检索结果-内蒙古大学图书馆

农业机械学报 2020年第4期51卷 173-180页

作者：郭彩玲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 唐山学院机电工程系唐山063000 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

为了快速重建苹果树冠层结构三维模型,以纺锤体苹果树冠层为研究对象,利用地面三维激光扫描仪获取冠层三维点云,提出了苹果树冠层点-叶模型重建方法。首先,提出了苹果树冠层叶基自动提取方法,可获取苹果树冠层生长期和叶幕稳定期的叶基... 详细信息

为了快速重建苹果树冠层结构三维模型,以纺锤体苹果树冠层为研究对象,利用地面三维激光扫描仪获取冠层三维点云,提出了苹果树冠层点-叶模型重建方法。首先,提出了苹果树冠层叶基自动提取方法,可获取苹果树冠层生长期和叶幕稳定期的叶基,与手工提取的叶基对比分析表明,两种方法重合度较高、误差较小,两种方法的平均欧氏距离为1.41 mm;其次,提出了基于冠层体素化的叶基提取方法,构建了苹果树冠层点模型,并在叶基上拼接叶片模板,构建出苹果树冠层点-叶模型;最后,利用Vege STAR光模型计算光截获进行验证分析,与常规数字化仪测得数据相比,本文方法提高了苹果树冠层三维结构重建效率。

关键词：苹果树冠层三维点云叶基点-叶模型结构重建

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植物根区电阻抗成像系统设计与实验

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农业机械学报 2020年第S01期51卷 348-356页

作者：李洋王永千赵鹏飞王楠黄岚王忠义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 北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院北京100192 农业农村部农业信息获取技术重点实验室北京100083

为了能及时地监测植物根区的状态,设计了一种32电极的电阻抗成像系统,包括硬件构成和图像重构系统,以数字合成技术(DDS)产生正弦波激励信号,采用相邻激励模式,以乘法器对测量信号和参考信号进行模拟解调,得到被解调信号相对参考信号的... 详细信息

为了能及时地监测植物根区的状态,设计了一种32电极的电阻抗成像系统,包括硬件构成和图像重构系统,以数字合成技术(DDS)产生正弦波激励信号,采用相邻激励模式,以乘法器对测量信号和参考信号进行模拟解调,得到被解调信号相对参考信号的实部信息和虚部信息,计算信号的幅值、相位和实部、虚部,基于成像正问题和逆问题算法,以Matlab及开源套件EIDORS予以实现。设计了专用电源,将220 V交流电源经整流滤波、线性稳压后为系统提供多种正负电源。实验测量了系统的信噪比、通道一致性等参数,验证了实验平台的可靠性,并在盛有盐水的容器中进行了实时电阻抗系统成像实验,对绝缘材料和胡萝卜介质检测,结果表明本系统可有效辨别被测物,并具有很好的分辨率和重复性。

关键词：植物根区电阻抗成像图像重构

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基于改进YOLOv8s的大田甘蓝移栽状态检测算法

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智慧农业（中英文） 2024年第2期6卷 107-117页

作者：吴小燕郭威朱轶萍朱华吉吴华瑞广西大学计算机与电子信息学院广西南宁530000 国家农业信息化工程技术研究中心北京100097 北京市农林科学院信息技术研究中心北京100097 农业农村部数字乡村技术重点实验室北京100097 农业农村部农业信息技术重点实验室北京100097

[目的/意义]借助智能化识别及图像处理等技术来实现对移栽后蔬菜状态的识别和分析,将会极大提高识别效率。为了实现甘蓝大田移栽情况的实时监测和统计,提高甘蓝移栽后的成活率以及制定后续工作方案,减少人力和物力的浪费,研究一种自然... 详细信息

[目的/意义]借助智能化识别及图像处理等技术来实现对移栽后蔬菜状态的识别和分析,将会极大提高识别效率。为了实现甘蓝大田移栽情况的实时监测和统计,提高甘蓝移栽后的成活率以及制定后续工作方案,减少人力和物力的浪费,研究一种自然环境下高效识别甘蓝移栽状态的算法。[方法]采集移栽后的甘蓝图像,利用数据增强方式对数据进行处理,输入YOLOv8s(You Only Look Once Version 8s)算法中进行识别,通过结合可变形卷积,提高算法特征提取和目标定位能力,捕获更多有用的目标信息,提高对目标的识别效果;通过嵌入多尺度注意力机制,降低背景因素干扰,增加算法对目标区域的关注,提高模型对不同尺寸的甘蓝的检测能力,降低漏检率;通过引入Focal-EIoU Loss(Focal Extended Intersection over Union Loss),优化算法定位精度,提高算法的收敛速度和定位精度。[结果和讨论]提出的算法经过测试,对甘蓝移栽状态的召回率R值和平均精度均值(Mean Average Precision,mAP)分别达到92.2%和96.2%,传输速率为146帧/s,可满足实际甘蓝移栽工作对移栽状态识别精度和速度的要求。[结论]提出的甘蓝移栽状态检测方法能够实现对甘蓝移栽状态识别的准确识别,可以提升移栽质量测量效率,减少时间和人力投入,提高大田移栽质量调查的自动化程度。

关键词：甘蓝移栽 YOLOv8s 目标检测多尺度注意力机制可变形卷积

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基于机器视觉的水产养殖计数研究综述

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计算机应用 2023年第9期43卷 2970-2982页

作者：张涵钰李振波李蔚然杨普中国农业大学信息与电气工程学院北京100083 农业农村部国家数字渔业创新中心北京100083 农业农村部智慧养殖技术重点实验室北京100083 农业农村部农业信息获取技术重点实验室北京100083

养殖计数是水产养殖过程中的重要环节,计数结果为水产动物的饲料投喂、养殖密度调整和经济效益估算等方面提供重要依据。针对传统人工计数方法耗时费力且易造成较大误差的问题,大量基于机器视觉的方法与应用被提出,极大地推动了水产品... 详细信息

养殖计数是水产养殖过程中的重要环节,计数结果为水产动物的饲料投喂、养殖密度调整和经济效益估算等方面提供重要依据。针对传统人工计数方法耗时费力且易造成较大误差的问题,大量基于机器视觉的方法与应用被提出,极大地推动了水产品无损计数的发展。为深入了解基于机器视觉的水产养殖计数研究,整理和分析了至今三十多年来国内外的相关文献。首先,从数据采集方面对水产养殖计数展开综述性介绍,并对机器视觉所需数据的获取方法进行概括;其次,从传统机器视觉和深度学习两方面对水产养殖计数方法进行分析与总结;然后,对各种计数方法在不同养殖环境的实际应用进行对比分析;最后,从数据、方法和应用三方面总结了水产养殖计数研究的发展难点,并提出了计数方法研究和装备应用的未来发展方向。

关键词：水产养殖人工计数无损计数机器视觉深度学习

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柔性可穿戴传感技术在智慧渔业中的应用进展

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农业工程学报 2023年第13期39卷 1-13页

作者：李道亮王帅星王聪国家数字渔业创新中心北京100083 中国农业大学信息与电气工程学院北京100083 农业农村部智慧养殖技术重点实验室北京100083

随着智慧渔业的发展,现代渔业中运用的先进传感设备越来越多。近年来,柔性传感技术凭借出色的可拉伸性和生物相容性,既良好地实现了刚性和植入型传感器的传感功能,又弥补了传统传感器体积重量大、生物不相容的缺陷,拓宽了传感器在渔业... 详细信息

随着智慧渔业的发展,现代渔业中运用的先进传感设备越来越多。近年来,柔性传感技术凭借出色的可拉伸性和生物相容性,既良好地实现了刚性和植入型传感器的传感功能,又弥补了传统传感器体积重量大、生物不相容的缺陷,拓宽了传感器在渔业应用的范围,显示出巨大的应用潜力。该文系统地阐述了柔性传感装置使用的柔性材料、制造工艺、供能和通信系统,总结并分析了柔性可穿戴传感技术在鱼类运动监测、水环境监测、水产品质量检测3个方面的应用及其优缺点。最后,讨论了可穿戴设备在渔业应用中的机遇和挑战,认为其在低成本制备、多功能集成、新材料开发、应用场景的挖掘等方面具有较大的发展潜力,有广阔的应用前景,同时指出提高复杂条件下可穿戴设备传感的稳定性和可靠性、设计多参数一体化检测的微型传感系统、开发可靠的可穿戴设备自供电模块和拓展应用场景是柔性可穿戴技术在智慧渔业领域的重要发展方向。

关键词：传感器渔业养殖智慧渔业水产品检测可穿戴设备

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基于轮廓整形单元的原料肉3D可视化成像系统研究

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农业机械学报 2024年第S1期55卷 346-355页

作者：卜令平高国伟乔真田惠鑫胡敬芳张春晖胡小佳艾鑫李侠魏文松北京信息科技大学北京市传感器重点实验室北京100101 中国农业科学院农产品加工研究所农业农村部农产品加工综合性重点实验室北京100193 农业农村部农产品产地处理装备重点实验室杭州310058 淄博数字农业农村研究院淄博255035 北京信息科技大学现代测控技术教育部重点实验室北京100192

针对3D激光扫描实现不规则原料肉轮廓成像时存在扫描轮廓不完整、部分信息缺失、体积估测精度低等问题,根据原料肉物性学特性,本文设计了一种基于轮廓整形单元的3D可视化成像系统,实现不规则原料肉的形态调整,以优化不规则原料肉的成像... 详细信息

针对3D激光扫描实现不规则原料肉轮廓成像时存在扫描轮廓不完整、部分信息缺失、体积估测精度低等问题,根据原料肉物性学特性,本文设计了一种基于轮廓整形单元的3D可视化成像系统,实现不规则原料肉的形态调整,以优化不规则原料肉的成像性能。阐述了原料肉轮廓整形单元的工作原理,设计了样品驱动传输单元、扫描外触发控制单元、可实现轮廓整形的成像检测平台等硬件模块,确定了整形单元中铰链螺栓旋转方向、电机旋转圈数和原料肉轮廓目标整形角度之间的关系。基于Halcon平台和C#语言编写了轮廓整形优化原料肉成像性能的3D可视化软件,利用点云处理模型重建算法和灰度膨胀(Gray dilation)孔洞补偿算法,实现不规则原料肉轮廓整形前后信息采集、数据分析及体积估测准确度对比。最后选用120块猪肉(后腿、里脊)在冷鲜和麻冻状态下验证整形单元对原料肉轮廓成像的优化性能。结果表明,与传输方向呈90°、180°、270°、360°时肉块扫描后成像精度均不小于90%,变异系数不大于3%。冷鲜肉和麻冻肉最佳整形角度范围分别为30°~50°和40°~60°,体积估测准确率从90%分别提高至94%和97%以上。整形后其轮廓形态可维持时间均大于6 s,孔洞高度最大压缩比均小于0.77。研究证明,不规则原料肉经过轮廓整形单元后可有效提高成像性能,为后续基于轮廓成像实现不规则原料肉定量分切技术研发提供支持。

关键词：肉品识别 3D可视化轮廓整形激光扫描点云处理体积估测

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作物病虫害高光谱遥感进展与展望

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遥感学报 2021年第1期25卷 403-422页

作者：张凝杨贵军赵春江张竞成杨小冬潘瑜春黄文江徐波李明朱西存李振海农业部农业遥感机理与定量遥感重点实验室北京农业信息技术研究中心北京100097 国家农业信息化工程技术研究中心北京100097 北京市农业物联网工程技术研究中心北京100097 杭州电子科技大学生命信息与仪器工程学院杭州310018 农业农村部农业信息技术重点实验室北京100097 中国科学院空天信息创新研究院数字地球重点实验室北京100094 山东农业大学资源与环境学院泰安271018

作物病虫害作为影响农作物品质、产量及威胁粮食安全的主要因素,仅依靠人工田间调查对其进行监测已不能满足当下农业生产精准高效的需求。高光谱遥感作为能够获取地表物体连续波谱信息的遥感技术,已经成为当下作物病虫害监测识别的重要... 详细信息

作物病虫害作为影响农作物品质、产量及威胁粮食安全的主要因素,仅依靠人工田间调查对其进行监测已不能满足当下农业生产精准高效的需求。高光谱遥感作为能够获取地表物体连续波谱信息的遥感技术,已经成为当下作物病虫害监测识别的重要手段。本文对作物病虫害高光谱遥感监测识别的研究进展进行综述,通过对该领域发表文献的统计以及对主要机构、团队、数据源的分析,明确了病虫害高光谱遥感监测的研究热点和趋势;在此基础上,分析高光谱技术及其作物病虫害的监测识别机理,从病虫害胁迫探测、分类识别、危害严重度定量分析及早期检测四个方面综述相关技术及研究现状;通过探讨当下高光谱遥感病虫害监测识别面临的挑战,提出作物病虫害标准图谱库的建立、星载高光谱传感器的完善以及星空地一体化监测平台的搭建是当前作物病虫害高光谱遥感监测识别技术落到实处的关键,也是未来发展的重点方向。

关键词：遥感作物病虫害高光谱遥感监测识别未来展望

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极谱式柔性溶解氧智能传感器研发

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农业工程学报 2024年第21期40卷 27-35页

作者：王帅星徐先宝王聪杜壮壮白壮壮王柄雄韩杰李道亮中国农业大学国家数字渔业创新中心北京100083 中国农业大学信息与电气工程学院北京100083 农业农村部智慧养殖技术重点实验室北京100083

溶解氧在维持水体生态系统和保证良好生产生活方面发挥着关键作用。随着新技术、新材料、新兴应用场景的涌现,尤其在推动渔业智能化的进程中,溶解氧的检测需要更加轻质、微小、柔软、生物相容的传感器。柔性电子与传感技术的结合为上述... 详细信息

溶解氧在维持水体生态系统和保证良好生产生活方面发挥着关键作用。随着新技术、新材料、新兴应用场景的涌现,尤其在推动渔业智能化的进程中,溶解氧的检测需要更加轻质、微小、柔软、生物相容的传感器。柔性电子与传感技术的结合为上述问题的解决提供了可能。该研究利用磁控溅射和点胶喷墨技术制备了一种具备温度测量功能的柔性溶解氧传感器并评估其线性度、灵敏度、响应时间、漂移、稳定性、机械弯曲等性能,设计相应的传感电路和智能处理系统,验证该智能传感器在养殖水体溶解氧检测中的可行性。结果表明:常温下,柔性溶解氧传感器的采集电流与溶解氧含量之间具有较好的线性关系(R^(2)为0.9945),传感器的灵敏度为-0.03μA·L/mg,响应时间为16.8 s,7 d内响应电流的最大差值为0.0195μA。柔性温度传感器在0~150℃范围内的电阻与温度具有良好的线性关系(R^(2)为0.9949),传感器的灵敏度为-2.47 kΩ/℃,响应时间为3 s,迟滞误差为2.17%,且在0~60°的弯曲范围内均保持良好的性能。所开发的智能传感器相较商用传感器在不同温度下溶解氧含量检测的最大误差小于5%,可快速准确获取待测水体的溶解氧含量和温度信息,具有良好的渔业应用前景。

关键词：溶解氧传感器温度水质监测智慧渔业

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基于格网尺度的密云水库区域“三生”空间功能测度与时空变化分析

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中国农业资源与区划 2021年第5期42卷 60-69页

作者：唐秀美刘玉任艳敏北京农业信息技术研究中心国家农业信息化工程技术研究中心农业农村部农业遥感机理与定量遥感重点实验室

[目的]为有目标地进行土地利用调整、科学合理促进区域生态景观建设和生态环境保护提供参考。[方法]文章以北京市密云水库区域为研究对象,基于遥感影像解译的1993年和2016年土地利用现状图,分析了研究区土地利用类型的面积变化和相互转... 详细信息

[目的]为有目标地进行土地利用调整、科学合理促进区域生态景观建设和生态环境保护提供参考。[方法]文章以北京市密云水库区域为研究对象,基于遥感影像解译的1993年和2016年土地利用现状图,分析了研究区土地利用类型的面积变化和相互转换特征;在剖析土地多功能性的基础上,构建了不同土地利用类型的生产、生活、生态用地的功能指数,从而对土地利用类型进行了"三生"空间的划分,并基于格网尺度揭示了研究区域"三生"空间时空变化规律。[结果](1) 1993—2016年密云水库区域土地利用类型主要为林地和水域,其面积变化以耕地、林地、草地和园地为主。其中,耕地和草地的面积减少,主要转换为园地;林地面积增加,主要来源于草地和荒土地;园地面积增加,主要来源于林地、耕地和草地;林地和园地之间相互转化的面积较大。(2)研究期间,密云水库区域"三生"空间相对稳定,生态功能一直是研究区域的主导功能,1993—2016年生产空间和生活空间扩张,生态空间略有缩小;不同级别保护区范围内的土地利用变化规律与总体变化较为一致,二级保护区范围内的变化相对大。[结论]研究结果可以为精细化评估区域"三生"空间时空变化做参考,并能服务于区域土地利用结构调整和可持续利用及区域生态建设。

关键词： “三生”空间 GIS 格网时空变化密云水库区域

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基于冠层光谱特征和株高的马铃薯植株氮含量估算

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农业机械学报 2022年第6期53卷 202-208,294页

作者：樊意广冯海宽刘杨边明博孟炀杨贵军北京市农林科学院信息技术研究中心农业农村部农业遥感机理与定量遥感重点实验室北京100097 国家农业信息化工程技术研究中心北京100097 南京农业大学国家信息农业工程技术中心南京210095 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

为及时准确地掌握作物的植株氮含量(PNC)信息,监测作物生长状况,实现农田氮素施肥的科学管理,以马铃薯为研究对象,首先获取了现蕾期、块茎形成期、块茎增长期、淀粉积累期和成熟期的数码影像,并实测了各生育期的PNC、株高(H)和地面控制... 详细信息

为及时准确地掌握作物的植株氮含量(PNC)信息,监测作物生长状况,实现农田氮素施肥的科学管理,以马铃薯为研究对象,首先获取了现蕾期、块茎形成期、块茎增长期、淀粉积累期和成熟期的数码影像,并实测了各生育期的PNC、株高(H)和地面控制点(GCP)的三维坐标。其次利用各生育期的无人机数码影像与GCP结合生成试验区域的数字正射影像(DOM)和数字表面模型(DSM),并从中提取冠层光谱特征和株高(H_(dsm))。然后将各生育期提取的H_(dsm)和数码影像变量与地面实测的PNC进行相关性分析,从中筛选出相关性较好的影像变量和H_(dsm)作为马铃薯PNC估算模型的输入参数。最后分别基于影像变量和影像变量结合H_(dsm)利用多元线性回归(MLR)、误差反向传播(BP)神经网络和Lasso回归3种方法构建马铃薯PNC估算模型。结果表明:基于DSM提取的H_(dsm)与实测H具有较高的拟合度(R^(2)为0.860,RMSE为2.663 cm,NRMSE为10.234%);各生育期加入H_(dsm),均能提高马铃薯PNC的估算精度和稳定性;各生育期利用MLR方法构建的PNC估算模型优于BP神经网络和Lasso回归。该研究可为马铃薯PNC状况的高效、无损监测提供技术支撑。

关键词：马铃薯植株氮含量株高无人机数码影像冠层光谱特征

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