水培生菜成熟度分级器

穿刺力双阈值分级

一种基于叶片穿刺力学特性的生菜成熟度快速分级装置，通过茎部断裂力双阈值实现未熟、成熟、过熟三级判定。

Jiang, Yiyu · Wang, Shuo · Zhang, Lina · 谭彧

Nongye Gongcheng Xuebao/Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering 2023

参数信息

中肋断裂力未熟/成熟阈值

0.98 N

中肋断裂力成熟/过熟阈值

1.38 N

单特征最高分类准确率

75.5 %

集成模型分类准确率

94.3 %

重复试验预测准确率

91.7 %

技术优势

双阈值直接分级

中肋断裂力0.98 N和1.38 N两个阈值即可将生菜分为未熟、成熟、过熟三类，不需要复杂的多指标综合判断。

准确率超过九成

使用中肋和叶肉的力学特征训练Bagging集成决策树，对三种成熟度的分类准确率达到94.3%，重复试验验证为91.7%，证明方法稳定有效。

特征选择简单

仅用中肋的单一力学特征（断裂力）即可达到75.5%的最高单特征分类准确率，显著高于叶肉部分，降低了检测的复杂度。

应用场景

• 设施蔬菜收获：在采收时快速判定生菜成熟度，确保适期收获。
• 水培生菜生产：针对水培生菜提供无损成熟度检测，优化生产管理。
• 农产品品质检测：以力学指标客观评估生菜品质，替代人工感官判断。
• 蔬菜采后分级：采后利用穿刺试验快速分级，提高商品一致性。