检索结果-内蒙古大学图书馆

农业机械学报 2017年第9期48卷 32-37页

作者：丁永军张晶晶 LEE Won Suk 李民赞兰州城市学院电子与信息工程学院兰州730070 佛罗里达大学农业与生物工程系盖恩斯维尔326110570 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

在基于机器视觉的作物营养诊断研究中,通常需要采集叶片样本并在实验室条件下定量测定其营养素含量,但由于叶片间相互重叠,往往使得叶片样本不能清晰地反映在群体番茄冠层图像中。为了解决这一问题,需要利用图像分析技术有效提取作物冠... 详细信息

在基于机器视觉的作物营养诊断研究中,通常需要采集叶片样本并在实验室条件下定量测定其营养素含量,但由于叶片间相互重叠,往往使得叶片样本不能清晰地反映在群体番茄冠层图像中。为了解决这一问题,需要利用图像分析技术有效提取作物冠层图像中的叶片,并根据处理结果采集实验室测定样本。本文从复杂背景剔除、梯度图计算、小波变换、标记选取、分水岭分割等环节出发,实现了基于小波变换与分水岭算法融合的番茄冠层多光谱图像叶片分割。首先对比了4种复杂背景剔除算法,发现当增强因子a=1.3时,基于归一化植被指数(Normalized difference vegetation index,NDVI)的阈值分割目标提取准确,适合各种光照条件,时空复杂度低。其次在梯度图计算方面,近红外(Near infrared,NIR)波段图像形态学梯度在保持目标边缘的同时,能消除大量由叶脉、光照等引起的叶片内纹理细节。然后以小波分析为基础进行标记选取,发现当选取db4小波函数、4层小波分解低频系数、阈值为18的H-maxima变换能得到最优的目标标记结果。最后对多光谱番茄冠层图像的小波变换分水岭分割和数学形态学分水岭分割结果进行叠加,发现对复杂背景及不同光照强度下的番茄冠层叶片平均误分率为21%,为基于多光谱图像分析的番茄叶片营养素含量检测提供了一定的技术支持。

关键词：图像分割番茄叶片小波变换标记分水岭

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基于Fuzzy-Smith控制器的营养液pH值调控系统研究

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农业机械学报 2017年第S1期48卷 347-352,393页

作者：李帅帅李莉穆永航王宏康吴勇 SIGRIMIS N 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 中国农业大学农业信息获取技术农业部重点实验室北京100083 雅典农业大学农业工程系雅典11855

pH值的控制是水肥一体化营养液循环控制系统的重要环节,水肥控制过程中pH值在最优控制范围内有利于根系的发育以及多数矿物质的吸收。营养液调控过程中,由于循环管路以及酸液的缓慢扩散,使得pH值调节过程存在很大的时滞,传统PID难以取... 详细信息

pH值的控制是水肥一体化营养液循环控制系统的重要环节,水肥控制过程中pH值在最优控制范围内有利于根系的发育以及多数矿物质的吸收。营养液调控过程中,由于循环管路以及酸液的缓慢扩散,使得pH值调节过程存在很大的时滞,传统PID难以取得良好效果。本研究根据被控对象特点,建立了描述该过程的数学模型,设计开发了一套具有二次混肥特性的以MSP430单片机为主控的营养液pH值控制系统。由于参数自整定模糊PID不需要精确数学模型以及Smith预估可对纯滞后进行补偿的特点,开发的系统将参数自整定模糊PID控制引入Smith预估当中,既缓解了滞后时间对控制系统的影响,又对模型的不精确性进行了补偿。为了验证该算法以及系统的有效性和优越性,分别对PID、Fuzzy-Smith控制算法进行仿真测试,同时在不同灌溉量下进行性能试验。试验结果表明,在不同灌溉量下Fuzzy-Smith控制算法pH值的平均最大超调量为0.83%,营养液pH值从8.0调节为6.0的平均时间为157 s,优于常规PID控制的2.55%和189 s。

关键词： p H值调控 Fuzzy-Smith控制二次混肥水肥一体化灌溉

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基于LabVIEW的生猪群体活动量监测系统

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农业机械学报 2017年第S1期48卷 359-364页

作者：蔡一欣马丽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 河北农业大学信息科学与技术学院保定071001

生猪日常活动量可作为生猪健康状况分析和遗传性能评估的重要数据基础。针对大圈养殖环境下利用人工观察的传统方法监测生猪群体活动量精度不高、主观性较强等问题,设计了一种基于LabVIEW的生猪群体活动量监测系统。利用被动式红外探测... 详细信息

生猪日常活动量可作为生猪健康状况分析和遗传性能评估的重要数据基础。针对大圈养殖环境下利用人工观察的传统方法监测生猪群体活动量精度不高、主观性较强等问题,设计了一种基于LabVIEW的生猪群体活动量监测系统。利用被动式红外探测器采集生猪群体活动量信息,以24位ADS1256芯片为A/D转换和信号输入通道选择,设计了活动量数据采集系统电路,基于LabVIEW软件平台进行程序设计,实现了生猪群体活动量数据的实时采集、保存和图形化显示,提出了利用优化的双正弦模型描述生猪群体日活动量,完成了生猪群体活动量监测系统的设计。选取大圈养殖环境下刚进栏的小猪进行实验验证,实验结果表明:生猪群体日活动量模型与实测值平均相关系数为0.83,构建的模型能够较好地反映生猪群体日活动量,监测系统能够实现快速、准确地监测生猪群体活动量。

关键词：生猪活动量分析远程监控 Lab VIEW

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基于近红外光谱的核桃仁蛋白质含量检测分析

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农业机械学报 2017年第S1期48卷 407-411页

作者：马文强张漫李忠新杨莉玲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 新疆农业科学院农业机械化研究所乌鲁木齐830091

为了实现核桃仁蛋白质的快速无损检测,采用近红外光谱技术,建立了核桃仁蛋白质含量预测模型,并对近红外光谱波段筛选方法进行了研究。首先针对3种不同粒度核桃仁样本,采集了1 040~2 560 nm范围全波段信息,采用多元散射校正法和标准正态... 详细信息

为了实现核桃仁蛋白质的快速无损检测,采用近红外光谱技术,建立了核桃仁蛋白质含量预测模型,并对近红外光谱波段筛选方法进行了研究。首先针对3种不同粒度核桃仁样本,采集了1 040~2 560 nm范围全波段信息,采用多元散射校正法和标准正态化方法对原始光谱进行了预处理。然后,采用间隔偏最小二乘算法筛选了光谱特征波段,并建立了全波段和特征波段下核桃仁蛋白质含量偏最小二乘算法预测模型。通过对不同粒度核桃仁样本近红外光谱分析表明,核桃仁粒度大小对核桃仁蛋白质含量预测效果并无显著影响。采用间隔偏最小二乘算法的波段筛选,核桃整仁样本验证集的均方根误差和相关系数分别为0.021和0.913,表明该方法能够优化模型质量并降低模型复杂度。

关键词：核桃仁蛋白质含量近红外光谱技术光谱筛选间隔偏最小二乘算法

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基于比色光谱的氧乐果和毒死蜱农药残留快速检测

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中国农业大学学报 2017年第4期22卷 135-142页

作者：李文孙明孙红毛博慧李民赞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京10008 北京工商大学计算机与信息工程学院北京100048

为快速、安全地检测氧乐果和毒死蜱农药残留,使用改进的氯化钯比色法,分别采集2种农药比色反应后的吸收光谱,利用主成分分析法(PCA)和偏最小二乘法(PLS)建立预测模型。结果表明:1)使用乙酸代替传统浓盐酸配制的氯化钯比色试剂效果更理想... 详细信息

为快速、安全地检测氧乐果和毒死蜱农药残留,使用改进的氯化钯比色法,分别采集2种农药比色反应后的吸收光谱,利用主成分分析法(PCA)和偏最小二乘法(PLS)建立预测模型。结果表明:1)使用乙酸代替传统浓盐酸配制的氯化钯比色试剂效果更理想,氧乐果和毒死蜱的吸收光谱可以区分的检测下限分别是0.05和0.50mg/L,基本满足GB 2763—2014对部分果蔬的检测要求。2)氧乐果和毒死蜱吸收光谱的敏感波长分别为510和499nm,由此确定最优建模波段。对比PCA和PLS方法建模效果,2种农药的原始光谱数据都是在Savitzky-Golay(SG)平滑处理后,使用PLS方法在主成分为4时预测效果较好。PLS模型在2-折交叉验证下,氧乐果在480~680nm波段,建模集相关系数Rc=0.977 0,均方根误差RMSEC=5.801,验证集相关系数Rp=0.963 0,均方根误差RMSEP=7.904;毒死蜱在460~850nm波段,Rc=0.997 0,RMSEC=2.281,Rp=0.984 7,RMSEP=3.170。该方法比色试剂配制简单安全,室温下比色反应时间为2min,满足快速、安全的检测要求,为进一步研究实用的农残检测仪器提供了新方法。

关键词：农药残留氯化钯比色法光谱分析快速检测

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基于PCA和神经网络的农残含量预测模型研究

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测控技术 2018年第12期37卷 34-37页

作者：李文李民赞孙明北京工商大学计算机与信息工程学院食品安全大数据技术北京市重点实验室北京100048 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

为提高快速检测农残含量的精度,针对建模数据特征发生明显变化的实际情况,提出了一种结合主成分分析(PCA)和神经网络的分段多模型方法。提取建模数据的前2个主成分作为模型的输入,分别使用主成分回归(PCR)和BP/RBF神经网络建立单一及分... 详细信息

为提高快速检测农残含量的精度,针对建模数据特征发生明显变化的实际情况,提出了一种结合主成分分析(PCA)和神经网络的分段多模型方法。提取建模数据的前2个主成分作为模型的输入,分别使用主成分回归(PCR)和BP/RBF神经网络建立单一及分段多模型。通过计算模型验证集的输出总误差和误差百分比,对比模型检测精度。试验表明:与单一模型相比,利用神经网络建立的分段多模型可以显著降低农药含量的预测误差,使用BP和RBF网络建立的低浓度段模型的输出误差百分比分别为0.8%和0.4%,RBF网络效果更好。该方法可以在待测农药的较大浓度范围内实现定量检测,具有较强的实用性。

关键词：农药残留神经网络主成分分析快速检测

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CO_2与氮肥交互作用的番茄光合速率预测模型

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农业机械学报 2017年第S1期48卷 334-340页

作者：刘新英殷鉴李寒张漫李民赞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 塔里木大学机械电气化工程学院阿拉尔843300 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 北京农业信息技术研究中心北京100097

为了实现CO_2气肥和营养液氮肥含量的准确调控,建立了作物整个生长周期的光合速率预测模型。以番茄为实验对象,设置了3个CO_2浓度和3个营养液含氮量的交互处理实验,使用LI-6400型便携式光合速率仪采集叶室内的环境信息和单叶净光合速率... 详细信息

为了实现CO_2气肥和营养液氮肥含量的准确调控,建立了作物整个生长周期的光合速率预测模型。以番茄为实验对象,设置了3个CO_2浓度和3个营养液含氮量的交互处理实验,使用LI-6400型便携式光合速率仪采集叶室内的环境信息和单叶净光合速率。利用多元线性回归方法建立了番茄整个生长周期的光合速率预测模型,模型的相关系数为0.885,调整后的决定系数为0.782。实验结果表明,该模型具有较高预测精度,可为温室CO_2气肥浓度和营养液氮肥含量的调控提供理论依据。

关键词：番茄光合速率精确调控多元线性回归

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面向异构平台的谷物测产数据采集及实现

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农业工程学报 2016年第9期32卷 142-149页

作者：郑立华郭享李民赞李新成陈元肖昌一中国农业大学"现代精细农业系统集成研究"教育部重点实验室北京100083

为了实现谷物现场测产系统采集数据并向测产服务系统进行实时传递,以满足各种终端设备对数据的访问需求,采用Web技术开发了谷物测产数据服务系统,实现了工控机、移动终端和服务器等异构平台之间的数据交互和共享。测产数据由装载在现场... 详细信息

为了实现谷物现场测产系统采集数据并向测产服务系统进行实时传递,以满足各种终端设备对数据的访问需求,采用Web技术开发了谷物测产数据服务系统,实现了工控机、移动终端和服务器等异构平台之间的数据交互和共享。测产数据由装载在现场联合收割机上的工控机实时采集,利用无线通讯技术通过Socket连接服务器进行数据传输,服务器端按照数据交换协议进行数据解析、产量计算、数据存储和可视化。测产数据服务由基于SOAP(simple object access protocol)协议的Web Service接口提供。该文采用GZIP(GNUzip)压缩技术降低测产数据访问服务时的带宽消耗,由数字签名和信息加密技术保障数据安全。测产实践表明,该数据采集和服务平台能够高效地接收处理实时传来的数据进行数据可视化、计算以及数据推送,实现了异构平台之间数据交互和共享。

关键词：谷物 Web Service 数据可视化测产工控机 SOAP

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基于Kinect相机的苹果树三维点云配准

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农业机械学报 2016年第5期47卷 9-14页

作者：郑立华麦春艳廖崴文瑶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

为建立具有真实彩色信息的果树三维点云形态结构模型,用Kinect相机获取不同视角下果树的原始三维点云,针对传统最近点迭代算法对待配准点云的空间位置要求苛刻的问题,提出了改进的点云配准算法。首先通过归一化对齐径向特征算法搜寻点... 详细信息

为建立具有真实彩色信息的果树三维点云形态结构模型,用Kinect相机获取不同视角下果树的原始三维点云,针对传统最近点迭代算法对待配准点云的空间位置要求苛刻的问题,提出了改进的点云配准算法。首先通过归一化对齐径向特征算法搜寻点云关键点,并使用快速点特征直方图描述子计算关键点处的特征向量。然后根据求得的特征向量估计2片点云关键点之间的空间映射关系,再基于随机抽样一致性算法提纯映射关系并完成点云的初始配准。最后利用最近点迭代算法完成点云的精确配准。实验结果表明,通过在最近点迭代算法前增加点云初始配准算法,有效地提高了点云配准的准确性和稳定性,能够对任意初始位置的2片点云进行准确匹配,平均配准误差为0.7 cm。

关键词：苹果树 Kinect相机三维点云初始配准最近点迭代算法

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利用比色光谱法快速检测白菜中有机磷农药残留

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江苏农业科学 2017年第17期45卷 168-171页

作者：李文李民赞孙明北京工商大学计算机与信息工程学院北京100048 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

提出一种基于比色光谱的农药残留快速检测新方法。使用优化后的乙酸氯化钯溶液作为比色剂,提取白菜中乐果、氧乐果、毒死蜱的残留量进行种类识别,在0.05~90.00 mg/kg浓度范围内,用去离子水对3种农药分别配制40个样本,与等量的氯化钯溶... 详细信息

提出一种基于比色光谱的农药残留快速检测新方法。使用优化后的乙酸氯化钯溶液作为比色剂,提取白菜中乐果、氧乐果、毒死蜱的残留量进行种类识别,在0.05~90.00 mg/kg浓度范围内,用去离子水对3种农药分别配制40个样本,与等量的氯化钯溶液发生比色反应,生成黄色络合物硫化钯,用分光光度计采集吸光度图谱。利用每种农药的比色光谱特征建立支持向量机(support vector machine,简称SVM)分类识别模型,引入粒子群优化算法(particle swarm optimization,简称PSO)减小运算量。结果表明,用乙酸作为氯化钯溶剂的吸光图谱可以在300~900 nm波段区分0.05 mg/kg的农药浓度。在2-折交叉验证下,训练集和验证集的识别准确率分别达到100%、98.333 3%。该方法比色试剂配制简单、操作安全,为进一步开发有机磷农药残留快速检测仪器提供新思路。

关键词：含硫有机磷分类识别粒子群优化算法支持向量机

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