检索结果-内蒙古大学图书馆

光谱学与光谱分析 2020年第5期40卷 1588-1594页

作者：嵇杨培杨颖刘刚中国农业大学信息与电气工程学院北京100083 现代精细农业系统集成研究教育部重点实验室北京100083 农业部农业信息获取技术重点实验室北京100083

猪的进食、饮水行为是评价生猪健康程度最直接的依据,利用计算机视觉技术实时监控生猪的进食、饮水等状况对提高生猪养殖福利有重要的意义。提出一种基于可见光光谱和改进YOLOv2神经网络的生猪进食、饮水行为识别方法,该方法在生猪可见... 详细信息

猪的进食、饮水行为是评价生猪健康程度最直接的依据,利用计算机视觉技术实时监控生猪的进食、饮水等状况对提高生猪养殖福利有重要的意义。提出一种基于可见光光谱和改进YOLOv2神经网络的生猪进食、饮水行为识别方法,该方法在生猪可见光图像序列上构建头颈模型,结合改进的YOLOv2神经网络实现真实养殖场景中的生猪目标检测,并利用位置信息对生猪的进食、饮水行为进行预判断,对符合判断的图像使用图像处理方法精准判断生猪进食、饮水行为。首先在生猪图像序列上构建头颈模型,利用未被遮挡的头颈作为检测目标,该模型能有效改善生猪目标检测过程的遮挡问题,且能够精准定位生猪的头部,为后续识别进食饮水行为提供辅助。然后采用国际主流神经网络YOLOv2作为目标检测的基础网络模型,改进其激活函数,实现快速精准地生猪目标检测。在使用网络训练前,对生猪数据集使用K-means算法进行聚类候选边框,其mAP值和Recall值相比于最初YOLOv2提高了3.94%和5.3%。为了增加网络对输入变化或噪声的鲁棒性,对比使用ReLU,Leaky-ReLU和ELU三个激活函数的性能,可以发现使用ELU的性能比前两者有明显提高。将改进后的网络与原YOLOv2,SSD模型以及Faster R-CNN相比,该模型的mAP值达到90.24%,Recall值达到84.56%,均优于后三者。最后利用目标检测得到的生猪头颈位置信息,对生猪的进食、饮水行为进行预判断。当图像中进食、饮水区域出现生猪时,对该图进行背景差分法、形态学运算等处理,并结合饮水区域停留时间等对生猪的进食、饮水行为进行更精准判断。实验表明:利用该方法判断生猪的进食、饮水行为,准确率分别达到94.59%和96.49%,均优于直接使用传统方法判断的结果,可应用于实际养殖过程中辅助养殖人员进行生猪管理。

关键词：可见光光谱生猪目标检测深度学习行为识别

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基于阈值分析的曲线拟合和边缘检测生猪侧视点云补全

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农业机械学报 2021年第S01期52卷 81-88页

作者：李孟飞康熙王彦超陈珏张馨月刘刚中国农业大学现代精细农业系统集成研究教育部重点实验室北京100083 中国农业大学农业农村部农业信息获取技术重点实验室北京100083 中国农业大学信息与电气工程学院北京100083

针对基于深度相机的生猪体尺检测中,生猪胸围、腹围因栏杆遮挡而无法准确测量的问题,本文提出一种基于阈值分析的三次B样条曲线拟合和边缘检测相结合的方法,实现对侧视点云缺失区域的补全。对DK深度相机采集到的模型猪左侧原始点云数据... 详细信息

针对基于深度相机的生猪体尺检测中,生猪胸围、腹围因栏杆遮挡而无法准确测量的问题,本文提出一种基于阈值分析的三次B样条曲线拟合和边缘检测相结合的方法,实现对侧视点云缺失区域的补全。对DK深度相机采集到的模型猪左侧原始点云数据进行预处理,采用直通滤波、体素网格下采样、统计滤波及欧氏聚类等方法提取生猪的侧视点云。对侧视点云进行切片、阈值分析、投影,拟合得到曲线拟合之后的补全点云。对侧视点云进行边缘检测得到边缘点云,对边缘点云的缺失区域进行拟合补全,得到完整的边缘点云,将曲线拟合之后的补全点云与边缘点云进行对比分析,剔除超出边缘的补全点云得到最终补全点云。最后,分别对未补全点云、补全点云进行体尺测点的自动化提取和人工提取,比较点云补全前后体尺测点的提取误差。试验结果表明,通过本文方法对腹部缺失点云进行补全后,腹围测点的提取误差由1.54 cm降至0.64 cm,对胸部缺失点云补全后,胸围测点的提取误差由3.41 cm降至0.89 cm。

关键词：生猪体尺检测点云补全三次B样条阈值分析边缘检测

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基质根区阻抗谱测量中补偿和耦合方法研究

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农业机械学报 2019年第6期50卷 288-298页

作者：王永千赵鹏飞范利锋王子洋黄岚王忠义中国农业大学信息与电气工程学院北京100083 中国农业大学现代精细农业系统集成研究教育部重点实验室北京100083 中国农业大学农业农村部农业信息获取技术重点实验室北京100083

根区阻抗谱技术可以很好地展现根区水分、生物量等动态变化。针对相邻激励策略下的基质根区100Hz^2MHz范围内阻抗谱测量中出现的问题,进行总结、分析,并提出了解决方法。进行了延长通道对测量的影响实验,分析对比了单端口网络和双端口... 详细信息

根区阻抗谱技术可以很好地展现根区水分、生物量等动态变化。针对相邻激励策略下的基质根区100Hz^2MHz范围内阻抗谱测量中出现的问题,进行总结、分析,并提出了解决方法。进行了延长通道对测量的影响实验,分析对比了单端口网络和双端口网络补偿策略,实验结果表明,纯基质的测量,单端口网络补偿方法是最佳选择,其步骤简洁且补偿效果显著。通过延长电极长度,使自然条件下阻抗谱可被准确测量的含水率变化范围增大,电极由3mm增长至8mm时,适用的含水率范围从8.35%增大至11.27%,是原有含水率范围的1.35倍,有效地减弱了含水率下降时对电极与基质耦合的影响。分析了不同电极长度下的数据差异以及电极几何参数的影响,结果表明,电极长度变化并未对数据的整体趋势变化造成显著影响。同时,对测量中高频时出现负电阻数据的原因进行了分析探讨。

关键词：阻抗谱基质通道补偿电极耦合负电阻

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基于EMD的奶牛动态称量算法

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农业机械学报 2019年第B07期50卷 305-312页

作者：冯宁宁刘刚张彦娥梅树立杨跚杰中国农业大学现代精细农业系统集成研究教育部重点实验室北京100083 中国农业大学农业农村部农业信息获取技术重点实验室北京100083 中国农业大学信息与电气工程学院北京100083

针对目前奶牛动态称量存在的问题,提出了一种基于经验模态分解(Empirical mode decomposition,EMD)的动态称量算法。首先,对称量设备采集到的非线性、非平稳振荡信号进行数据预处理,得到有效信号;其次,对有效信号进行初判断,若符合预设... 详细信息

针对目前奶牛动态称量存在的问题,提出了一种基于经验模态分解(Empirical mode decomposition,EMD)的动态称量算法。首先,对称量设备采集到的非线性、非平稳振荡信号进行数据预处理,得到有效信号;其次,对有效信号进行初判断,若符合预设条件即为走停状态,利用算术平均法求取均值;若不符合预设条件,则利用EMD算法区分动物的慢速行走、快速行走和剧烈运动行进状态,并计算动态称量值。实验中发现,剧烈运动状态下获取的数据波动很大,需进行滤波后再计算质量。实验结果表明,本文提出的动态称量算法可判断奶牛行进状态,计算得到的动态质量与静态质量相比,走停状态下误差率在0.16%以内,慢速行走、快速行走状态下误差率在1%以内,剧烈运动状态下误差率在1.35%以内。

关键词：奶牛质量经验模态分解动态称量算法振荡信号行进状态

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基于热红外视频的奶牛跛行运动特征提取与检测

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农业工程学报 2021年第23期37卷 169-178页

作者：康熙李树东张旭东刘刚中国农业大学信息与电气工程学院北京100083 中国农业大学现代精细农业系统集成研究教育部重点实验室北京100083 中国农业大学农业农村部农业信息获取技术重点实验室北京100083

针对基于可见光视频的奶牛跛行检测系统易受光线、环境变化因素影响的问题,该研究提出了一种基于热红外视频的奶牛跛行运动特征获取与检测的方法。该研究利用深度学习与传统图像处理方法,分别对热红外相机与可见光相机所拍摄的奶牛行走... 详细信息

针对基于可见光视频的奶牛跛行检测系统易受光线、环境变化因素影响的问题,该研究提出了一种基于热红外视频的奶牛跛行运动特征获取与检测的方法。该研究利用深度学习与传统图像处理方法,分别对热红外相机与可见光相机所拍摄的奶牛行走视频进行了奶牛跛行运动特征的提取检测。通过检测结果分析可知,相较于可见光图像,算法对于热红外图像中的奶牛跛行运动特征检测效果更好、准确率更高并且热红外图像可以有效减少光线等外界因素对特征提取的影响,利用深度学习与传统图像处理对运动特征检测的平均精度达到了90.84%与74.26%。研究利用弓背曲率分别针对热红外视频与可见光视频中的行走奶牛进行跛行检测试验,试验结果表明,针对热红外视频中的奶牛跛行检测精度为90.0%,Macro-F1为0.90;针对可见光视频中的奶牛跛行检测精度为83.3%,Macro-F1为0.83。研究表明热红外相机应用于计算机视觉奶牛跛行检测系统可以更好的实现奶牛跛行运动特征获取与跛行检测,有效提高检测准确性与鲁棒性。

关键词：计算机视觉图像处理热红外视频奶牛跛行深度学习

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基于双目视觉的香蕉园巡检机器人导航路径提取方法

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农业工程学报 2021年第21期37卷 9-15页

作者：张振乾李世超李晨阳曹如月张漫李寒李修华中国农业大学现代精细农业系统集成研究教育部重点实验室北京100083 中国农业大学农业农村部农业信息获取技术重点实验室北京100083 广西大学电气工程学院南宁530004

为实现移动机器人香蕉园巡检自动导航,研究提出了一种基于双目视觉的香蕉园巡检路径提取方法。首先由机器人搭载的双目相机获取机器人前方点云,进行预处理后对点云感兴趣区域进行二维投影并将投影结果网格化,得到网格地图;然后采用改进... 详细信息

为实现移动机器人香蕉园巡检自动导航,研究提出了一种基于双目视觉的香蕉园巡检路径提取方法。首先由机器人搭载的双目相机获取机器人前方点云,进行预处理后对点云感兴趣区域进行二维投影并将投影结果网格化,得到网格地图;然后采用改进的K-means算法将道路两侧香蕉树分离,其中初始聚类中心通过对网格地图进行垂直、水平投影以及一、二阶高斯拟合确定;最后基于最小包围矩形提取导航路径,将道路两侧网格以最小矩形框包围,提取两包围框中间线作为期望导航路径。测试结果表明,改进的K-means算法聚类成功率为93%,较传统方法提高了12个百分点;导航路径提取平均横向偏差为14.27 cm,平均航向偏差为4.83°,研究方法可为香蕉园巡检机器人自动导航提供支持。

关键词：机器人机器视觉香蕉园巡检路径提取

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日光温室作物产量监测系统设计

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农业机械学报 2013年第S2期44卷 205-208页

作者：李莉王海华袁洪波王小红中国农业大学现代精细农业系统集成研究教育部重点实验室北京100083 河北农业大学机电工程学院保定071001 中国农业大学农业信息获取技术农业部重点实验室北京100083

根据日光温室作物产量测量和监控的需要,开发了日光温室作物产量监测系统。该系统由压力传感器终端、无线数据传输网络和上位机产量监测软件构成。通过无线数据传输网络的建立及节点间的通信,实现无线网络与压力传感器终端和上位机产量... 详细信息

根据日光温室作物产量测量和监控的需要,开发了日光温室作物产量监测系统。该系统由压力传感器终端、无线数据传输网络和上位机产量监测软件构成。通过无线数据传输网络的建立及节点间的通信,实现无线网络与压力传感器终端和上位机产量监测软件的通信,产量监测软件获取的产量相关信息保存到数据库中,方便对数据进行统计分析,从而及时调整温室环境及作物生长环境,调整温室管理方式。同时,对所测量的蔬菜添加RFID标签,实现对蔬菜产地等信息的溯源。试验表明,系统方案设计合理、操作简单、运行可靠,能够提高日光温室作物产量测量的效率,有效提升日光温室生产自动化程度,有利于温室管理的调整。

关键词：日光温室产量监测 WSN RFID 设计

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基于近红外光谱的带种衣剂玉米种子真实性鉴定方法研究

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光谱学与光谱分析 2014年第11期34卷 2984-2988页

作者：贾仕强郭婷婷刘哲严衍禄安冬顾建成李绍明张晓东朱德海中国农业大学信息与电气工程学院北京100083 教育部现代精细农业系统集成研究重点实验室北京100083 中国农业大学国家玉米改良中心北京100193 农业部农业信息获取技术重点实验室北京100083 北京金色农华种业科技有限公司北京100080

应用近红外光谱鉴定玉米种子品种真实性已有深入的研究。在实际应用中,商品玉米种子均涂有种衣剂,给光谱的采集和分析带来了许多困难。提出了基于近红外光谱的带种衣剂玉米种子品种真实性快速鉴定方法。首先讨论了种衣剂对种子近红外光... 详细信息

应用近红外光谱鉴定玉米种子品种真实性已有深入的研究。在实际应用中,商品玉米种子均涂有种衣剂,给光谱的采集和分析带来了许多困难。提出了基于近红外光谱的带种衣剂玉米种子品种真实性快速鉴定方法。首先讨论了种衣剂对种子近红外光谱的影响,然后将种子沿着胚面凹陷方向切开,使用漫反射方式和专用配件测量种子切面的光谱,以消除种衣剂的影响。使用支持向量机、软独立模式识别和仿生模式识别三种方法建立四个玉米品种的真实性鉴定模型,正确识别率分别达到93%,95.8%和98%。品种鉴定模型具有很好的稳健性,对来自不同产地的同一品种的种子均能够正确识别。

关键词：玉米种子种衣剂品种真实性近红外光谱

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基于植物电信号的小麦苗期等渗干旱胁迫与盐胁迫辨识

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农业机械学报 2021年第7期52卷 231-236页

作者：李进海李洋 RICARDO Ferraz de Oliveira 姚杰鹏黄岚王忠义中国农业大学信息与电气工程学院北京100083 中国农业大学现代精细农业系统集成研究教育部重点实验室北京100083 中国农业大学农业农村部农业信息获取技术重点实验室北京100083 圣保罗大学路易斯·德奎罗兹农业学院皮拉西卡巴3538709

针对早期干旱胁迫与盐胁迫在植物处于逆境时难以区分的问题,提出一种基于光诱导植物电信号的干旱胁迫与盐胁迫辨识方法。使用光/暗循环刺激获取了小麦幼苗在正常状态以及等渗干旱胁迫与盐胁迫下的植物叶表面电位,并利用一对一分类策略... 详细信息

针对早期干旱胁迫与盐胁迫在植物处于逆境时难以区分的问题,提出一种基于光诱导植物电信号的干旱胁迫与盐胁迫辨识方法。使用光/暗循环刺激获取了小麦幼苗在正常状态以及等渗干旱胁迫与盐胁迫下的植物叶表面电位,并利用一对一分类策略的支持向量机(One-versus-one support vector machine,OVOSVM)对获取的植物电信号样本进行分类。三折交叉验证结果显示:对正常状态与干旱胁迫下小麦幼苗叶表面电位进行二分类,分类准确率达到100%;对正常状态与盐胁迫下小麦幼苗叶表面电位进行二分类,准确率为94.44%;进行三分类时准确率达到96.30%;对等渗干旱胁迫与盐胁迫下获取的小麦叶表面电位进行二分类,分类准确率为100%。研究表明,植物电信号作为一种辨识逆境胁迫的方法,可对等渗条件下早期干旱胁迫与盐胁迫进行准确区分。

关键词：小麦幼苗叶表面电位光诱导植物电信号等渗干旱胁迫与盐胁迫支持向量机

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基于二次混合机构的营养液调控模型与PID算法实现

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农业工程学报 2016年第22期32卷 100-106页

作者：李莉王俊衡孟繁佳穆永航袁洪波王海华 N.Sigrimis 中国农业大学现代精细农业系统集成研究教育部重点实验室北京100083 中国农业大学农业部农业信息获取技术重点实验室北京100083 河北农业大学机电工程学院保定071001 希腊雅典农业大学农业工程系希腊雅典11855

封闭式栽培是解决中国日光温室传统栽培连作障碍问题的有效途径之一。营养液调控过程的性能指标是封闭式栽培模式的关键。该文针对一种具有二次混肥特性的营养液调控过程进行动态分析并建立模型,使用PID控制算法实现了营养液调控,并对... 详细信息

封闭式栽培是解决中国日光温室传统栽培连作障碍问题的有效途径之一。营养液调控过程的性能指标是封闭式栽培模式的关键。该文针对一种具有二次混肥特性的营养液调控过程进行动态分析并建立模型,使用PID控制算法实现了营养液调控,并对影响因素进行对比试验。试验结果表明,系统达到稳定的时间随出液流量的减小或营养液浓度之和的增大呈现减小的趋势;系统震荡持续时间与超调量随出液流量的减小或营养液浓度之和的增大呈现增大的趋势。由试验结果与分析可知,该带有二次混肥的封闭式栽培系统中最优的出液流量与营养液浓度之和分别为6 m3/h与200 g/L,在此状态下进行PID控制参数整定,得到系统在最优条件下稳定时间为100 s、超调量为3%、震荡持续时间为25 s。表明该带有二次混肥的封闭式栽培系统的营养液调控过程能使用PID算法进行调控,能使系统实现稳定、高效的运行。该研究为封闭式栽培的营养液调控提供了参考。

关键词：温室模型算法营养液调控封闭式栽培 PID 二次混肥机构日光温室

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