检索结果-内蒙古大学图书馆

农业机械学报 2015年第S1期46卷 35-40页

作者：麦春艳郑立华孙红杨玮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

为实现对果园果实机器人采摘提供科学可靠的技术指导,提出了一种基于RGB-D相机的苹果果树三维重构以及进行果实立体识别与定位的方法。使用RGB-D相机快速获取自然光照条件下果树的彩色图像和深度图像,通过融合果树图像彩色信息和深度信... 详细信息

为实现对果园果实机器人采摘提供科学可靠的技术指导,提出了一种基于RGB-D相机的苹果果树三维重构以及进行果实立体识别与定位的方法。使用RGB-D相机快速获取自然光照条件下果树的彩色图像和深度图像,通过融合果树图像彩色信息和深度信息实现了果树的三维重构;对果树的三维点云进行R-G的色差阈值分割和滤波去噪处理,获得果实区域的点云信息;基于随机采样一致性的点云分割方法对果实点云进行三维球体形状提取,得到每个果实质心的三维空间位置信息和果实半径。实验结果表明,提出的果树三维重构和果实立体识别与定位方法具有较强的实时性和鲁棒性,在0.8~2.0 m测量范围内,顺光和逆光环境中果实正确识别率分别达95.5%和88.5%;在果实拍摄面的点云区域被遮挡面积超过50%的情况下正确识别率达87.4%;果实平均深度定位偏差为8.1 mm;果实平均半径偏差为4.5 mm。

关键词：苹果采摘机器人 RGB-D相机三维重建识别定位点云分割

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小麦冠层营养诊断光谱检测仪设计与试验

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农业机械学报 2015年第S1期46卷 222-227页

作者：赵毅文瑶孙红李民赞张猛吴李烜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

为了快速准确获取田间作物生长营养水平信息,设计了作物冠层营养诊断光谱检测仪,并进行了小麦大田测试。系统由光学传感器,信号采集驱动模块和控制器组成。光学传感器可测量300~1 100 nm范围内连续光谱,信号采集驱动模块用于提供稳定电... 详细信息

为了快速准确获取田间作物生长营养水平信息,设计了作物冠层营养诊断光谱检测仪,并进行了小麦大田测试。系统由光学传感器,信号采集驱动模块和控制器组成。光学传感器可测量300~1 100 nm范围内连续光谱,信号采集驱动模块用于提供稳定电压以及数据的A/D转换。开发了光谱采集控制软件安装于控制器,主要功能包括接收、处理、显示和存储采集到的数据。应用该仪器进行了标定试验,并针对大田冬小麦开展了大田试验,试验结果表明该仪器所测反射率与美国ASD Field Spec Hand Held 2光谱辐射仪所测的反射率之间具有较高的相关性,相关系数最低为0.991 8。分析了冬小麦叶绿素含量指标SPAD值与仪器所测反射率之间的相关性。选出相关性较高的550~900 nm波段进行主成分分析建立叶绿素预测模型,建模R2C为0.575,模型检验R2V为0.595。结果表明利用研发的便携式光谱检测仪能有效评估小麦营养叶绿素含量,为小麦的精细栽培提供理论与技术支持。

关键词：作物检测精细农业归一化差值植被指数光谱分析

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估测田间烟叶色素含量的光谱模型研究

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光谱学与光谱分析 2015年第6期35卷 1654-1659页

作者：任晓劳彩莲徐照丽晋艳郭焱李军会杨宇虹中国农业大学现代精细农业系统集成教育部重点实验室北京100083 云南省烟草农业科学研究院云南昆明650021 中国农业大学资源与环境学院北京100193

田间烟叶色素含量的光谱无损快速测量,对烟草营养生长期的营养诊断与长势监测、成熟期的烟叶品质评判具有重要的生产指导意义。该研究的目的是利用烟叶田间光谱估测烟叶的叶绿素和类胡萝卜素含量。研究采集了营养生长期和成熟期烟叶田... 详细信息

田间烟叶色素含量的光谱无损快速测量,对烟草营养生长期的营养诊断与长势监测、成熟期的烟叶品质评判具有重要的生产指导意义。该研究的目的是利用烟叶田间光谱估测烟叶的叶绿素和类胡萝卜素含量。研究采集了营养生长期和成熟期烟叶田间反射光谱,测量了样品烟叶的色素含量,利用支持向量机(SVM)和光谱指数法,对营养生长期和成熟期烟叶样品用分期建模和混合建模两种方法建立色素含量估测模型,并对模型的预测性能进行比较。研究结果表明,分期建模和混合建模对于烟叶色素含量的估测效果差异不显著。对于叶绿素含量,SVM和光谱指数法均有较好的估测效果;对于类胡萝卜素含量,SVM方法比光谱指数法具有更高的估测精度。采用SVM方法对烟叶样品的叶绿素含量分期建模得到的估测决定系数和均方根误差分别为0.862 9和0.015 5,对叶绿素含量混合建模得到的估测决定系数和均方根误差分别为0.898 5和0.012 3;采用SVM方法对烟叶样品类胡萝卜素含量分期建模得到的估测决定系数和均方根误差分别为0.873 0和0.002 4,对类胡萝卜素含量混合建模得到的估测决定系数和均方根误差分别为0.852 7和0.002 4。该研究的创新点是通过支持向量机和光谱指数法采用分期建模以及混合建模的方式建立了烟叶样品色素含量的估测模型,为烟草田间生产的质量控制、烟叶的采收品质保证提供科学依据和技术支持。

关键词：烟叶色素反射光谱模型支持向量机

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养殖场环境下的生猪多目标检测与跟踪方法

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光学学报 2015年第A01期35卷 109-117页

作者：段玉瑶马丽王辉刘刚现代精细农业系统集成研究教育部重点实验室农业部农业信息获取技术重点实验室中国农业大学北京100083 河北农业大学信息科学与技术学院河北保定071000

针对生猪多目标跟踪过程中猪舍内光照情况复杂、生猪间遮挡等问题，改进了传统多运动目标跟踪算法，开发了一套基于计算机视觉技术的目标跟踪系统。改进了前景检测方法，将灰度差分、s通道差分和帧间差分所获取的差分图像相融合。利用... 详细信息

针对生猪多目标跟踪过程中猪舍内光照情况复杂、生猪间遮挡等问题，改进了传统多运动目标跟踪算法，开发了一套基于计算机视觉技术的目标跟踪系统。改进了前景检测方法，将灰度差分、s通道差分和帧间差分所获取的差分图像相融合。利用阴影与背景的颜色差异性和纹理相似性消除阴影的影响，得到完整的前景图像，提高了前景提取的准确度。改进均值漂移算法实现对目标生猪运动行为的准确跟踪，改进的算法融人了目标生猪的初始位置与颜色信息，修正了目标直方图模型，提高了跟踪的准确率。不同品种、不同光照条件下生猪的运动行为跟踪实验的结果表明，运动目标检测方法能够有效消除阴影对跟踪的影响，同时验证了算法的稳定性，跟踪准确率大于85％。

关键词：图像处理猪多目标跟踪目标检测

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复合式吸肥装置结构设计与性能试验

复合式吸肥装置结构设计与性能试验

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2016中国农业机械学会国际学术年会

作者：穆永航李莉孟繁佳王俊衡 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 希腊雅典农业大学农业工程系雅典 11855

为满足水肥一体化灌溉设备多种单元素肥料实时混合或提高复合肥吸肥效率，本文提出一种新型复合式吸肥装置的设计，并设计试验对其进行吸肥性能检测，并与进出口直径、收缩段锥角、喉部直径及扩散段锥角均相同的传统单文丘里管吸肥器进... 详细信息

为满足水肥一体化灌溉设备多种单元素肥料实时混合或提高复合肥吸肥效率，本文提出一种新型复合式吸肥装置的设计，并设计试验对其进行吸肥性能检测，并与进出口直径、收缩段锥角、喉部直径及扩散段锥角均相同的传统单文丘里管吸肥器进行对比试验以验证其可行性。

关键词：复合式吸肥装置文丘里结构设计性能检测精确施肥

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基于改进粒子群优化模糊控制的农业车辆导航系统

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农业机械学报 2015年第3期46卷 29-36,58页

作者：孟庆宽仇瑞承张漫刘刚张志刚项明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 华南农业大学南方农业机械与装备关键技术教育部重点实验室广州510642 农业部农业信息获取技术重点实验室北京100083

以采用机器视觉导航的农业车辆为研究对象,提出了一种基于改进粒子群优化自适应模糊控制的农机导航控制方法。建立了车辆2自由度转向模型和视觉预瞄模型,对车辆横向控制进行状态描述。对粒子群算法进行了改进,提高了粒子群算法的收敛速... 详细信息

以采用机器视觉导航的农业车辆为研究对象,提出了一种基于改进粒子群优化自适应模糊控制的农机导航控制方法。建立了车辆2自由度转向模型和视觉预瞄模型,对车辆横向控制进行状态描述。对粒子群算法进行了改进,提高了粒子群算法的收敛速度,降低了算法计算时间。构建了自适应模糊控制器,在模糊控制器中引入加权因子,以横向偏差和航向偏差时间误差绝对值积分(ITAE)之和作为系统目标函数,通过粒子群算法计算得到最优加权因子,进而调整控制规则实现导航车辆的自适应控制。仿真和导航试验结果表明,提出的控制方法可以迅速消除横向误差,具有超调量小、响应速度快等特点,既保留了模糊控制算法的优点,又提高了系统控制品质。在相同参数条件下,与常规模糊控制相比,改进模糊控制算法导航精度显著提高。当车速为0.8/s时,直线路径跟踪最大横向偏差不超过4.2 cm,曲线路径跟踪最大横向偏差不超过5.9 cm,能够较好地满足农业车辆导航作业要求。

关键词：农业车辆导航路径跟踪自适应模糊控制粒子群算法

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微量乐果农药残留比色光谱快速检测方法

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光谱学与光谱分析 2015年第7期35卷 2029-2033页

作者：李文孙明李民赞孙红 “现代精细农业系统集成研究”教育部重点实验室中国农业大学北京100083 北京工商大学计算机与信息工程学院北京100048

为快速、安全地检测常用有机磷农药乐果的残留,根据乐果含有硫基,和氯化钯反应生成黄色络合物硫化钯的原理,使用乙酸代替常用的浓盐酸溶解氯化钯,配置成氯化钯乙酸溶液作为比色剂,与不同浓度的乐果乳油分别发生显色反应。采集显色反应... 详细信息

为快速、安全地检测常用有机磷农药乐果的残留,根据乐果含有硫基,和氯化钯反应生成黄色络合物硫化钯的原理,使用乙酸代替常用的浓盐酸溶解氯化钯,配置成氯化钯乙酸溶液作为比色剂,与不同浓度的乐果乳油分别发生显色反应。采集显色反应后溶液的吸光度谱图表明：用乙酸代替浓盐酸作为氯化钯溶剂效果更理想,在300-900nm波段的吸收光谱可以区分0.5mg·kg-1的农药浓度,满足国标GB2763—2012规定的部分水果及蔬菜中农残的检测要求。随机配置40个0.5-88mg·kg-1样本浓度,对比SG等预处理效果,分别用PCA和PLS方法建立预测模型,30个作为建模集,10个作为验证集。在350-900nm波段建立的模型相关系数r较低。根据吸光度谱图计算出乐果的相关系数在458nm处达到最大值0.957 2,由此分别选取特征区间453-463和400-600nm。经过比较得出以下结论：经过SG等预处理后,在400-600nm波段,使用PLS方法建立的模型在主成分为4时最优,其训练集r=0.994 1,RMSEP=2.770,验证集r=0.9933,RMSEP=2.214。该方法操作安全,显色反应时间为2min,为进一步研究快速、安全的有机磷农药实用检测仪器提供了理论与技术支撑。

关键词：乐果农药残留氯化钯比色法光谱分析快速检测

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基于三维点云颜色特征的苹果树冠层光照分布计算方法

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农业机械学报 2015年第6期46卷 263-268页

作者：马晓丹郭彩玲张雪马丽张丽娇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 黑龙江八一农垦大学信息技术学院大庆163319

合理的果树冠层结构有利于获取充足的光照,对提升果实产量及品质具有重要意义。为了揭示果树冠层光照分布规律,以自由纺锤形苹果树为研究对象,以目标图像的颜色变化与光照强弱存在相关性为理论依据,首先利用Trimble TX5型地面三维激光... 详细信息

合理的果树冠层结构有利于获取充足的光照,对提升果实产量及品质具有重要意义。为了揭示果树冠层光照分布规律,以自由纺锤形苹果树为研究对象,以目标图像的颜色变化与光照强弱存在相关性为理论依据,首先利用Trimble TX5型地面三维激光扫描仪以'顶视法'获取叶幕稳定期苹果树冠层三维点云,按照实际苹果树冠层划分方法,提取三维点云空间不同区域的颜色特征,针对自然环境下苹果树冠层颜色特征具有复杂性和模糊性,不能采用精确、定量的符号对其进行描述的不足,构建以颜色特征为输入、相对光照强度为输出的模糊神经网络,以此作为苹果树冠层光照分布预测模型。试验结果表明:提出的基于三维点云颜色特征的光照分布计算方法具有较好的可行性,预测精度为80.57%,能够为科学合理的苹果树修剪和整形提供技术支撑。

关键词：苹果树冠层颜色特征三维点云光照分布计算模糊神经网络

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冬枣氮素含量预测模型中特征波长选择方法的应用(英文)

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农业工程学报 2015年第S2期31卷 164-168页

作者：杨玮李民赞郑立华孙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

为了提高近红外光谱法快速测定枣叶氮含量的准确性和鲁棒性。采用偏最小二乘法建立了冬枣叶片氮含量近红外光谱模型。模型的相关系数为0.799,均方根误差为0.055。整个光谱区域包含了许多与冬枣氮含量无关的光谱变量。冗余信息的存在降... 详细信息

为了提高近红外光谱法快速测定枣叶氮含量的准确性和鲁棒性。采用偏最小二乘法建立了冬枣叶片氮含量近红外光谱模型。模型的相关系数为0.799,均方根误差为0.055。整个光谱区域包含了许多与冬枣氮含量无关的光谱变量。冗余信息的存在降低了模型的预测性能。所以采用间隔偏最小二乘(IPLS)结合遗传算法和模拟退火算法来选择冬枣叶片氮含量的特征波长。用凯氏定氮法测定冬枣叶样品的氮含量。试验选用15棵枣树,每棵树5个叶片作为试验对象。用于光谱测量的仪器是ASD光谱仪,测试仪在350~2 500 nm波长范围内,光谱分辨率为1 nm。在数据采集前使用了白板进行校正(标准白板反射系数为1),每个样品测量了5次,取平均值作为样品的相对反射率。遗传算法结合间隔偏最小二乘法选取的4个特征波长为685,689,781,783 nm。根据这4个波长,建立了冬枣叶片氮含量近红外光谱模型。模型预测相关系数为0.9175,预测均方根误差为0.063。利用模拟退火算法,建立了7个波长的冬枣叶片氮含量的近红外光谱模型。模型的相关系数为0.9301,均方根误差为0.052。因此,近红外光谱结合光谱选择方法的特点,可以有效地提高模型的精度,使模型更实用。但光谱选择方法的特点并不普遍。基于单波长变量选择的模型更为敏感,更适用于均匀采样。基于波长间隔选择的模型抗干扰能力相对较强,但更适合于不均匀采样。因此,基于状态与模型相结合的特征选择可以更好地应用于模型。

关键词：氮光谱分析模型冬枣光谱数据偏最小二乘法遗传算法模拟退火算法

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谷物联合收获机自动测产系统产量模型

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农业机械学报 2015年第7期46卷 91-96页

作者：李新成孙茂真李民赞郑立华张漫王锡久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 青岛农业大学机电工程学院青岛266109 山东省桓台县农业局淄博256400 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

为了提高谷物联合收获机自动测产系统的测产精度,在研究了谷物联合收获机田间工作状态和升运器速度变异的基础上,通过分析谷物的运动学原理及其对冲量传感器作用的力学原理,建立了电压/升运器速度产量模型。为进一步消除收获机作业时的... 详细信息

为了提高谷物联合收获机自动测产系统的测产精度,在研究了谷物联合收获机田间工作状态和升运器速度变异的基础上,通过分析谷物的运动学原理及其对冲量传感器作用的力学原理,建立了电压/升运器速度产量模型。为进一步消除收获机作业时的噪声干扰,在测产原始数据预处理时,先采用回归差分法降低振动噪声,然后采用双阈值滤波以及阈值取代法、前值取代法2种插值方法以消除差分电压中的奇异值,结果显示前值取代法效果较佳。此外,还提出了升运器速度归一化方法和冲量电压标准化方法以消除量纲影响并简化计算。田间测产试验结果表明,提出的电压/升运器速度模型比传统的质量-电压模型更能准确表征谷物运动实际情况,测产精度高,验证均方根误差为2.03%。

关键词：联合收获机测产系统产量模型数据预处理速度变异

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