不变特征变换法(Scale-invariantFeatureTransform,SIFT)算法对图像进行拼接，获得广角图像，以保证花球结构信息的完整性。

2.2试验台的研制。

对于花球的表型信息的提取，除了要准确定位和分割球体的位置，还要根据球头的“黄—绿”色比例来估算新鲜度。以浙江省农科院农业装备研究所研制的FieldScanPro试验台为例，对模拟机训练所需的彩色数码照片进行采集，实验平台分为野外移动平台和图像采集系统。

2.2.1野外移动平台。

FieldScanPro包括车轮基座、3自由度支架和自动控制装置。车轮基座采用中控设计，尾部装有锂电池供电，前后轮之间各装4个24V直流伺服电动机，通过改变信号电压来控制其行驶和转向；后轮安装电涡流缓速器可在行驶状态下进行辅助制动。本发明是一种铝合金材料的刚性装置，可在X,Y,Z方向上任意调整定位，配合带减震功能的相机支架，可实现野外图像的连续、稳定拍摄。自控设备采用可编程逻辑控制器(ProgrammableLogicController,PLC)作为核心，总共有Y0-Y4五路信号输出：其中Y4口和继电器共同作用，触发工业相机快门实现自动、同步拍摄；Y0-Y3口分别输出两路脉冲信号，控制升降照相机支架。

2.2.2图像采集系统。

该系统由2个高速工业摄像机和1个高性能移动工作站组成。德国BASLER公司研制的工业相机型号MV-SUF1200M-T，拥有1英寸CMOS传感器，1200万像素和30.5FPS帧率，所有拍摄的图像格式都以JPEG格式存储。USB3.0Micro-B接口将图像信号传送到工作站。工作台预先安装了pylon5摄像机软件套件(由BASLERInc.提供)，可以实时查看所获得的图像，以确保质量。

2.3测试方法。

实验共采集花球图像442幅，其中“浙青452”图像132幅，“台绿1号”花球图像141张，“台绿2号”花球图像169张。先，在野外拍摄的花球正射图为基础，通过人工筛选去除花球上出现焦距、模糊等问题的照片，并以此为输入资料，建立原始图像集。培训集与测验集的比值设定为4:1，也就是训练集合中的240幅图画和60幅图画。通过数据增广性和人工标定等预处理方法，将原始数据转换成与模型训练相适应的规模，提高训练结果的泛化能力。

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再用改进的ResNet对模型进行训练来实现花球分割，再用PSOA和Otsu算法二次分割，建立西兰花新鲜度评价模型。