用于评价荚果脱壳难易程度的评价模型构建方法及系统与流程

本发明涉及荚果加工特征的评价模型构建，特别是涉及用于评价荚果脱壳难易程度的评价模型构建方法及系统。

背景技术：

1、农机农艺融合是提升农业机具作业质量的关键，二者相互融合，互相适应与促进是现代农业发展的内在要求和必然趋势，其融合水平不仅关系到关键环节机械化的突破，关系到先进、适用农业技术的推广普及应用，也影响农机化发展速度和质量。花生等荚果的品种和脱壳技术装备的融合是从根源突破现有脱壳技术难题的重要抓手，是低损脱壳技术研究的重要内容，也是全面提升花生脱壳作业质量的关键。长期以来，适于机械化低损脱壳的花生品种特征研究较少，致使低损脱壳品种特征不明，育种专家在适于机械化低损脱壳品种选育时缺乏方向，不仅影响了脱壳设备作业质量提升，而且将制约花生机械化生产的全面协调发展，威胁花生产业健康发展。

2、从全球花生机械化生产的发展来看，美国已在耕、种、管、收方面实现了农机农艺高水平融合，并且在花生育种初期就以是否适于机械化生产作为考量指标，是否适于机械化脱壳是其品种推广的重要标准之一。因此，其品种与现存技术装备作业参数、工艺流程高度融合，脱壳技术装备能满足其不同用途的花生脱壳需求。然而，从我国农业科研的发展来看，我国农业科研长期以主要农作物高产为主要方向，以保障国家粮食安全为主要目标，在农机农艺融合方面起步较晚，并且进展较为缓慢。农机农艺融合水平低是造成农业装备与品种不相适应、作业质量不稳定、作业质量差的主要原因。近年，农业主管部门在农机农艺融合方面政策频出，在政府、科研单位、农业推广等部门共同努力下，农机农艺融合水平有效提升，但仍存在很多薄弱环节和亟待探索、解决的问题，在花生脱壳技术装备方面表现尤为突出。我国在适于机械化低损脱壳品种特征的研究尚处于起步阶段，农机农艺联合研发机制尚未建立，现有技术中，不乏在脱壳过程中实时对破损率、脱净率等指标进行监测的装置，如专利cn202111257275.x等，但是适于低损脱壳的品种特征及机械化脱壳难度评价方面尚处于空白，部分品种完全不适于机械化脱壳。*

技术实现思路

1、发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种

2、技术方案：为实现上述目的，本发明的用于评价荚果脱壳难易程度的评价模型构建方法，所述方法包括：

3、基于多组荚果样本的脱壳指标的实测数据对所有品种的所述荚果样本进行分类，形成多个反应脱壳难易程度的k个难度级别，k为大于1的整数；所述脱壳指标包括破损率与脱净率；

4、获取所述荚果样本的物理特性的数据，并利用因子分析方法对所有所述物理特性进行简化，得到多个判别因子；

5、基于所述判别因子及其所对应荚果样本的难度级别构建对应于该所述难度级别的分级函数，所有所述分级函数构成评价模型。

6、进一步地，所述基于多组荚果样本的脱壳指标的实测数据对所有品种的所述荚果样本进行分类，形成多个反应脱壳难易程度的k个难度级别，包括：

7、随机选取k组所述荚果样本，并将其脱壳指标的数值作为质心；

8、对剩余的每组待分类的荚果样本，基于其脱壳指标与各所述质心的距离，将待分类的荚果样本归入与其最近的所述质心对应的类别，形成k个分组；

9、基于分组中所有所述荚果样本的脱壳指标重新计算质心，并基于新的质心重新采用对比聚类的方式重新分类，形成新的k个分组；

10、每完成一次重新分类，重新计算各分组的质心，并将其与旧的质心对比，对比两者的偏移是否超出第一预设阈值，是则继续重新分类，否则结束进程并输出分类结果。

11、进一步地，所述基于所述判别因子及其所对应荚果样本的难度级别构建对应于该所述难度级别的分级函数，包括：

12、针对每个难度级别的所述荚果样本，采用90％的所述荚果样本所对应的所述判别因子构建分级函数；

13、所述方法还包括：

14、利用剩余的10％的所述荚果样本对所述评价模型进行验证。

15、进一步地，所述利用剩余的10％的所述荚果样本对所述评价模型进行验证，包括：

16、将每组所述荚果样本所对应的所述判别因子代入所述评价模型中的各所述分级函数，得到对应于各分级函数的计算值；

17、对比各所述计算值的大小，将最大的计算值对应的所述分级函数所对应的级别作为该组所述荚果样本的判定级别；

18、判断所述判定级别与所述荚果样本的实际级别是否一致，是则将其记入被正确判别的组别；

19、计算被正确判别的荚果样本占参与验证的荚果样本总数的百分比；

20、判断所述百分比是否超出第二预设阈值，是则判定所述评价模型是有效的。

21、进一步地，所述分级函数基于距离判别法、费舍尔判别法或贝叶斯判别法进行构建。

22、用于评价荚果脱壳难易程度的评价模型构建系统，其包括：

23、分级模块，其用于基于多组荚果样本的脱壳指标的实测数据对所有品种的所述荚果样本进行分类，形成多个反应脱壳难易程度的k个难度级别，k为大于1的整数；所述脱壳指标包括破损率与脱净率；

24、分析模块，其用于获取所述荚果样本的物理特性的数据，并利用因子分析方法对所有所述物理特性进行简化，得到多个判别因子；

25、建模模块，其用于基于所述判别因子及其所对应荚果样本的难度级别构建对应于该所述难度级别的分级函数，所有所述分级函数构成评价模型。

26、有益效果：本发明的用于评价荚果脱壳难易程度的评价模型构建方法及系统具有如下有益效果：

27、(1)本发明在荚果生理、机械力学特征研究基础上，以脱壳低破损率、高脱净率为目标，开展品种特性对作业质量影响机理研究，探明并提出适于低损脱壳的品种评价模型，为育种专家提供适于机械化低损脱壳的育种方向，为提升花生生产农机农艺融合水平提供支撑。

28、(2)本发明基于采集的多品种荚果样本的实测脱壳指标与物理特性数据，基于脱壳指标对荚果样本进行分类，利用因子分析对物理特性进行简化，并利用简化得到的因子对同一难度级别的荚果建立分级函数，实现了对荚果脱壳难易程度的评价模型的构建，后续对于未知难度级别的荚果，可以基于其物理特性求解其荚果因子与果仁因子，并基于荚果因子、果仁因子以及分级函数可以得到被评价的荚果的难度级别，使得荚果脱壳难度可以量化计算，方便对荚果进行品种研究，为育种方向等后续理论研究提供理论支撑。

技术特征：

1.用于评价荚果脱壳难易程度的评价模型构建方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的用于评价荚果脱壳难易程度的评价模型构建方法，其特征在于，所述基于多组荚果样本的脱壳指标的实测数据对所有品种的所述荚果样本进行分类，形成多个反应脱壳难易程度的k个难度级别，包括：

3.根据权利要求1所述的用于评价荚果脱壳难易程度的评价模型构建方法，其特征在于，所述基于所述判别因子及其所对应荚果样本的难度级别构建对应于该所述难度级别的分级函数，包括：

4.根据权利要求3所述的用于评价荚果脱壳难易程度的评价模型构建方法，其特征在于，所述利用剩余的10％的所述荚果样本对所述评价模型进行验证，包括：

5.根据权利要求1所述的用于评价荚果脱壳难易程度的评价模型构建方法，其特征在于，所述分级函数基于距离判别法、费舍尔判别法或贝叶斯判别法进行构建。

6.用于评价荚果脱壳难易程度的评价模型构建系统，其特征在于，其包括：

技术总结本发明公开了一种用于评价荚果脱壳难易程度的评价模型构建方法及系统，其中方法包括：基于多组荚果样本的脱壳指标的实测数据对所有品种的所述荚果样本进行分类，形成多个反应脱壳难易程度的k个难度级别，k为大于1的整数；所述脱壳指标包括破损率与脱净率；获取所述荚果样本的物理特性的数据，并利用因子分析方法对所有所述物理特性进行简化，得到多个判别因子；基于所述判别因子及其所对应荚果样本的难度级别构建对应于该所述难度级别的分级函数，所有所述分级函数构成评价模型。本发明的评价模型，可以基于荚果的荚果因子、果仁因子得到被评价的荚果的难度级别，使得荚果脱壳难度可以量化计算，为育种方向等理论研究提供理论支撑。技术研发人员：王建楠,廖轩,刘敏基,谢焕雄,颜建春,魏海,张会娟,王申莹,游兆延,吴阳华受保护的技术使用者：农业农村部南京农业机械化研究所技术研发日：技术公布日：2024/6/11