基于小波重构与FastICA的巨菌草种茎节点快速检测算法研究

李紫航; 郁志宏; 张建超; 马学杰; 苏强; 刘文航

doi:10.16853/j.cnki.1009-3575.2026.03.009

内蒙古农业大学学报（自然科学版） ›› 2026, Vol. 47 ›› Issue (03) : 67 -75. DOI: 10.16853/j.cnki.1009-3575.2026.03.009

基于小波重构与FastICA的巨菌草种茎节点快速检测算法研究

李紫航, 郁志宏, 张建超, 马学杰, 苏强, 刘文航

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摘要

针对巨菌草（Pennisetum giganteum）种苗自动化生产中的节点定位需求，本文提出一种融合小波多尺度降噪与快速独立成分分析（FastICA）的检测算法。通过激光位移传感器获取种茎轮廓信号，采用db5小波基进行八层离散小波分解，选取第五至七层系数进行多阈值处理后重构，抑制噪声干扰。结合时间延迟嵌入技术构建多维观测矩阵，利用FastICA实现盲源分离，并基于节间生物学特性对节点定位进行模糊约束。试验采用100根‘桂牧一号’巨菌草种茎（共600个带芽节点）验证，结果显示：节点定位准确率100%，最大误差1.10 mm，平均绝对误差0.42 mm，传感器以63 cm/s速度移动采集时，平均检测时间0.19 s，精度与速度均满足生产线需求，该算法为巨菌草种苗自动化制种提供了有效的技术方案。