تعیین خواص فیزیکی کالوس کلزا به وسیله ماشین بینایی

مشکلات زیادی در زمینه تأمین روغن های خوراکی وجود دارد به گونه ای که بیش از 90 درصد مصرف روغن های خوراکی کشور از طریق واردات تامین می شود. چندیست که گیاه کلزا به عنوان یک گیاه مناسب روغنی برای کشت در شرایط آب و هوایی کشور مورد توجه قرار گرفته است. با ترکیب روشهای مناسب عملی زراعی و بهبود ژنتیک واریته های زراعی می توان افزایش عملکرد و کیفیت محصول را انتظار داشت. در سال های گذشته از کشت کالوس به عنوان یک روش کاربردی در اصلاح رقم های مختلف کلزا استفاده گردیده است. باکتری ها و قارچ ها باعث کاهش عملکرد و همچنین کاهش کیفیت کشت کالوس کلزا و در نهایت گیاه اصلاح شده کلزا می شوند. مشکل اصلی در مشاهدات تماسی می باشد، به نحوی که در طول مرحله رشد کالوس کلزا اندازه گیری مشخصات فیزیکی کلزا به صورت تماسی سبب آلوده شدن و تخریب اکثر نمونه های کشت می گردد. همچنین با توجه به کوچک بودن تغییرات رشد در طول دوره رشد ثبت آن ها به روش معمول از دقت کافی برخوردار نخواهد بود. سیستم ها و روش های غیر تماسی برای تعیین خواص فیزیکی کالوس از اهمیت ویژه ای برخوردارند که در این زمینه با استفاده از ماشین بینایی به بررسی و مشاهده کالوس کلزا برای تعیین خواص فیزیکی آن پرداخته شده است. هدف اصلی استفاده از ماشین بینایی جهت تعیین خواص فیزیکی و پارامترهای رشد با دقت مناسب و کاهش آلودگی ها می باشد. سیستم مورد نظر در ابتدا با توجه به نیاز، طراحی و ساخته شد. مهمترین پارامتر طراحی ماشین بینایی فاصله دوربین از نمونه بود که با کالیبراسیون اشکال هندسی فاصله بهینه 41 سانتیمتری انتخاب گردیده است. پس از ارزیابی اولیه توسط نمونه های آزمایشی سنگ به کمک شبکه های عصبی مصنوعی ماشین بینایی باز طراحی گردید و تغییراتی در آن اعمال شد تا در نهایت یک سیستم با توان بهرمنده ی از شبکه عصبی طراحی و ساخته شد. شبکه عصبی بهینه 1-3-5 مدل پرسپترون چند لایه با 5 ورودی از خصوصیات سطح بالا برای مشاهدات روی نمونه کالوس کلزا انتخاب گردید. بعداز آماده سازی ماشین بینایی کشت گیاهچه و کالوس کلزا انجام گرفت و پس از کالوس دهی مشاهدات غیر تماسی آغاز گردید. پس از تصویربرداری از کالوس ها و پردازش تصویر مساحت سطح، قطر بزرگ، قطر کوچک، مساحت محدب و لنگی سطح محاسبه گردید و پارامتر های حجم و چگالی واقعی برای تعیین دقت ماشین بینایی نیز بدست آورده شدند. ماشین بینایی با ضریب همبستگی 98/0 مقیاس هوکر را که یک مقیاس مقایسه ای برای درجه-بندی کالوس ها است، به کمک شبکه عصبی بهینه محاسبه نموده است. متوسط رشد قطر کالوس کلزا در دوره اول زمانی چهار روزه از 29/0 به 06/0 میلیمتر در روز در دوره پنجم زمانی کاهش یافته است. ضریب همبستگی 95/0 بین حجم های واقعی و محاسبه شده توسط ماشین بینایی وجود دارد. در طول دوره رشد هرچه حجم کالوس افزایش یابد چگالی کالوس کلزا از 00128/0 gr/mm3 به 0005/0 gr/mm3 کاهش خواهد یافت. با توجه به وابستگی بدست آمده بین حجم و چگالی برای حجم های مختلف، چگالی به وسیله ماشین بینایی محاسبه گردید که بین چگالی واقعی و محاسبه شده به وسیله ماشین بینایی ضریب همبستگی 89/0 وجود داشته است.