نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد، دانشکده مکانیک، دانشگاه بیرجند، بیرجند

2 استاد، دانشکده مکانیک، دانشگاه بیرجند، بیرجند

3 دانشجوی دکتری، دانشکده مکانیک، دانشگاه بیرجند، بیرجند.

چکیده

زعفران گران­ترین محصول کشاورزی و ادویه جهان است. اطلاعات کمیدر منابع علمی در مورد مشخصات فیزیکی و هندسی گل و اجزای آن وجود دارد. همچنین در مطالعات محدودی که در زمینه مکانیزاسیون فرآیندهای پس از برداشت زعفران انجام شده، امکان مطالعه دقیق جسم به دلیل نبود یک مدل مجازی وجود نداشته است. با ایجاد مدل سه‌بعدی بصورت شکل آزاد، نه تنها امکان بررسی پارامترهای هندسی گل فراهم می­شود، امکان مطالعه دقیق­تر آن از نظر رفتار مکانیکی شامل رفتار آیرودینامیکی نیز فراهم می شود. در این مقاله با از روش مهندسی معکوس، اطلاعات سه‌بعدی اجزای گل زعفران با استفاده از اسکنر لیزری استخراج و پس از پردازش اطلاعات با استفاده از تکنیک­ها و الگوریتم­های استفاده و مدل سه‌بعدی گل زعفران بصورت شکل آزادایجاد شد. به دلیل عدم صلبیت و انعطاف­پذیری گل زعفران و نیاز اسکن اجزای داخلی آن مانند پرچم و کلاله، امکان اسکن گل به صورت یکپارچه وجود ندارد. بنابراین، هر یک از اجزای گل به صورت جداگانه اسکن شدند و سپس، با اتصال اجزای مختلف گل زعفران، مدل سه‌بعدی(3D)یکپارچه و صلب گل زعفران ایجاد شد. به دلیل ضخامت خیلی کم گلبرگ­ها، ابر نقاط استخراج شده­ی صفحات رویی با صفحات زیری تداخل دارد و به کمک نرم­افزارهای موجود، امکان مدلسازی مستقیم گل از داده­های برگرفته از اسکن وجود ندارد. برای رفع مشکل تداخل ابر نقاط و جداسازی ابر نقاط صفحات رویی و زیری گلبرگ­های گل زعفران،الگوریتمی ابداعی پیشنهاد شد که همسایگی همگن تصویر شده نامگذاری گردید. به دلیل مشکلات زیادی که در زمینه مدلسازی هندسی گل­ها و گیاهان وجود دارد، این الگوریتم برای حل بسیاری از مشکلات در این زمینه مفید خواهد بود.

کلیدواژه‌ها

Alishahi, I., Shamsi, M., 2012. Separating saffron from the other components of flower in a vertical wind tunnel and checking it with fuzzy logic. Journal of Agricultural Machinery. 2, 120-126. [In Persian with English Summary]
Asghari Lafmejani, S., Masoumi Jeshni, M., and Hosseini, N., 2015. The Role of Saffron as a Strategic Product in the Livelihoods of Rural Households of Iran (The Case of Bajestan Township). Journal of Saffron Research. 3(1), 64-80. [In Persian with English Summary]
Alipoor Miandehi, Z., Mahmodi, S., Behdani, M.A., Sayyari, M.H., 2014. Effect of manure, bio-and chemical-fertilizers and corm size on saffron (Crocus sativus L.) yield and yield components. Journal of Saffron Research. 1(2), 73-84. [In Persian with English Summary]
Babaie, A., Abdollahpoor, S., Mahmoudi, A., Fattahi, S.H., 2012. Saffron Stigma Separation by Oscillating Separator and Wind Tunnel. Modern Applied Science. 6, 101-113.
Ding, Z., Xu, S.C., Ye, X.Z., Zhang, Y., Zhang, S.Y., 2008. Flower solid modeling based on sketches. Journal of Zhejiang University Science A. 9, 481-488.
Fallahi, H.R., Alami, S., Behdani, M.A., and Aghhavani Shajari, M., 2015. Evaluation of local and scientific knowledge in saffron agronomy (Case study: Sarayan). Journal of Saffron Research. 3(1), 31-50. [In Persian with English Summary]
 
Foorginejad, A., Khalili, K., 2014. Using homogeneous neighborhood in point clouds normal vector calculation. Journal of Mechanical Engineering of Modarres. 5, 155-163. [In Persian with English Summary]
Foorginejad, A., Khalili, K., 2014. Umbrella curvature: a new curvature estimation method for point clouds. Procedia Technology. 12, 347-352.
Ijiri, T., Owada, S., Okabe, M., Igarashi, T., 2005. Floral diagrams and inflorescences: Interactive flower modeling using botanical structural constraints. ACM Transactions on Graphics (TOG) -Proceedings of ACM Siggraph. 24, 720-726.
Khalili, K., 2007. Simulation of falling saffron flower and the effect of acting forces on flowers orientation. Modelling, Identification and Control. Innsbruck, Austria. 109-113.
Lindenmayer, A., 1968. Mathematical models for cellular interaction in development. Journal of Theoretical Biology. 18, 300-315.
Ming, Z., Juan, Y., Xiaoshuan, Z., 2009. Geometry modeling for cotton leaf based on NURBS. Information Science and Applications. 6, 1615-1624.
Paproki, A., Sirault, X., Berry, S., Furbank, R., Fripp, J., 2012. A novel mesh processing   based technique for 3d plant analysis. BMC Plant Biology. 12,  63.
Paulus, S., Schumann, H., Kuhlmann, H., Léon, J., 2014. High-precision laser scanning system for capturing 3D plant architecture and analysing growth of cereal plants. Biosystems Engineering. 121, 1-11.
Prusinkiewicz, P., Lindenmayer, A., 1990. The Algorithmic Beauty of Plants. Springer-Verlag, New York.
Prusinkiewicz, P., Shirmohammadi, M., Samavati, F., 2010. L-systems in Geometric Modeling. Electronic Proceedings in Theoretical Computer Science. 31, 3-14.
Pour Salehi, F., Khashei Siuki, A., Bidokhti, Z., 2015. Changes in pattern and cultivation intensity based on virtual water with the saffron centrality (Case Study: Birjand plain). Journal of Saffron Research. 3(1), 18-30. [In Persian with English Summary]
Quan, L., Tan, P., Zeng, G., Yuan, L., Wang, J., Kang, S.B., 2006. Image-based Plant Modeling. ACM transactions on graphics