检索结果-内蒙古大学图书馆

农业工程学报 2022年第21期38卷 127-136页

作者：兰玉彬林泽山王林琳邓小玲华南农业大学电子工程学院、人工智能学院广州510642 岭南现代农业科学与技术广东省实验室广州510642 国家精准农业航空施药技术国际联合研究中心广州510642 广东省智慧农业工程技术中心广州510642

为了宏观掌握智慧果园在国内外的研究动态、前沿和热点,更好地推动智慧果园乃至智慧农业的发展,该研究采用文献计量分析方法,以Web of science核心论文集为检索平台分析了智慧果园2002年1月1日—2022年8月累计20年的时空分布、主要研究... 详细信息

为了宏观掌握智慧果园在国内外的研究动态、前沿和热点,更好地推动智慧果园乃至智慧农业的发展,该研究采用文献计量分析方法,以Web of science核心论文集为检索平台分析了智慧果园2002年1月1日—2022年8月累计20年的时空分布、主要研究内容以及前沿热点。主要结论如下:智慧果园的研究自2014年起步入正轨,2018年起在人工智能技术推动下发展迅猛,2018-2021年总发文量占比37.5%;总体而言,作者(Lan Yubin、Chen Chao、Tang Yu等)、机构(华南农业大学、中国农业大学和佛罗里达大学等)、地域(中国、美国、西班牙等国)交流和合作均较为密切;中国、美国是开展智慧果园研究的主要国家,总发文量共占比58.2%;当前主要研究集中在果树长势和病虫害识别和预警、无人化或智能化农机作业。根据研究目的细分的技术主要包含人工智能模型/算法、传感、物联和精准农业等。自2007年以来,研究热点由柑橘病害、产量预估等对象研究逐步过渡到技术研究上,深度学习、无人机、人工智能的研究是当今智慧果园的发展前沿。智慧果园研究深受技术推动尤其在当前人工智能技术背景下方兴未艾,而当前的环境复杂度高、种植欠规范等问题依旧制约着其进一步发展。星-空-地立体化果园感知、空-地协同无人化精准作业、水果采摘、果品的可视化溯源等方面将是未来智慧果园主要研究方向。

关键词：智能化自动化智慧果园量化分析 Web of Science Citespace 文献计量分析

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基于改进蝙蝠算法和圆柱坐标系的农业无人机航迹规划

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农业机械学报 2023年第1期54卷 20-29,63页

作者：吕石磊范仁杰李震陈嘉鸿谢家兴华南农业大学电子工程学院(人工智能学院) 广州510642 岭南现代农业科学与技术广东省实验室广州510642 人工智能与数字经济广东省实验室(广州) 广州510330 国家柑橘产业技术体系机械化研究室广州510642

针对传统蝙蝠算法全局搜索能力不足的问题,提出一种改进蝙蝠算法(IBA-FCS),通过设计脉冲变频策略、自适应局部搜索策略和变异机制,有效提升了算法的全局搜索能力。基于经典测试函数的寻优结果表明,与粒子群算法、传统蝙蝠算法和其他改... 详细信息

针对传统蝙蝠算法全局搜索能力不足的问题,提出一种改进蝙蝠算法(IBA-FCS),通过设计脉冲变频策略、自适应局部搜索策略和变异机制,有效提升了算法的全局搜索能力。基于经典测试函数的寻优结果表明,与粒子群算法、传统蝙蝠算法和其他改进蝙蝠算法相比,IBA-FCS算法具有更好的寻优性能。针对农业无人机的航迹规划问题,结合山地果园飞行环境的三维地形数据,构建了农业无人机安全航迹规划模型,设计了多因素约束的飞行成本函数;同时,将航迹规划模型的求解空间由笛卡尔坐标系变换到圆柱坐标系,进一步提升IBA-FCS算法的寻优效率,从而获取更好的航迹规划方案。仿真实验结果表明,在具有不同数量障碍物的多个飞行任务中,IBA-FCS算法较传统蝙蝠算法的飞行成本函数适应度平均下降20.335 5%,并且基于圆柱坐标系的IBA-FCS算法求解的飞行成本函数适应度较基于笛卡尔坐标系的规划结果平均下降4.612 7%。实地场景实验结果表明,基于IBA-FCS算法的规划方案能够收敛于最优航迹,进一步验证了山地果园静态障碍环境下应用改进蝙蝠算法和圆柱坐标系进行农业无人机安全航迹规划的可行性和有效性。

关键词：农业无人机航迹规划改进蝙蝠算法圆柱坐标系

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基于坐标注意力机制与高效边界框回归损失的线虫快速识别

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农业工程学报 2022年第22期38卷 123-132页

作者：陆健强梁效余超然兰玉彬邱洪斌黄捷伟尹梓濠陈慧洁郑胜杰华南农业大学电子工程学院(人工智能学院) 广州510642 岭南现代农业科学与技术广东省实验室河源分中心河源517000 国家精准农业航空施药技术国际联合研究中心广州510642 广东省农业科学院蔬菜研究所广州510640

绿色高效杀线农药是现阶段防治植物线虫病的有效手段之一,针对在大规模杀线农药活性筛选测试阶段,传统人工镜检工作存在耗时长、准确率低、工作量大等问题,提出一种基于坐标注意力机制与高效边界框回归损失的线虫快速识别方法 YOLOFN(YO... 详细信息

绿色高效杀线农药是现阶段防治植物线虫病的有效手段之一,针对在大规模杀线农药活性筛选测试阶段,传统人工镜检工作存在耗时长、准确率低、工作量大等问题,提出一种基于坐标注意力机制与高效边界框回归损失的线虫快速识别方法 YOLOFN(YOLO for Nematodes)。基于YOLOv5s目标检测理论框架,在主干网络嵌入坐标注意力机制特征提取模块,融合线虫特征图位置信息于通道注意力中;进一步,平衡考量线虫目标的重叠比例、中心点距离、预测框宽高以及正负样本比例,以精确边界框回归的高效损失函数(Efficient IoU,EIoU)和焦点损失函数(Focal loss)优化定位损失函数和分类损失函数,最小化真实框与预测框的宽高差值,动态降低易区分样本的权重,快速聚焦有益训练样本,以提升模型对重叠黏连线虫目标的解析能力和回归精度。试验结果表明,YOLOFN在准确率、召回率和平均精度均值(mean Average Precision,m AP)性能指标上较改进前提高了0.2、4.4和3.8个百分点,与经典检测算法YOLOv3、SSD、FasterR-CNN3相比,m AP分别提高了1.1、31.7和15.1个百分点;与轻量化主干算法深度可分离卷积-YOLOv5、Mobilenetv2-YOLOv5、GhostNet-YOLOv5相比,在推理时间基本无差别情况下,m AP分别高出11.0、16.3和15.0个百分点。YOLOFN模型可快速、准确、高效完成线虫镜检统计工作,满足植物线虫病农药研发的实际需求,为加快植物线虫病防治新药的研制提供有力技术支持。

关键词：模型深度学习植物线虫病杀线农药目标检测注意力机制损失函数

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铁硅复合材料固定砷的酸释放特征

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中国环境科学 2021年第5期41卷 2329-2335页

作者：鞠琳郭湘姚爱军仇荣亮汤叶涛中山大学地理科学与规划学院广东广州510275 中山大学环境科学与工程学院广东广州510275 中山大学广东省环境污染控制与修复重点实验室广东广州510275 华南农业大学岭南现代农业科学与技术广东省实验室广东广州510642

为评估酸化条件下铁硅复合材料(IS)对砷(As)钝化的环境稳定性,以酸滴定法结合X射线衍射分析技术(XRD)对铁硅复合材料固持态砷(IS-As)的酸释放特征开展研究.结果表明,IS具有较强的应对环境酸化的酸缓冲能力;IS-As对酸最为敏感的pH值区间... 详细信息

为评估酸化条件下铁硅复合材料(IS)对砷(As)钝化的环境稳定性,以酸滴定法结合X射线衍射分析技术(XRD)对铁硅复合材料固持态砷(IS-As)的酸释放特征开展研究.结果表明,IS具有较强的应对环境酸化的酸缓冲能力;IS-As对酸最为敏感的pH值区间介于7.68~11.48,在该区间内随酸的加入,AsO_(4)^(3-)快速溶出,该非酸稳态砷占总As的37.5%;而在pH值7.68~4.10区间,As溶出速率相对缓慢,该弱酸稳态As约占总As的7%.酸化条件下稳定存在、释放微弱的As为酸稳态,该部份约占总As的55.5%.XRD结果表明,在加入H^(+)过程中,铁硅材料主要固砷矿物随pH值由高到低溶解的顺序依次为Ca_(3)(AsO_(4))_(2)>AlAsO_(4)>As_(2)O_(3)>Ca_(4)SiAs_(4)>FeAs_(3)O_(9)·4H_(2)O>Mn_(2)As_(2)O_(7)/SiAs_(2).酸化条件下IS-As元素溶出率依次为S(94.8%)>Na(93.0%)>Ca(78.8%)>As(44.5%)>Mg(41.7%)>Al(37.6%)>Mn(37.5%)>Fe(5.5%).IS-As中主要含砷矿物pH值稳定区间与伴生元素酸溶解特征结果表明,非酸稳态砷主要为钙结合态砷,弱酸稳性As主要为镁、锰、铁弱结合态,酸稳态As主要为铁锰硅强结合态.研究结果为铁硅复合材料修复土壤砷的安全利用风险评估及揭示其修复稳定机理提供了依据,并为土壤砷修复材料选择及形态研究方法方面提供新的参考.

关键词：铁硅复合材料砷酸稳定性土壤

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基于无人机多光谱遥感的玉米LAI监测研究

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华南农业大学学报 2024年第4期45卷 608-617页

作者：陈盛德陈一钢徐小杰刘俊宇郭健洲胡诗云兰玉彬华南农业大学电子工程学院(人工智能学院)/国家精准农业航空施药技术国际联合研究中心广东广州510642 岭南现代农业科学与技术广东省实验室广东广州510642

[目的]探究更高效估测玉米LAI的无人机多光谱遥感监测模型,实现对玉米叶面积指数(Leaf area index,LAI)的快速预测估算。[方法]以全生长周期的玉米植株为研究对象,通过多光谱遥感无人机获取玉米植株影像并实地采集玉米LAI,利用多光谱信... 详细信息

[目的]探究更高效估测玉米LAI的无人机多光谱遥感监测模型,实现对玉米叶面积指数(Leaf area index,LAI)的快速预测估算。[方法]以全生长周期的玉米植株为研究对象,通过多光谱遥感无人机获取玉米植株影像并实地采集玉米LAI,利用多光谱信息研究植被指数与玉米LAI之间的定量关系,并选择相关的植被指数;分别使用多元线性逐步回归、支持向量机回归算法(Support vector machine regression,SVM)、随机森林回归算法(Random forest regression,RF)和基于鲸鱼算法(Whale optimization algorithm,WOA)优化的随机森林算法(WOA-RF)构建玉米LAI预测模型,通过分析对比,选择最优预测模型。[结果]筛选出的植被指数NDVI、NDRE、EVI、CIG与LAI呈极显著相关(P<0.01),构建了多元线性回归模型、SVM模型、RF模型和WOARF模型的预测模型,R2分别为0.873 2、0.878 0、0.917 7和0.940 8,RMSE分别为0.277 5、0.236 5、0.209 0和0.128 7。[结论]基于WOA-RF的玉米LAI预测模型的预测精度能够满足玉米生产的需要,对玉米生长期间的种植管理具有指导意义。

关键词：无人机(UAV) 遥感多光谱玉米叶面积指数(LAI) 监测

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基于改进ShuffleNetV2的荔枝叶片病虫害图像识别

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果树学报 2023年第5期40卷 1024-1035页

作者：谢家兴陈斌瀚彭家骏何培华景庭威孙道宗高鹏王卫星郑代德李君华南农业大学电子工程学院(人工智能学院) 广州510642 岭南现代农业科学与技术广东省实验室茂名分中心广东茂名525000 广东省农情信息监测工程技术研究中心广州510642 华南农业大学工程学院广州510642

【目的】探索及时、准确识别危害荔枝叶片病虫害的方法,做好防护和治理工作。【方法】以常见荔枝叶片病虫害图像为研究对象,针对荔枝病虫害图像的病斑分布区域广、面积大小不一等特点,对ShuffleNet V2模型进行相应改进。首先,采集荔枝5... 详细信息

【目的】探索及时、准确识别危害荔枝叶片病虫害的方法,做好防护和治理工作。【方法】以常见荔枝叶片病虫害图像为研究对象,针对荔枝病虫害图像的病斑分布区域广、面积大小不一等特点,对ShuffleNet V2模型进行相应改进。首先,采集荔枝5类叶片病虫害制作数据集,采用数据增强操作构建更加丰富的数据集;其次,在网络特征提取模块采用混合空洞卷积,避免传统卷积在下采样过程中造成图像分辨率降低及信息丢失;然后,通过嵌入轻量型通道注意力模块ECA(efficient channel attention),增进特征图之间相互依赖关系。此外,删减模型中不必要的层数和通道数,降低模型的参数量及运算量。【结果】研究所改进模型在5类荔枝病虫害图像(毛毡病、炭疽病、煤烟病、叶瘿蚊、藻斑病)中达到了99.04%的识别准确率,比原网络ShuffleNet V2高出2.55%。相较于经典网络AlexNet、ResNet-18、DenseNet和MobileNet V2等,改进模型不仅有着更高的识别准确率,并且改进后模型参数量仅为0.059×10^(6),为原模型的4.92%,浮点运算量仅为0.183×10^(9)。【结论】研究结果适合部署在移动终端等嵌入式资源受限设备上,有助于实现对作物病虫害实时、准确地识别。

关键词：荔枝叶斑症状图像识别 ShuffleNetV2模型模型参数

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基于故障树分析法的柑橘病虫害诊断专家系统

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华南农业大学学报 2022年第4期43卷 106-112页

作者：杜盼孙道宗李震宋淑然华南农业大学电子工程学院/人工智能学院广东广州510642 广东省农情信息监测工程技术研究中心/岭南现代农业科学与技术广东省实验室广东广州510642

【目的】为解决柑橘病虫害防治工作中植物保护主业知识普及不足、高效病虫害诊断手段缺乏的问题,研制一种基于故障树分析法的柑橘病虫害诊断专家系统。【方法】首先,利用故障树分析法计算病虫害发生的概率、建立病虫害知识库;其次,根据... 详细信息

【目的】为解决柑橘病虫害防治工作中植物保护主业知识普及不足、高效病虫害诊断手段缺乏的问题,研制一种基于故障树分析法的柑橘病虫害诊断专家系统。【方法】首先,利用故障树分析法计算病虫害发生的概率、建立病虫害知识库;其次,根据知识库以及正向推理策略设计实现专家系统的推理机;最后,利用微信开发者工具在微信小程序内搭建故障树分析法的计算规则、专家系统的推理机,构建基于故障树分析法的专家系统。【结果】建立了一种包含病虫害模块、最新资讯模块、知识库查询模块、病虫害诊断模块、用户中心模块5大功能模块的柑橘病虫害诊断专家系统。经测试,系统可以在不同型号的手机中平稳运行,占用内存的平均大小为175 MB,系统启动的平均耗时为1.0984 s,页面切换的平均耗时为0.0495 s;连续运行系统1 h,手机与服务器的连接均未出现异常。【结论】本系统运行稳定可靠、页面样式显示正常。用户通过此系统能够诊断病虫害并获得具体的防治技术,同时也能够了解专业的植物保护知识。

关键词：柑橘病虫害故障树分析法专家系统微信小程序

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基于无人机多光谱图像的水稻品种鉴定

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南京农业大学学报 2023年第5期46卷 995-1003页

作者：陈裕锋冯佩雯凌金生张书琪余振鹏熊琳琳刘洪谢家兴华南农业大学电子工程学院(人工智能学院) 广东广州510642 华南农业大学农学院广东广州510642 岭南现代农业科学与技术广东省实验室广东广州510642 广东省农情信息监测工程技术研究中心广东广州510642

[目的]为解决传统人工水稻品种鉴定程序复杂的问题,建立一种快速鉴定水稻品种模型,利用多光谱成像技术对水稻叶色进行分析。[方法]分别利用线性拟合、多层感知器、径向基函数和随机森林4种机器学习算法模型,采用大疆精灵4多光谱版无人... 详细信息

[目的]为解决传统人工水稻品种鉴定程序复杂的问题,建立一种快速鉴定水稻品种模型,利用多光谱成像技术对水稻叶色进行分析。[方法]分别利用线性拟合、多层感知器、径向基函数和随机森林4种机器学习算法模型,采用大疆精灵4多光谱版无人机航拍获得多光谱数据,对数据特征提取后得到的植被指数进行建模分析。通过输入不同组合的植被指数,筛选出准确率最高的变量组合。[结果]发现多层感知器模型对水稻品种的识别准确率可达94.87%,比线性拟合模型、径向基函数模型、随机森林模型的准确率分别高41.3%、8.55%、16.24%。将精度最高、拟合程度最好的多层感知器模型确定为最优模型。[结论]多层感知器分类模型对水稻的平均分类准确率最高,能够较好实现水稻品种鉴定的功能。

关键词：水稻品种鉴定多光谱图像植被指数机器学习

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基于Mixup算法和卷积神经网络的柑橘黄龙病果实识别研究

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华南农业大学学报 2021年第3期42卷 94-101页

作者：陆健强林佳翰黄仲强王卫星邱洪斌杨瑞帆陈平福华南农业大学电子工程学院/人工智能学院广东广州510642 岭南现代农业科学与技术广东省实验室广东广州510642 广东省农情信息监测工程技术研究中心广东广州510642

【目的】解决传统柑橘黄龙病果实图像识别方法依赖人工设计特征、费时费力、网络模型参数量大、识别准确率低等问题。【方法】首先,采集柑橘黄龙病的果实图像,并对其进行翻转、旋转、仿射、高斯扰动等数据扩增;采用Mixup算法建立样本之... 详细信息

【目的】解决传统柑橘黄龙病果实图像识别方法依赖人工设计特征、费时费力、网络模型参数量大、识别准确率低等问题。【方法】首先,采集柑橘黄龙病的果实图像,并对其进行翻转、旋转、仿射、高斯扰动等数据扩增;采用Mixup算法建立样本之间的线性关系,增强模型识别数据样本的鲁棒性;然后,迁移Xception网络在ImageNet数据集上的先验知识,提出一种基于Mixup算法和卷积神经网络的柑橘黄龙病果实识别模型-XResNeXt模型;最后,采用动量梯度下降优化方法,有效地减缓震荡影响,并且有效地加速模型向局部最优点收敛。【结果】采用数据扩增数据集训练的X-ResNeXt模型准确率可以达到91.38%;在进行迁移学习优化后,训练时间减少了432 s,准确率提升为91.97%;结合Mixup混类数据增强进一步训练,模型准确率提升为93.74%;最后,利用动量梯度下降方法进行模型收敛优化,最终模型的准确率达到94.29%,比Inception-V3和Xception网络分别提高了3.98%和1.51%。【结论】在数据量较少情况下,降低模型复杂度并迁移已有先验知识,有助于模型性能提升;Mixup混类数据增强方法有利于提高模型识别柑橘黄龙病果实图像样本的适应性,提升柑橘黄龙病果实识别模型性能;X-ResNeXt模型在准确率与召回率指标上优于经典识别模型,可为柑橘黄龙病的高精度、快速无损识别提供参考。

关键词：柑橘黄龙病 Mixup算法梯度下降卷积神经网络 Xception网络

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液氮充注蓄冷配送箱冷量引入特性试验研究与优化

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中国农机化学报 2022年第10期43卷 92-98页

作者：夏晶晶王广海王飞仁林诗涛任俊杰郭嘉明广东机电职业技术学院广州市510515 华南农业大学工程学院广州市510642 岭南现代农业科学与技术广东省实验室茂名分中心广东茂名525000

液氮充注方式具有效率高、成本低等优点,液氮温度较低,可对金枪鱼蓄冷配送箱进行充冷。为了解不同冷源引入参数对金枪鱼蓄冷配送箱蓄冷特性的影响,搭建金枪鱼蓄冷配送箱试验平台,采用二次旋转回归正交试验方法研究不同液氮充注量、蓄冷... 详细信息

液氮充注方式具有效率高、成本低等优点,液氮温度较低,可对金枪鱼蓄冷配送箱进行充冷。为了解不同冷源引入参数对金枪鱼蓄冷配送箱蓄冷特性的影响,搭建金枪鱼蓄冷配送箱试验平台,采用二次旋转回归正交试验方法研究不同液氮充注量、蓄冷板传热面积和蓄冷板装载量对蓄冷配送箱蓄冷特性的影响。试验结果表明:液氮充注量、蓄冷板传热面积和蓄冷板装载量都对蓄冷配送箱蓄冷特性有影响;箱内空气的降温速率随着液氮充注量和蓄冷板传热面积的增大而增大,蓄冷板装载量对降温速率产生的影响不大,当液氮充注量为14 kg、蓄冷板传热面积为0.12 m^(2)时,降温速率可达最大值;箱内蓄冷板的蓄冷效率随着蓄冷板的传热面积和装载量的增大而提高、随着液氮充注量的增大而降低,当液氮充注量为6 kg、蓄冷板传热面积为0.12 m^(2)和蓄冷板装载量为70%时,蓄冷效率可达最大值。研究结果可对蓄冷配送箱冷源引入的优化提供参考。

关键词：蓄冷配送箱蓄冷特性液氮充注量传热面积蓄冷板装载量二次回归正交旋转组合

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