检索结果-内蒙古大学图书馆

农业机械学报 2025年第3期56卷 39-48页

作者：苏淼郧亚泽姚霞朱艳曹卫星周栋南京农业大学国家信息农业工程技术中心南京210095

为解决大田作物表型信息感知机器人底盘损伤作物、灵活性不足和通过性差等问题,结合我国稻麦的种植农艺模式和生长特点,设计了一种具有轮履切换和轮距无级调节功能的大田作物表型信息感知机器人底盘。对底盘的整机结构和工作原理进行了... 详细信息

为解决大田作物表型信息感知机器人底盘损伤作物、灵活性不足和通过性差等问题,结合我国稻麦的种植农艺模式和生长特点,设计了一种具有轮履切换和轮距无级调节功能的大田作物表型信息感知机器人底盘。对底盘的整机结构和工作原理进行了阐述,设计了刚性叶轮、充气橡胶轮和三角履带3种可快速切换的行走装置和四轮独立驱动及四轮独立转向的部件,以及轮距无级精确调节装置。并对机器人底盘转向性能、稳定性和通过性进行了理论分析,结果表明机器人底盘性能满足设计要求。对车架进行了有限元仿真分析,结果表明车架强度和刚度均能满足设计要求,并能够有效避免因地形激励产生的共振。样机试制后田间试验结果表明,机器人底盘具有良好的行驶性能,3种形态底盘在田间地面直线最大行驶速度分别为1.02、0.98、0.73 m/s,加速度为0.3、0.33、0.18 m/s^(2),行驶平均偏移率分别为2.35%、1.18%、1.89%;轮式底盘、三角履带式底盘最小转弯半径分别为2306、1432 mm;刚性叶轮式底盘纵向爬坡角为30°,横向爬坡角为28°;翻越垂直障碍高度为350 mm,田间越埂高度为308 mm,能够满足大田场景表型信息感知作业要求。

关键词：表型机器人轮式底盘三角履带轮距可调独立驱动转向

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复杂背景下草莓点云语义分割优化方法

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南京农业大学学报 2025年第2期48卷 476-487页

作者：谢元澄陈自强许忠义严心悦姜海燕梁敬东南京农业大学人工智能学院江苏南京210031 南京农业大学国家信息农业工程技术中心江苏南京210095

[目的]针对田间背景噪声干扰、草莓果实体积小且伴随遮挡的难点,本文利用3D视觉技术实现草莓准确识别和定位,为机器人自动采摘提供技术支持。[方法]使用Intel Realsense D435i深度相机采集不同光照、季节和遮挡条件下的草莓点云数据,构... 详细信息

[目的]针对田间背景噪声干扰、草莓果实体积小且伴随遮挡的难点,本文利用3D视觉技术实现草莓准确识别和定位,为机器人自动采摘提供技术支持。[方法]使用Intel Realsense D435i深度相机采集不同光照、季节和遮挡条件下的草莓点云数据,构建包含3个类别的数据集,分别为无遮挡、低遮挡、高遮挡。结合多阈值统计滤波和ROI提取技术对点云数据进行预处理,过滤噪声;以PointNet++为基础模型,对点云数据直接提取特征,并在PointNet++基础上提出一种针对复杂背景下小尺度目标的语义分割模型SS-PointNet++,利用点云的多种特征信息作为网络输入特征,构建采样层、分组层,并通过PointNet提取局部特征,使用最远点采样法对点云取样并最大程度覆盖到整个点集,针对小尺度目标设计3种不同半径的球查询(ball query)来获取局部特征,改进SA层和FP层的结构,使其能够适应低密度点云。[结果]对未经预处理的点云进行分割时,有0.74%的概率出现离群点的误判问题,而对预处理后的单张点云图像进行语义分割的用时平均减少了3.47 s。点云图像测试结果表明,SS-PointNet++模型的平均准确率达到86.95%,比优化前提升了19.54百分点,平均交并比为0.740。在光照充足且无遮挡的草莓上,该模型的语义分割准确率高达95.36%,而在暗光环境下,该模型的平均准确率也能达到81.34%。[结论]SS-PointNet++模型提升了小尺度目标点云的语义分割效果,对不同光照条件具有较强的鲁棒性,为基于3D点云的小物体和遮挡物体分割提供了一种有效的方法;本文提出的草莓遮挡类型的划分方法,对后续草莓遮挡问题提供了数据分析支持,对其他基于3D点云的小尺度物体的目标检测和遮挡问题也起到借鉴作用。

关键词：草莓点云采摘机器人计算机视觉语义分割深度相机

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无人机遥感作物估产研究进展

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南京农业大学学报 2025年第1期48卷 1-13页

作者：郑恒彪吉文翰郭彩丽张小虎邱小雷姚霞江冲亚朱艳曹卫星程涛南京农业大学国家信息农业工程技术中心/智慧农业研究院/智慧农业教育部工程研究中心/农业农村部农作物系统分析与决策重点实验室/江苏省信息农业重点实验室/现代作物生产省部共建协同创新中心江苏南京210095

快速、准确估测作物产量不仅有利于提前掌握粮食生产状况,而且对国家粮食政策的制定至关重要。无人机遥感技术因其快速、便捷、成本低等优势,以及可同时搭载多种传感器获取高时空分辨率影像,在作物产量估测研究中发挥了重要作用。本文... 详细信息

快速、准确估测作物产量不仅有利于提前掌握粮食生产状况,而且对国家粮食政策的制定至关重要。无人机遥感技术因其快速、便捷、成本低等优势,以及可同时搭载多种传感器获取高时空分辨率影像,在作物产量估测研究中发挥了重要作用。本文首先介绍了无人机遥感估产的相关背景;其次对近二十年来无人机遥感估产的研究现状进行了概述,分别从无人机平台、传感器、估产模型构建等方面重点综述了近年来国内外无人机遥感估产的研究进展;最后讨论了影响无人机遥感估产精度的因素、尚未解决的关键技术问题以及无人机遥感估产的未来发展前景。本文可为了解无人机遥感估产研究前沿、技术瓶颈、发展前景提供重要参考,为精确栽培、智慧育种提供技术支撑。

关键词：作物产量估测无人机遥感传感器建模方法研究进展

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稻、麦等谷类作物籽粒品质遥感估测研究进展

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大麦与谷类科学 2025年第1期42卷 1-11页

作者：张骁王雪王美玲丁颖汤康陈文斌丁海荣江苏沿海地区农业科学研究所江苏盐城224002 南京农业大学农学院国家信息农业工程技术中心江苏南京210095

作为粮食生产大国,我国粮食稳产保供对国家粮食安全意义重大,其中主粮的品质管理是稳产保供不可或缺的一环。通过估测作物籽粒品质参数,能够优化作物栽培措施,精细划分作物分类收获和分级收购的加工机制,从而提高稻、麦等谷类作物品质... 详细信息

作为粮食生产大国,我国粮食稳产保供对国家粮食安全意义重大,其中主粮的品质管理是稳产保供不可或缺的一环。通过估测作物籽粒品质参数,能够优化作物栽培措施,精细划分作物分类收获和分级收购的加工机制,从而提高稻、麦等谷类作物品质水平。遥感技术为稻、麦等谷类作物籽粒品质参数估测提供了快速、及时、无损的手段。本文综述了稻、麦等谷类作物籽粒品质遥感估测的研究进展,归纳了稻、麦等谷类作物籽粒品质遥感估测的3种主要尺度,介绍了常用的光谱解析方法,提出了目前存在的挑战,并对未来研究的发展趋势进行了讨论。

关键词：谷类作物籽粒品质遥感估测研究进展

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粮食生产大数据平台研究进展与展望

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智慧农业(中英文) 2025年

作者：杨贵军赵春江杨小冬杨浩胡海棠龙慧灵裘正军李娴江冲亚孙亮陈雷周清波郝星耀郭威王培高美玲北京市农林科学院信息技术研究中心长安大学地质工程与测绘学院浙江大学生物系统工程与食品科学学院中国农业科学院农业信息研究所北京100081 南京农业大学国家信息农业工程技术中心中国农业科学院农业资源与农业区划研究所中国科学院合肥物质科学研究院智能机械研究所北京市农林科学院智能装备技术研究中心

[目的/意义]农业大数据爆炸式发展，加速农业生产迈入数字化、智能化新时代。作为新质生产力，大数据服务于粮食生产全过程综合智能化管理决策，面临粮食生产大数据资源治理机制不明、全链条化粮食生产决策核心算法体系缺乏且对外依存... 详细信息

[目的/意义]农业大数据爆炸式发展，加速农业生产迈入数字化、智能化新时代。作为新质生产力，大数据服务于粮食生产全过程综合智能化管理决策，面临粮食生产大数据资源治理机制不明、全链条化粮食生产决策核心算法体系缺乏且对外依存度高、粮食生产全过程全要素的大数据平台缺乏等问题。[进展]本文综合分析了国内外粮食生产大数据、农情监测与智能决策算法、大数据平台方面的相关进展和面临的挑战，面向产前规划、产中监测与决策、产后综合评价等粮食生产全程管理决策需求，构建由多源异构粮食生产大数据治理、粮食生产知识图谱、“数据获取-信息提取-知识构建-智能决策-农机作业”全链条标准化算法体系、数字孪生典型应用场景等环节组成的粮食生产大数据智能平台。[结论/展望]应重点关注宏观管理监测和微观农场全程智能化生产作业需求，聚焦粮食生产典型应用场景，充分融合大数据与人工智能、数字孪生及云边端等新技术，探索技术联通集成为本，智能化服务为魂的大数据平台研发路径，创建开放式作物与环境传感接入、核心算法成熟度分级与云原生封装、高效数据与决策服务响应等为核心特色的开放共生型粮食生产大数据平台，实现数据-算法-服务全链条智能化、决策信息与智能装备作业一体化、粮食生产大数据平台与应用体系标准化，形成保障粮食安全高效绿色生产的新质生产力。

关键词：粮食生产大数据平台农情监测智能算法决策支持新质生产力

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基于地基LiDAR高度指标的小麦生物量监测研究

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农业机械学报 2019年第10期50卷 159-166页

作者：邱小雷方圆郭泰程涛朱艳姚霞南京农业大学国家信息农业工程技术中心

为探讨Li DAR监测作物生物量的可行性和方法,以小麦为研究对象,通过田间试验获取关键生育期的小麦Li DAR点云高度指标和地上部生物量,基于幂函数回归与支持向量回归、利用十折交叉验证法分别进行特征选择和模型构建,选取各算法最优的全... 详细信息

为探讨Li DAR监测作物生物量的可行性和方法,以小麦为研究对象,通过田间试验获取关键生育期的小麦Li DAR点云高度指标和地上部生物量,基于幂函数回归与支持向量回归、利用十折交叉验证法分别进行特征选择和模型构建,选取各算法最优的全生育期小麦地上部生物量监测模型,并在测试集上对模型的预测能力进行检验与比较。结果表明:利用H95和生育期特征所构建的全生育期支持向量回归模型精度最高,训练集上决定系数R2达到0.814,测试集结果(R^2=0.821,RMSE为1.730 t/hm^2,RRMSE为32.77%)表明,模型具有较好的准确性;利用Hmean所构建的全生育期幂函数回归模型决定系数R2达到0.809,测试集结果(R^2=0.815,RMSE为1.760 t/hm^2,RRMSE为33.33%)也表明模型具有较好的准确性;高度指标估测小麦生物量具有先天局限性,所构建模型较适宜于监测小麦地上部生物量小于10 t/hm^2的情况,在超过10 t/hm^2的样本集上,95%的模型预测值被低估,RMSE呈指数增长;生育期特征有利于提升监测模型预测精度。

关键词：小麦生物量地基LiDAR 高度指标

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作物生长信息获取多光谱传感器设计与试验

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农业机械学报 2013年第5期44卷 207-212页

作者：倪军王婷婷姚霞曹卫星朱艳南京农业大学国家信息农业工程技术中心南京210095

为了实时、快捷、无损获取农作物生长信息,根据作物生长指标的光谱监测机理,研制了一种四波长作物生长信息获取多光谱传感器。采用光学滤波技术提高了光辐射信息输入信噪比,依据作物冠层特征及田间作业环境实际要求,设计了适宜的探测镜... 详细信息

为了实时、快捷、无损获取农作物生长信息,根据作物生长指标的光谱监测机理,研制了一种四波长作物生长信息获取多光谱传感器。采用光学滤波技术提高了光辐射信息输入信噪比,依据作物冠层特征及田间作业环境实际要求,设计了适宜的探测镜头结构参数,确保了多光谱传感器灵敏度与分辨效果,应用T型电阻积分网络搭建了微弱光谱信息放大电路。通过标定,获得了多光谱传感器与FieldSpec Pro FR2500型光谱仪的关系模型,决定系数分别为0.802 8、0.806 8、0.818 5、0.890 0。对小麦的试验结果表明,该传感器的平均测量误差分别为5.6%、4.6%、1.4%、4.5%。该传感器能够较好地实现作物冠层反射光谱的实时在线检测,为作物生长监测设备的研发提供了有力支持。

关键词：作物生长信息反射光谱多光谱传感器

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基于主动光源的作物生长信息监测仪的设计与试验

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农业工程学报 2014年第23期30卷 199-206页

作者：卢少林倪军曹卫星姚霞朱艳南京农业大学国家信息农业工程技术中心南京210095

为了实现大田作物生长信息全天候实时、快速无损监测,基于作物生长光谱分析技术原理,研发了一种基于主动光源的作物生长信息监测仪。该监测仪包括由730和810 nm 2个光学通道组成的作物生长信息传感系统、控制器系统及其他部件,能快速、... 详细信息

为了实现大田作物生长信息全天候实时、快速无损监测,基于作物生长光谱分析技术原理,研发了一种基于主动光源的作物生长信息监测仪。该监测仪包括由730和810 nm 2个光学通道组成的作物生长信息传感系统、控制器系统及其他部件,能快速、准确地获得作物冠层归一化植被指数值、比值植被指数值、差值植被指数值、重归一化植被指数值等主要光谱植被指数信息,为大田作物生长指标的实时反演奠定了基础。试验结果表明,在不同光照条件下,监测仪的抗光照稳定性能良好,标准差为1.05%和0.47%;该监测仪与Field Spec3地物光谱仪测得小麦冠层归一化植被指数值、比值植被指数值、差值植被指数值、重归一化植被指数值具有显著相关性,其决定系数分别为0.7017、0.7071、0.8178、0.7804;均方根误差分别为0.05362、0.2118、0.03434、0.04182。该监测仪具有稳定性好、抗干扰能力强、操作简便等优点,能够满足大田作物生长信息监测的要求,该研究为实现作物精确管理调控提供了可行的参考方法。

关键词：作物监测生长主动光源生长信息植被指数

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基于显著性检测的黄瓜叶部病害图像分割算法

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农业机械学报 2016年第9期47卷 11-16页

作者：任守纲陆海飞袁培森薛卫徐焕良南京农业大学信息科技学院南京210095 国家信息农业工程技术中心南京210095

针对复杂背景下黄瓜叶部病害分割精度不高的问题,提出了一种基于显著性检测的黄瓜叶部病害图像分割算法。首先利用超像素将黄瓜图像分块,获取黄瓜叶片的边缘,并提出了一种超像素间权重计算方法和显著种子选取方法;然后通过流形排序计算... 详细信息

针对复杂背景下黄瓜叶部病害分割精度不高的问题,提出了一种基于显著性检测的黄瓜叶部病害图像分割算法。首先利用超像素将黄瓜图像分块,获取黄瓜叶片的边缘,并提出了一种超像素间权重计算方法和显著种子选取方法;然后通过流形排序计算显著图,对得到的显著图进行阈值分割,得到二值图像;再将二值图像与原图像进行掩码运算,得到黄瓜病害叶片;最后利用超绿特征和数学形态学对病害叶片进行分割得到病斑。对常见的黄瓜病害(白粉病、褐斑病、霜霉病、炭疽病)图像进行测试,结果表明该算法与Otsu算法和k-means算法相比,有效解决了冗余分割问题,错分率均在5%以内,算法平均执行时间均小于4 000 ms,分割效果更加精确,为后续构建黄瓜病害自动识别系统奠定了基础。

关键词：黄瓜病害图像显著性检测流形排序图像分割

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基于CFD的温室气温时空变化预测模型及通风调控措施

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农业工程学报 2015年第13期31卷 207-214页

作者：任守纲杨薇王浩云薛卫徐焕良熊迎军南京农业大学信息科技学院南京210095 国家信息农业工程技术中心南京210095

夏季温室高温湿热,对作物生长产生重大危害,制定合理的夏季温室气温调控方案,是提高温室生产效益,降低温室气温调控能耗的关键问题。该文基于计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)方法,结合气象预报信息,针对苏南地区大型连... 详细信息

夏季温室高温湿热,对作物生长产生重大危害,制定合理的夏季温室气温调控方案,是提高温室生产效益,降低温室气温调控能耗的关键问题。该文基于计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)方法,结合气象预报信息,针对苏南地区大型连栋温室,建立了夏季温室气温时空变化预测模型,通过设置边界参数,对不同通风条件下温室气温的时空变化进行了预测,并通过试验验证了模型的有效性。试验结果表明,预测值与实测值吻合良好,均方根误差在1.2℃以内,最大相对误差在6%以内,平均相对误差在4%以内。不同通风降温条件下的试验结果显示,温室气温空间分布存在明显差异,湿帘-风机系统较自然通风降温效果显著,降温幅度在5℃左右,持续的湿帘-风机降温措施可将温室高温控制在较低水平。基于该文模型的预测结果和温室调控目标,选取合适的时间点、时间长度和不同类型的通风降温措施,可有效提高温室气温调控效率和效益。同时,该研究还可为优化传感器布局提供依据。

关键词：温室计算流体力学通风湿帘降温系统风机预测模型气象预报

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