检索结果-内蒙古大学图书馆

农业机械学报 2021年第S01期52卷 284-290页

作者：冯彦坤康熙王彦超李孟飞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

基于热红外视频的生猪体温实时检测过程中,针对生猪头部姿态多变不能准确检测耳根温度的问题,提出了一种生猪耳根温度精准检测方法。首先,根据生猪头部运动轨迹数据,对饲喂栏通道进行最佳耳根测温区域划分;然后,提出了一种位置偏移算法... 详细信息

基于热红外视频的生猪体温实时检测过程中,针对生猪头部姿态多变不能准确检测耳根温度的问题,提出了一种生猪耳根温度精准检测方法。首先,根据生猪头部运动轨迹数据,对饲喂栏通道进行最佳耳根测温区域划分;然后,提出了一种位置偏移算法,检测最佳耳根测温区域中的头部姿态端正帧(Head posture correct frame,HPCF);最后,构建了基于YOLO v4的生猪头部和耳根检测模型,对生猪头部和耳根区域进行精准定位,实现了HPCF的自动检测,分别提取HPCF的左、右耳根检测框内的最高温度作为各自的耳根温度。试验结果表明,基于YOLO v4模型的平均检测精度(mAP)达到93.15%,头部和耳根定位精准;HPCF检测准确率为91.33%;将算法提取的耳根温度和手动提取的耳根温度进行比较,分析结果表明,对于测试的HPCF中的左右耳根温度,误差在0.3℃以内的测试图像分别占97%和98%。上述研究结果可为生猪体温异常实时监测与预警提供技术手段。

关键词：热红外视频生猪耳根温度目标检测

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基于云服务架构的田间信息采集与分析系统设计

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农业机械学报 2019年第B07期50卷 122-127页

作者：马旭颖张智勇高德华李民赞孙红李松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

为了满足农田作物信息采集和分析服务的需求,将智能手机终端硬件、微信小程序软件与云服务平台相结合,设计了一款基于云服务架构的田间信息采集与分析系统。系统主要包括腾讯云服务器模块和手机微信小程序模块,其中,云服务器端使用MySQ... 详细信息

为了满足农田作物信息采集和分析服务的需求,将智能手机终端硬件、微信小程序软件与云服务平台相结合,设计了一款基于云服务架构的田间信息采集与分析系统。系统主要包括腾讯云服务器模块和手机微信小程序模块,其中,云服务器端使用MySQL搭建数据库,用于存储、处理和下载数据;使用CSS和JavaScript语言及小程序封装的组件开发微信小程序,用于交互实现数据的采集、上传与信息反馈。以田间小麦作物生物量指征参数调查为例,针对冠层覆盖度和植株行间距计算进行了系统应用测试。采集100幅出苗期的小麦冠层图像,由小程序端上传样本图像到后台处理。使用霍夫变换、图像掩膜和图像腐蚀获取定位图像后,利用HSV彩色空间突出样本像素点,计算冠层覆盖度;采用投影法和滤波法提取峰值,获取株行中心线,从而计算植株行间距。建立了图像识别像素株行间距与实测株间行距间的一元线性回归模型,建模精度R2达到0.911,可为田间作物信息检测和调查提供技术支持。

关键词：作物信息云服务服务管理系统微信小程序图像处理

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基于改进蚁群算法的农田平地导航三维路径规划方法

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农业机械学报 2020年第S01期51卷 333-339页

作者：景云鹏金志坤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

为解决农田平地机无人驾驶作业时缺乏局部规划,进而实现平地路径在线调整的问题,以平地作业土方合理运卸且路径最短为目的,提出了一种基于改进蚁群算法的农田平地导航三维路径规划方法。基于农田三维地势模型,采用改进的蚁群算法规划三... 详细信息

为解决农田平地机无人驾驶作业时缺乏局部规划,进而实现平地路径在线调整的问题,以平地作业土方合理运卸且路径最短为目的,提出了一种基于改进蚁群算法的农田平地导航三维路径规划方法。基于农田三维地势模型,采用改进的蚁群算法规划三维路径:以平地作业土方运载为决策方向,建立新的路径搜索节点,对比平地机作业时平地铲运载土方量和经过栅格计算所需的挖填土方量,根据土方运载任务设置信息素更新规则和启发函数,获取农田平地的最佳三维路径;基于平地机的运动学模型,设置农田平地机转向约束条件,根据约束条件对路径进行平滑优化,并建立三维路径规划的效果评价标准。仿真结果表明:相比于原始蚁群算法,该方法的路径规划效果评价指标提高33.3%以上,可以更好地指导农田平地机实现局部平地任务,而且大大缩短了路径生成时间和路径长度,使路径更为平滑,更适用于辅助农田平地的自动导航作业。

关键词：农田平地机导航路径规划蚁群算法约束优化

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基于GWO-MPC的联合收获机喂入量控制方法与仿真实验

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农业机械学报 2023年第11期54卷 83-91页

作者：孙意凡刘仁杰李世超张漫李寒中国农业大学智慧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

收获机作为农业生产的重要生产工具,其喂入量控制一直是自动控制领域研究的热点问题。本文通过分析收获机工作方式,建立收获时收获机喂入量变化模型。设计开发收获机作业参数监测系统,以小麦作为实验对象,在我国华北地区开展田间实验,... 详细信息

收获机作为农业生产的重要生产工具,其喂入量控制一直是自动控制领域研究的热点问题。本文通过分析收获机工作方式,建立收获时收获机喂入量变化模型。设计开发收获机作业参数监测系统,以小麦作为实验对象,在我国华北地区开展田间实验,验证系统喂入量监测精度并同步采集产量、含水率和作业速度等参数,系统喂入量监测平均相对误差为8.55%。以收获机在割台高度不变条件下保持额定喂入量为控制目标状态,收获机作业速度作为控制量,采用模型预测的方法对收获机喂入量进行仿真控制。采用灰狼优化算法优化二次规划的权值矩阵,仿真结果表明,权值矩阵优化后,喂入量控制平均绝对误差小于0.1 kg/s,平均降低38.1%。喂入量控制误差与收获区域的产量成反比,与含水率成正比。在相邻时域内产量、含水率变化较小的收获区域效果更好。

关键词：联合收获机喂入量模型预测控制作业速度灰狼优化算法

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基于ISE的土壤硝态氮原位检测模型比较

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农业机械学报 2021年第S01期52卷 297-303页

作者：路逍潘林沛李雁华陈铭刘刚张淼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

针对离子选择电极预测土壤硝态氮浓度易受土壤悬液组分影响的问题,以提高离子选择电极预测土壤硝态氮浓度精准度为目标,探讨了Nernst、SAM、BP-ANN 3种模型的浓度预测性能。开展标准溶液检测实验,预判3个模型的预测性能,结合田间玉米监... 详细信息

针对离子选择电极预测土壤硝态氮浓度易受土壤悬液组分影响的问题,以提高离子选择电极预测土壤硝态氮浓度精准度为目标,探讨了Nernst、SAM、BP-ANN 3种模型的浓度预测性能。开展标准溶液检测实验,预判3个模型的预测性能,结合田间玉米监测实验和盆栽粉冠番茄监测实验验证样本实验结果。实验结果表明,3个模型的预测结果与样本真值均具有较好的一致性。其中,SAM模型的浓度预测结果最为精确,其决定系数均不小于0.9,且MAE、MRE、RMSE分别为2.03~5.08 mg/L、0.64%~8.79%、2.21~5.49 mg/L。SAM浓度预测模型具有精度较高、抗干扰性好的特点,对基于ISE的土壤硝态氮原位检测具有一定的参考价值。

关键词：原位土壤硝态氮离子选择电极标准加入法误差反向神经网络 Nernst

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基于Kinect相机的土壤表面三维点云配准方法

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农业机械学报 2019年第B07期50卷 144-149页

作者：刘振杨玮李民赞郝子源周鹏姚向前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

为了更好地建立土壤表面的三维点云形态结构模型,使用Kinect相机拍摄土壤表面,获取土壤表面的彩色图像和深度图像。针对传统最近点迭代算法对配准点云的空间位置要求比较严格的问题,采用了点云初始配准的方法。这种方法首先去除土壤表... 详细信息

为了更好地建立土壤表面的三维点云形态结构模型,使用Kinect相机拍摄土壤表面,获取土壤表面的彩色图像和深度图像。针对传统最近点迭代算法对配准点云的空间位置要求比较严格的问题,采用了点云初始配准的方法。这种方法首先去除土壤表面深度图像的无用背景信息以及噪声,再对三维点云进行初始配准以及精确配准。在初始配准的过程中,对获取的土壤表面点云信息进行归一化对齐径向特征关键点搜索,得到具有代表性、且比较均匀的点云关键点,然后采用快速点特征值直方图的方法提取关键点的特征值,采用随机抽样一致性算法提纯映射关系,以此来完成点云的初始配准。最后采用最近点迭代算法完成土壤表面三维点云的精确配准。传统的最近点迭代算法的配准时间是58.2s,配准误差是3.80cm,改进后的方法配准时间为124.8s,配准误差为0.89cm。相比传统最近点迭代算法,改进后方法的配准时间虽延长了66.6s,但配准误差降低了2.91cm。结果表明,该方法简单,易于处理,成本较低,可以实现土壤表面的三维重建。

关键词：土壤表面 Kinect相机三维点云最近点迭代算法

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基于机器视觉的玉米定位施肥控制系统设计与试验

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农业机械学报 2021年第S01期52卷 66-73页

作者：宗泽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

为了实现农田环境下的苗期玉米定位定量施肥作业,提高肥料利用率,本文设计了基于机器视觉的苗期玉米定位施肥控制系统,控制自驱动履带式田间玉米定位施肥机,使用切片式排肥器结构实现间歇式施肥。采集苗期玉米冠层图像后,利用颜色特征... 详细信息

为了实现农田环境下的苗期玉米定位定量施肥作业,提高肥料利用率,本文设计了基于机器视觉的苗期玉米定位施肥控制系统,控制自驱动履带式田间玉米定位施肥机,使用切片式排肥器结构实现间歇式施肥。采集苗期玉米冠层图像后,利用颜色特征区分连续拍摄过程中的大量背景图像和识别错误的株心,改进了株心识别定位方法;建立施肥滞后误差补偿模型,实时计算施肥相对距离,准确计算排肥器的落肥时刻,实现了按株间歇式自动定位施肥。经过试验与验证分析,改进的株心定位识别方法明显缩减了图像处理时间,提高了算法鲁棒性;3个挡位施肥量(7.25、14.5、21.75 g)的施肥稳定性变异系数分别为1.93%、1.87%、1.93%,施肥量控制精度大于95%,施肥位置准确性平均误差为3.2 cm,可以实现精准定位施肥。本文设计的施肥控制系统可以实现苗期玉米按株定位定量施肥,达到了减施提质、科学施肥的目的。

关键词：施肥控制系统机器视觉苗期玉米按株间歇式施肥株心识别定位

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基于双标图差异分析的离子选择电极营养液建模研究

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农业机械学报 2019年第B07期50卷 200-206页

作者：张淼阳清亮潘林沛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

基于双标图法量化表征了山崎生菜、山崎草莓、山崎番茄、康奈尔生菜、康奈尔草莓5种营养液配方以及NO3^-N、PO4^-P、K^+、Ca^2+、Mg^2+、NH4^-N、SO4^-S7种养分元素间的差异性。研究表明,NO3-N、K+、Ca2+在差异性及含量比例皆排在前3位... 详细信息

基于双标图法量化表征了山崎生菜、山崎草莓、山崎番茄、康奈尔生菜、康奈尔草莓5种营养液配方以及NO3^-N、PO4^-P、K^+、Ca^2+、Mg^2+、NH4^-N、SO4^-S7种养分元素间的差异性。研究表明,NO3-N、K+、Ca2+在差异性及含量比例皆排在前3位,同时山崎系列营养液配方与康奈尔系列营养液配方各自具有高度相关性。通过分别建立统一的建模样本集合进行支持向量机(SVM)模型训练,实现了对NO3^-N、K+、Ca^2+的准确测量,相比于未进行差异性分析为输入的SVM预测模型,在山崎配方环境下,平均相对误差分别从7.66%、11.88%、11.55%减小至6.41%、6.14%、10.20%;在康奈尔配方环境下,平均相对误差则分别降低了1.79、2.98、1.13个百分点。基于双标图营养液配方分析方法可为无土栽培营养液电极法监测提供参考。

关键词：双标图法营养液差异离子选择电极预测模型支持向量机

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基于基质含水率的作物蒸腾量估算与预测模型研究

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农业机械学报 2019年第B07期50卷 187-194页

作者：陈士旺李莉杨成飞李文军孟繁佳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

作物蒸腾作用是基质水分传输的主要驱动力,建立了基于基质含水率变化量的温室番茄作物蒸腾量估算模型和预测模型,并进行对比分析。使用校准后的EC5基质含水率传感器,记录第1次灌溉后与第2次灌溉前基质实时含水率变化量,使用称量法测量... 详细信息

作物蒸腾作用是基质水分传输的主要驱动力,建立了基于基质含水率变化量的温室番茄作物蒸腾量估算模型和预测模型,并进行对比分析。使用校准后的EC5基质含水率传感器,记录第1次灌溉后与第2次灌溉前基质实时含水率变化量,使用称量法测量作物实时蒸腾量。通过基质含水率变化量与基质栽培槽体积的多元线性回归运算,建立番茄单株日蒸腾量估算模型;将基质含水率变化量、空气温度、空气湿度和光照强度作为输入,利用GABP神经网络算法,建立番茄单株日蒸腾量预测模型。将试验所得温室作物日蒸腾量估算模型和预测模型分别与温室作物实际日蒸腾量进行线性回归分析,结果表明,基于基质含水率变化量建立的估算模型在苗期、花期的预测精度分别为0.9729、0.9796,预测模型的预测精度分别为0.9915、0.9890,两者之间差异不大,但估算模型运算速度远高于预测模型的运算速度,估算模型对于温室灌溉管理具有推广应用价值。

关键词：作物蒸腾量基质含水率变化量估算模型预测模型线性回归 GABP神经网络

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基于机器视觉的跛行奶牛牛蹄定位方法

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农业机械学报 2019年第B07期50卷 276-282页

作者：康熙张旭东刘刚马丽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

针对采用机器视觉技术检测奶牛跛行过程中不易准确、自动定位牛蹄位置的问题,提出一种奶牛牛蹄定位方法。通过对可见光视频中奶牛图像预处理,提取牛蹄二值化图像,研究奶牛行走时空特性,分析牛蹄在图像中的时空变化,提出一种时空差值算法... 详细信息

针对采用机器视觉技术检测奶牛跛行过程中不易准确、自动定位牛蹄位置的问题,提出一种奶牛牛蹄定位方法。通过对可见光视频中奶牛图像预处理,提取牛蹄二值化图像,研究奶牛行走时空特性,分析牛蹄在图像中的时空变化,提出一种时空差值算法,计算连通域最低点坐标,实现对奶牛牛蹄着地位置准确定位;通过分析奶牛行走时牛蹄的运动顺序,对同侧牛蹄位置数据进行提取分类,用于轨迹提取,检测跛行。进行了牛蹄定位试验和跛行检测试验,结果表明,牛蹄定位准确,阈值为20像素时精度达到73.8%,着地位置平均误差达到11.3像素;奶牛跛行检测准确率为93.3%,跛行分类准确率为77.8%。研究结果能较准确定位奶牛自然行走状况下牛蹄位置,可实现奶牛跛行的自动检测。

关键词：奶牛机器视觉跛行图像处理时空变化

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