基于介电特性估计土豆特定重力
信号处理
2025-09-23 v1
摘要
土豆是经济上重要的作物，其品质与淀粉含量密切相关，后者通常通过特定重力（SG）推断。尽管近年来不断发展了用于地下土豆检测和品质评估的微波感知技术，但尚未建立将土豆介电特性与其关键农艺性状相联系的准确模型。为填补这一空白，我们开发了一个基于土豆介电常数的SG估计模型。为构建和验证该模型，我们对250个不同类型的土豆（红土豆、黄土豆、紫土豆和薯片土豆，每种类型50个样本）进行了SG测量和0.3 GHz至3.0 GHz频率范围内的介电光谱测量。其中200个数据集用于模型开发，剩余50个数据集用于模型验证。采用线性回归模型总结SG与介电常数之间的关系，其中回归系数表示为频率的四次多项式函数。对50个验证数据集的实验结果表明，该模型在估计准确性方面表现出高水平，平均绝对误差（MAE）小于，平均绝对百分比误差（MAPE）小于0.45\%。该研究及派生的SG估计模型为未来基于微波感知技术的农艺性状评估在土豆生产和加工行业中提供了基础。所有测量数据将在论文接受后公开。
引用
@article{arxiv.2509.17267,
title = {Estimation of Specific Gravity of Potato Tubers Using Dielectric Properties},
author = {Taorui Chen and Yuki Gao and Yi Wang and Hai-Han Sun},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.17267},
year = {2025}
}