检索结果-内蒙古大学图书馆

光谱学与光谱分析 2018年第9期38卷 2757-2762页

作者：朱文静李林李美清刘继展魏新华江苏大学现代农业装备与技术省部共建教育部/江苏省重点实验室江苏镇江212013 江苏大学农业装备工程学院江苏镇江212013

现有的番茄花叶病无损检测方法无法在潜育期内,即显症之前进行早期识别导致施药不及时或者盲目过度施药。设计与试制了红外热成像信息采集系统,主要包括:光箱、红外热成像仪、温度及升降控制器、加热板和升降载物台。该系统能够根据温... 详细信息

现有的番茄花叶病无损检测方法无法在潜育期内,即显症之前进行早期识别导致施药不及时或者盲目过度施药。设计与试制了红外热成像信息采集系统,主要包括:光箱、红外热成像仪、温度及升降控制器、加热板和升降载物台。该系统能够根据温度起止节点的要求,人为调节拍摄温度。在江苏大学现代农业装备与技术省部共建重点实验室Venlo型温室中进行非抗病性番茄品种辽宁农科院L-402的培育。采用叶面摩擦接种花叶病毒(Tobacccco mosaic virus,ToMV),分为轻度感染组(LI),重度感染组(SI);LI组为磷酸缓冲液稀释500倍后的病毒液接种,SI组为病毒原液接种。对照组(CG)喷施等量磷酸缓冲液。接种10d后叶片开始出现病斑,证明接种后9d为番茄花叶病的潜育期。使用红外热成像系统采集了三个组共计144个样本的红外热成像图,计算叶表最大温差(MTD)以表征潜育期内连续9d内的叶面温度变化情况。CG组叶片的MTD值差异极小,而接种后叶片MTD值随着病毒侵染时间的推进发生了显著的变化。接种6d后MTD值差异最大可达1.63℃,第7d开始差异逐步缩小,表明病毒的扩散范围增大导致病叶越来越多的区域被侵染使得整体叶温上升。光谱采集采用两种方法进行,一种是根据热像图的MTD值计算判别出温度突变区域后采集光谱,记为热像采集法(TCM);另一种是不考虑病灶位置,在叶尖、叶中、叶基三个区域分别随机选择一个点采集光谱后求平均值,记为随机采集法(RCM)。TCM确定三个光谱采集点的选择原则是:LI组接种后3,6和9d的温度突变区域平均MTD值比CG组温度分别高出0.3,0.7和0.5℃。SI组接种后3,6和9d的温度突变区域平均MTD值比CG组温度分别高出0.5,1.2,0.8℃。差值达到此标准的病灶位置才定为TCM的可选区域。对所有样本采用支持向量机(SVM)算法建立识别模型。采用主成分分析对2 151个波长点的光谱信息进行压缩,前6个主成分所对应的累积方差贡献率已到达99%。分别对感病3,6和9d的样本按照2∶1的比例划分校正集和预测集,对预测集样本的病害程度进行识别。两种方法所建立的模型的总识别率分别为92.59%和99.77%。采用TCM建立的光谱识别模型中仅有接种后3d的一个LI组样本未能识别出来,被误判成CG组样本外,其余组识别率均达到了100%。结果表明近红外光谱法识别番茄花叶病是可行的。采用红外热成像结合近红外光谱法能够建立识别率更高的番茄花叶病潜育期识别模型,克服点源采样随机性,对后续管控流程和突破作物早期精准用药的关键技术探索,建立更为精准的温室智能施药系统提供了新的思路。

关键词：红外热成像近红外光谱潜育期番茄花叶病支持向量机

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基于PDWT与高光谱的生菜叶片农药残留检测

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农业机械学报 2016年第12期47卷 323-329页

作者：孙俊周鑫毛罕平武小红杨宁张晓东江苏大学电气信息工程学院镇江212013 江苏大学现代农业装备与技术教育部重点实验室镇江212013

在离散小波变换特征提取算法基础上,结合有机物近红外谱区倍频中心近似位置,提出一种分段离散小波变换特征提取的方法。以4类农药残留水平(重度超标、中度超标、轻微超标、低于国标)生菜为研究对象,通过透射电镜对生菜叶片微观结构进行... 详细信息

在离散小波变换特征提取算法基础上,结合有机物近红外谱区倍频中心近似位置,提出一种分段离散小波变换特征提取的方法。以4类农药残留水平(重度超标、中度超标、轻微超标、低于国标)生菜为研究对象,通过透射电镜对生菜叶片微观结构进行检测,并利用近红外高光谱成像仪采集生菜样本的高光谱图像。在生菜高光谱图像中选取感兴趣区域并提取该区域的平均光谱,依据常见基团主要中心近似位置对平均光谱进行有效分段,以sym5为小波基函数,依次对每段光谱数据进行小波变换分解。通过每段不同层次高频小波系数曲线的奇异值分析,来获取光谱特征波段。为了便于判断特征提取波段的优劣,提出初步评估参数契合度,并结合支持向量机分类准确率进一步评估提取特征波段。试验结果表明:随着农药残留浓度的增加,生菜叶片内部嗜锇颗粒数量变多,而淀粉颗粒变少,细胞间隙逐渐变大。不同浓度农药残留的生菜叶片内部细胞排列结构方式和组织结构存在差异,从而使不同浓度农药残留的生菜近红外光谱具有一定的差异性。与离散小波变换特征提取算法相比,分段离散小波变换具有较高的预测分类准确率。分段数取值为4时,取得最佳的契合度、校正集、交叉验证集与预测集准确率分别为75%、95%、92.86%和90.63%。分段离散小波变换结合契合度参数评估,能有效提高光谱特征提取波段可靠性,为快速、准确地无损检测生菜农药残留提供了一种新方法。

关键词：生菜农药残留检测小波变换特征提取近红外光谱

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气吸振动式排种器吸种性能数值模拟与试验

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农业机械学报 2008年第10期39卷 95-99,104页

作者：李耀明赵湛陈进徐立章江苏大学现代农业装备与技术省部共建教育部重点实验室江苏大学机械工程学院

建立了气吸振动式排种器吸种过程三维力学模型,基于Reynolds时均化的连续方程、Navier-Stokes方程和标准的k-ε湍流模型构成封闭方程组,并考虑真实气体的粘性和压缩性,运用CFD软件Fluent计算了籽粒在吸种口附近的受力,建立了力矩阵。采... 详细信息

建立了气吸振动式排种器吸种过程三维力学模型,基于Reynolds时均化的连续方程、Navier-Stokes方程和标准的k-ε湍流模型构成封闭方程组,并考虑真实气体的粘性和压缩性,运用CFD软件Fluent计算了籽粒在吸种口附近的受力,建立了力矩阵。采用二元线性插值法,通过计算吸孔的垂直吸种距离、径向吸种距离和有效吸种空间体积分析了排种器的吸种性能,绘制了籽粒吸种运动轨迹。分析了压差、吸孔直径对排种器吸种能力的影响。结果表明:增大吸孔直径和增加压差可以提高吸种性能,锥孔的吸种能力优于直孔和沉孔。以油菜籽粒为对象,通过性能试验得出了排种器的最佳工作参数。

关键词：精密排种器气吸式吸种性能 CFD 数值模拟试验

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基于高光谱的油麦菜叶片水分CARS-ABC-SVR预测模型

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农业工程学报 2017年第5期33卷 178-184页

作者：孙俊丛孙丽毛罕平武小红张晓东汪沛江苏大学电气信息工程学院镇江212013 江苏大学现代农业装备与技术教育部重点实验室镇江212013

为了实现油麦菜生长期间更合理的灌水管理,研究一种基于高光谱技术的精确、快速、有效检测油麦菜叶片水分的新方法。以5种不同水分胁迫水平的油麦菜为研究对象,通过高光谱成像系统获取高光谱图像并利用干燥法测量叶片含水率。采用多项... 详细信息

为了实现油麦菜生长期间更合理的灌水管理,研究一种基于高光谱技术的精确、快速、有效检测油麦菜叶片水分的新方法。以5种不同水分胁迫水平的油麦菜为研究对象,通过高光谱成像系统获取高光谱图像并利用干燥法测量叶片含水率。采用多项式平滑(Savitzky-Golay,SG)结合标准变量变换(standard normalized variable,SNV)对高光谱数据去噪平滑。利用竞争性自适应加权算法(competitive adaptive reweighted sampling,CARS)进行特征波长选择,并与逐步回归分析(stepwise regression,SR)及连续投影算法(successive projections algorithm,SPA)进行比较,利用支持向量回归机(support vector regression,SVR)分别建立油麦菜叶片全光谱数据、3种特征光谱数据与干基含水率的关系模型。结果表明,基于竞争性自适应加权算法波长选择的支持向量回归模型(CARS-SVR)效果最佳,但预测精度尚不够理想,故引入人工蜂群算法(artificial bee colony,ABC)优化模型的参数惩罚因子和核参数。最终,经人工蜂群算法优化后的模型(CARS-ABC-SVR)的预测集决定系数R2和均方根误差RMSE分别为0.9214和2.95%。因此,利用高光谱技术结合CARS-ABC-SVR模型预测油麦菜叶片水分含量是可行的。

关键词：水分算法模型高光谱油麦菜竞争性自适应加权算法人工蜂群算法

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基于计算机视觉的土壤镉胁迫生菜叶片污染响应分析

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农业机械学报 2018年第3期49卷 166-172页

作者：孙俊张跃春毛罕平武小红陈勇翁褀鹏江苏大学电气信息工程学院镇江212013 江苏大学现代农业装备与技术教育部重点实验室镇江212013

为了实现无损检测生菜叶片中重金属镉的污染程度,以计算机视觉技术为研究手段,结合图像处理方法和特征选择方法,对4个梯度重金属镉胁迫的生菜叶片进行识别。首先利用数码相机获取生菜叶片图像,然后使用K-means聚类算法分割图像,对分割... 详细信息

为了实现无损检测生菜叶片中重金属镉的污染程度,以计算机视觉技术为研究手段,结合图像处理方法和特征选择方法,对4个梯度重金属镉胁迫的生菜叶片进行识别。首先利用数码相机获取生菜叶片图像,然后使用K-means聚类算法分割图像,对分割出的目标图像提取图像颜色、形状和纹理特征,共获取46个图像特征。为了使模型更简便和减少数据量,利用基于变量组合的变量重要性分析(VIAVC)和竞争性自适应重加权算法(CARS)对图像特征进行降维。采用偏最小二乘法判别分析(PLS-DA)和随机森林(RF)构建模型,用于生菜镉胁迫程度的识别。结果表明,在7个组合特征模型中,颜色形状纹理融合特征所建立的模型给出了最优结果,测试集分类正确率为92%。用VIAVC和CARS对颜色形状纹理融合特征进行特征选择,发现VIAVC的降维效果优于CARS。使用特征选择的变量建立模型,RF模型的训练集分类正确率和预测集分类正确率均高于PLS-DA,其中,基于VIAVC的RF模型的训练集和预测集分类正确率分别为98.0%和96.0%。可见,基于VIAVC的RF模型在大大降低了特征维数的前提下,能够较好地对不同镉胁迫程度的生菜叶片进行识别。

关键词：生菜镉计算机视觉图像特征提取 VIAVC

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基于高光谱图像的红豆品种GA-PNN神经网络鉴别

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农业机械学报 2016年第6期47卷 215-221页

作者：孙俊路心资张晓东朱文静武小红杨宁江苏大学电气信息工程学院镇江212013 江苏大学现代农业装备与技术教育部重点实验室镇江212013

提出一种基于高光谱图像技术的红豆品种鉴别方法。利用高光谱成像系统采集江苏、安徽、山东的3个品种共162个红豆样本高光谱图像数据,通过ENVI软件提取出红豆中感兴趣区域的平均光谱作为该样本原始光谱信息,利用SG多项式平滑对原始光谱... 详细信息

提出一种基于高光谱图像技术的红豆品种鉴别方法。利用高光谱成像系统采集江苏、安徽、山东的3个品种共162个红豆样本高光谱图像数据,通过ENVI软件提取出红豆中感兴趣区域的平均光谱作为该样本原始光谱信息,利用SG多项式平滑对原始光谱数据进行去噪处理,由于高光谱数据信息量大,冗余性强,故需对高光谱数据进行降维,采用了连续投影算法进行特征波长选择,根据交叉验证均方根误差确定最佳特征光谱的个数为9,采用主成分分析法和独立分量分析算法进行特征波长提取,经过PCA处理,根据方差累计贡献率大于85%的标准选出7个特征波长,ICA分别提取了7、10、17个特征波长,通过测试集验证,选出17个最佳特征波长。最后分别将优选出的特征波长和提取出的最优主成分作为模型的输入。建立概率神经网络(PNN)模型测试后发现结果没有达到预期精度,引入遗传算法(GA)优化的PNN神经网络的阈值,并对隐含层节点进行最优选择。通过测试试验,所有的模型识别正确率均高于85%,其中SPA-GA-PNN模型的效果最佳,识别正确率达到了97.5%。

关键词：红豆高光谱图像品种鉴别特征波长概率神经网络遗传算法

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基于线性判别法的生菜农药残留定性检测模型研究

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农业机械学报 2016年第1期47卷 234-239页

作者：孙俊蒋淑英毛罕平朱文静高洪燕武小红江苏大学现代农业装备与技术教育部重点实验室镇江212013 江苏大学电气信息工程学院镇江212013

针对农副产品农药残留超标现象,提出一种快速高效无损检测菜叶农药残留的方法。以4组生菜叶片为研究对象,分别喷洒丙酮和3种不同浓度的乐果农药（乐果和丙酮的体积比为1∶100、1∶500、1∶1 000）,利用近红外高光谱成像仪采集生菜样本... 详细信息

针对农副产品农药残留超标现象,提出一种快速高效无损检测菜叶农药残留的方法。以4组生菜叶片为研究对象,分别喷洒丙酮和3种不同浓度的乐果农药（乐果和丙酮的体积比为1∶100、1∶500、1∶1 000）,利用近红外高光谱成像仪采集生菜样本的高光谱图像（871.61-1 766.32 nm）。在生菜高光谱图像中选取感兴趣区域（ROI）并提取该区域的平均光谱,对ROI内的图像进行主成分分析（PCA）处理,提取PC1、PC2图像的纹理特征。采用连续投影算法（SPA）和主成分分析方法（PCA）选取光谱数据的特征波长,分别利用线性判别法K最近邻法（KNN）、马氏距离（MD）和Fisher判别分析（FLDA）方法建立基于全波段、特征波段下光谱特征和光谱与纹理融合特征的农药残留检测模型。结果表明,基于SPA特征光谱和主成分图像纹理特征融合信息的Fisher模型较好,训练集和测试集分类正确率分别为98.9%和100%,利用近红外高光谱图像技术结合信息融合及Fisher算法鉴别农药残留等级是可行的。

关键词：生菜农药残留近红外高光谱图像信息融合特征波长

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联合收获机前进速度的模型参考模糊自适应控制系统

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农业机械学报 2014年第10期45卷 87-91,86页

作者：陈进宁小波李耀明杨广进吴培江苏大学机械工程学院镇江212013 江苏大学现代农业装备与技术教育部重点实验室镇江212013

以切纵流联合收获机为研究对象,设计了一种基于联合收获机前进速度的模型参考模糊自适应控制系统,建立了融合多个变量的自适应控制参考模型和模糊控制规则。研制了联合收获机前进速度控制装置,并进行了田间水稻收获试验。试验表明,与普... 详细信息

以切纵流联合收获机为研究对象,设计了一种基于联合收获机前进速度的模型参考模糊自适应控制系统,建立了融合多个变量的自适应控制参考模型和模糊控制规则。研制了联合收获机前进速度控制装置,并进行了田间水稻收获试验。试验表明,与普通模糊控制相比,所设计的模型参考模糊自适应控制系统可以实现对联合收获机的自适应控制,能够有效地降低操作人员的作业强度,提高田间收获效率。

关键词：联合收获机前进速度模型参考模糊自适应控制

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乐果农药对生菜叶片微观结构的作用机理研究

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农业机械学报 2017年第5期48卷 350-355页

作者：孙俊周鑫李青林蒋淑英毛罕平杨宁江苏大学电气信息工程学院镇江212013 江苏大学现代农业装备与技术教育部重点实验室镇江212013

为了更深入地研究乐果对生菜组织结构的影响,以莲座期的生菜为实验对象,利用扫描电镜和透射电镜对生菜叶片微观结构进行检测。研究发现随着喷洒农药浓度的增加,生菜叶片微观结构发生明显变化。气孔的长宽比和密度降低,叶片的厚度变小,... 详细信息

为了更深入地研究乐果对生菜组织结构的影响,以莲座期的生菜为实验对象,利用扫描电镜和透射电镜对生菜叶片微观结构进行检测。研究发现随着喷洒农药浓度的增加,生菜叶片微观结构发生明显变化。气孔的长宽比和密度降低,叶片的厚度变小,嗜锇颗粒增加,淀粉颗粒变少。在897~1 332 nm波长范围内,喷洒乐果的生菜光谱反射率与乐果浓度成反比,而在1 703~1 754 nm波长范围内,喷洒乐果的生菜光谱反射率与乐果浓度成正比。此外,喷洒不同浓度的乐果农药,生菜的纹理图像也存在差异。研究结果表明,乐果农药对生菜微观结构产生了较大改变,从而导致生菜叶片光谱图像信息产生较大变化。对喷洒不同浓度乐果农药的生菜叶片微观结构进行研究分析,可为高光谱技术对不同浓度农药残留的生菜进行定量检测提供机理研究依据。

关键词：生菜叶片农药残留机理微观结构特征提取高光谱图像

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基于Mallat算法的谷物流量信号小波去噪方法

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农业工程学报 2017年第3期33卷 190-197页

作者：陈进王坤李耀明江苏大学机械工程学院镇江212013 江苏大学现代农业装备与技术教育部重点实验室镇江212013

针对联合收获机在复杂噪声背景作业过程中难以获取可靠的谷物流量信息的难题,提出了利用小波变换(wavelet transform,WT)对谷物流量传感器输出信号去噪处理方法。根据流量原始信号和噪声的频谱特性确定小波函数和分解尺度,将采集的流量... 详细信息

针对联合收获机在复杂噪声背景作业过程中难以获取可靠的谷物流量信息的难题,提出了利用小波变换(wavelet transform,WT)对谷物流量传感器输出信号去噪处理方法。根据流量原始信号和噪声的频谱特性确定小波函数和分解尺度,将采集的流量原始信号通过Mallat算法进行小波分解,滤除高频噪声分量重构流量有效信号,由单片机AD通道对流量有效信号进行标定,标定试验后的传感器在不同谷物流量下累积质量最大相对误差为1.68%。利用北斗定位模块进行差分定位提高定位精度,测产装置信息由8051F单片机存储用以绘制农田作业产量图,将设计的测产系统安装在联合收获机上进行模拟水稻作业试验,试验结果表明:对流量传感器输出信号进行小波分解后,谷物流量测量相对误差最大为6.18%,平均相对误差为5.37%。通过对流量传感器输出原始信息进行小波变换,对比小波去噪前后信号的频谱曲线,验证了基于Mallat算法的流量信号去噪和流量有效信息重构方法的可行性和准确性,该研究可为研究农业机械复杂作业环境下原始信息去噪与有效信息重构提供参考。

关键词：小波变换算法谷物联合收获机产量图误差分析

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