Анализ оптических характеристик листьев растений

Авторы

  • Мамелина А.С. Кубанский государственный университет, Краснодар, Российская Федерация
  • Мамелин Ю.В. Кубанский государственный университет, Краснодар, Российская Федерация
  • Копытов Г.Ф. Кубанский государственный университет, Краснодар, Российская Федерация
  • Бузько В.Ю. Кубанский государственный университет, Краснодар, Российская Федерация

УДК

538.958

DOI:

https://doi.org/10.31429/vestnik-18-3-56-64

Аннотация

В статье рассматривается проблема работы машинного зрения, способного с достаточной точностью ориентироваться в условиях уличной местности с высоким количеством биообъектов. Для решения этой проблемы в весенне-летние периоды 2018-2020 годов было произведено накопление массива данных спектров диффузного отражения света от зеленых листьев лиственных деревьев, на основании которого по критерию согласия Пирсона (χ2) в вероятностном интервале от 5 до 95% была рассчитана область значений коэффициентов диффузного отражения света характерная для зелёных, вечно зеленых и естественно-стареющих желтых листьев деревьев. Так же были посчитаны коэффициенты корреляции Пирсона и коэффициенты k и b линейной функции. Данные коэффициенты являются эталонными значениями, но не достаточными для точного определения роботом себя в пространстве, поэтому, впервые, была предложена эмпирическая модель, описывающая всю совокупность оптических характеристик диффузного отражения света от листьев.

Ключевые слова:

спектроскопия, диффузное отражения света, листья, критерий согласия Пирсона, вероятностный интервал, коэффициенты линейной функции

Информация об авторах

  • Анастасия Сергеевна Мамелина

    ассистент кафедры теоретической физики и компьютерных технологий Кубанского государственного университета

  • Юрий Валерьевич Мамелин

    аспирант кафедры теоретической физики и компьютерных технологий Кубанского государственного университета

  • Геннадий Филиппович Копытов

    д-р физ.-мат. наук, профессор, заведующий кафедры радиофизики и нанотехнологий Кубанского государственного университета

  • Владимир Юрьевич Бузько

    Старший научный сотрудник кафедры радиофизики и нанотехнологий Кубанского государственного университета

Библиографические ссылки

  1. Костылев Д.А. Машинное зрение в робототехнических системах // Наука, техника и образование. 2016. № 7. С. 55–58. [Kostylev, D.A. Mashinnoye zreniye v robototekhnicheskikh sistemakh [Machine vision in robotic systems]. Nauka, tekhnika i obrazovaniye [Science, technology and education], 2016, no. 7, pp. 55–58. (In Russian)]
  2. Denning, R.J. Camouflage fabrics. In Menghe Miao, John H. Xin (eds.) The Textile Institute Book Series, Engineering of High-Performance Textiles. Woodhead Publishing, 2018. P. 349–375. DOI: 10.1016/b978-0-08-101273-4.00016-0
  3. Kastek, M. Multispectral and hyperspectral measurements of soldier's camouflage equipment // Active and Passive Signatures III. 2012. DOI: 10.1117/12.918393
  4. Shengyong Chen. Active vision in robotic systems: A survey of recent developments // The International Journal of Robotics Research 2011. Vol. 30(11) 1343–1377 DOI: 10.1177/0278364911410755
  5. Горитов А.Н. Предварительная обработка изображений в системах технического зрения // Доклады ТУСУР. 2018. Т. 21, № 4. С. 70–82. [Goritov, A.N. Predvaritel'naya obrabotka izobrazheniy v sistemakh tekhnicheskogo zreniya [Pre-processing of images in technical vision systems]. Doklady TUSUR [Reports of TUSUR], 2018, vol. 21, no. 4, pp. 70-82. (In Russian)]
  6. Bar-On Y.M. The biomass distribution on Earth. In Proc. of the National Academy of Sciences, 2018. DOI: 10.1073/pnas.1711842115
  7. Ипатов В.С. Фитоценология. СПб.: И-76 Изд-во С.-Петербург. ун-та, 1997. 316 с. [Ipatov, V.S. Fitotsenologiya [Phytocenology]. I-76 Izd-vo S.-Peterburg. un-ta, St.-Petersburg, 1997. (In Russian)]
  8. Ben Yang. Bioinspired multifunctional organic transistors based on natural chlorophyll/organic semiconductors // Advanced materials. 2020. DOI: 10.1002/adma.202001227
  9. Erhard E. Optical properties of plant surfaces // Biology of the Plant Cuticle 2006. DOI 10.1002/9781119312994.apr0234
  10. Лозовицкий Д.А. Изучение липофильных веществ травы Taraxacum officinale wigg // Научный результат. Медицина и фармация. 2017. Т. 3, № 1. С. 56–62. DOI: 10.18413/2313-8955-2017-3-1-56-62 [Balandaykin, M., Variatsiya pigmentnogo kompleksa plastid Betula L. v zavisimosti ot faktorov sredy [Variation of the pigment complex of Betula L. plastids depending on environmental factors]. Ekologicheskiy vestnik nauchnykh tsentrov Chernomorskogo ekonomicheskogo sotrudnichestva [Ecological Bulletin of Research Centers of the Black Sea Economic Cooperation], 2013, no. 2, pp. 10–20. (In Russian)]
  11. Баландайкин М. Вариация пигментного комплекса пластид Betula L. в зависимости от факторов среды // Экологический вестник научных центров Черноморского экономического сотрудничества. 2013. Т. 10, № 2. С. 10–20. [Lozovitskiy, D.A. Izucheniye lipofil'nykh veshchestv travy Taraxacum officinale wig [Study of lipophilic substances in the herb Taraxacum officinale wigg]. Nauchnyy rezul'tat. Meditsina i farmatsiya [Scientific result. Medicine and Pharmacy], 2017, vol. 3, no. 1, pp. 56–62. DOI: 10.18413/2313-8955-2017-3-1-56-62 (In Russian)]
  12. Stèphane J. Leaf optical properties // Cambridge University Press, 2019. DOI: 10.1017/9781108686457
  13. Мерзляк М.Н. Пигменты, оптика листа // Соросовский образовательный журнал. 1998. Т. 4. С. 19–24. [Merzlyak, M.N., Pigmenty, optika lista [Pigments, sheet optics]. Sorosovskiy obrazovatel'nyy zhurnal [Soros Educational Journal], 1998, vol. 4, pp. 19–24. (In Russian)]
  14. Mamelin Y.V., Kopytov G.F., Buzko V.Y. Discrimination of coniferous and deciduous leaves of trees and shrubs from decorative and artificial materials by optical diffuse reflectance spectroscopy // Optics and spectroscopy. 2020. Vol. 128. No. 2. P. 280–284.
  15. Mamelin Y.V., Kopytov G.F., Buzko V.Y. Studying optical characteristics of diffused light reflecting from naturally senescing leaves of deciduous trees // Herald of the Bauman Moscow State Technical University. Series natural sciences. 2020. Vol. 92. No. 5. P. 72–82.

Скачивания

Загрузки

Выпуск

Том 18 (2021) № 3

Страницы

56-64

Раздел

Физика

Даты

Поступила в редакцию

29 мая 2021

Принята к публикации

20 июня 2021

Публикация

30 сентября 2021

Как цитировать

[1]
Мамелина, А.С., Мамелин, Ю.В., Копытов, Г.Ф., Бузько, В.Ю., Анализ оптических характеристик листьев растений. Экологический вестник научных центров Черноморского экономического сотрудничества, 2021, т. 18, № 3, pp. 56–64. DOI: 10.31429/vestnik-18-3-56-64

Лицензия

Copyright (c) 2021 Мамелина А.С., Мамелин Ю.В., Копытов Г.Ф., Бузько В.Ю.

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.

Похожие статьи

1-10 из 135

Вы также можете начать расширенный поиск похожих статей для этой статьи.

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)