检索结果-内蒙古大学图书馆

农业机械学报 2017年第S1期48卷 103-109页

作者：张伟洁刘刚郭彩玲宗泽张雪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

叶片是果树冠层的重要组成部分,对其进行三维重建研究不仅可以对叶片形态特征进行分析,还能为冠层光照分布计算以及果树整形修剪提供理论基础。三维激光扫描仪以非接触、高效、快速获取数据的优势被大量应用于三维空间信息采集工作中。... 详细信息

叶片是果树冠层的重要组成部分,对其进行三维重建研究不仅可以对叶片形态特征进行分析,还能为冠层光照分布计算以及果树整形修剪提供理论基础。三维激光扫描仪以非接触、高效、快速获取数据的优势被大量应用于三维空间信息采集工作中。本文提出一种基于三维点云的苹果树叶片结构形态三维重建方法。首先针对叶片的形态特点选择合适的三维激光扫描仪获取苹果叶片三维点云;基于包围盒法搜索K邻域,计算点云中点与其邻域点的平均距离,并设定距离阈值作为判定中心点是否为离散点的依据,进而确定离散点并去除;利用最小二乘原理实现点云局部曲面拟合以及法向量、曲率的计算,提取叶片边界点;对于非边界点部分,根据中心点法向量与其邻域法向量的关系,对点进行不同程度的精简;最后对处理后的叶片点云完成三维重建。结果表明,构建的叶片模型能够较好的保留叶片的三维形态特征,可以为果树冠层重建和光照分布计算提供基础。

关键词：苹果叶片三维重建点云去噪点云精简曲率计算

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基于随机森林算法的自然光照条件下绿色苹果识别

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农业机械学报 2017年第S1期48卷 86-91页

作者：廖崴郑立华李民赞孙红杨玮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

果实识别是自动化采摘系统中的重要环节,能否快速、准确地识别出果实直接影响采摘机器人的实时性和可靠性。为了实现自然光照条件下绿色苹果的识别,本文采集了果实生长期苹果树图像,并利用随机森林算法实现了绿色苹果果实的分类和识别... 详细信息

果实识别是自动化采摘系统中的重要环节,能否快速、准确地识别出果实直接影响采摘机器人的实时性和可靠性。为了实现自然光照条件下绿色苹果的识别,本文采集了果实生长期苹果树图像,并利用随机森林算法实现了绿色苹果果实的分类和识别。针对果树背景颜色和纹理特征的复杂性,尤其是绿色果实和叶片在很多特征上的相似性,论文基于RGB颜色空间进行了Otsu阈值分割和滤波处理,去除枝干等背景,得到仅剩果实和叶片的图像。然后,分别提取叶片和苹果的灰度及纹理特征构成训练集合,建立了绿色苹果随机森林识别模型,并使用像素模板验证数据集,对模型进行预测试验,正确率为90%。最后,选择10幅自然光照条件下不同的果树图像作为检测对象,使用该模型进行果实识别并使用霍夫变换绘制果实轮廓,平均识别正确率为88%。结果表明,该方法具有较高的鲁棒性、稳定性、准确性,能够用于自然光照条件下绿色果实的快速识别。

关键词：自然光照绿色苹果随机森林纹理特征霍夫变换

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基于Android平台的土壤采样信息自动记录系统

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农业机械学报 2017年第S1期48卷 315-320页

作者：郝子源张旭杨玮王星明李民赞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

目前土壤采样信息大多依赖于实验人员手动纸质记录。为了更好地记录和处理土壤信息,提出了一种适用于现代化农业的土壤采样信息记录方法,利用Android系统结合服务器和数据库架构实现基于Android的土壤采样信息自动记录系统。整个系统设... 详细信息

目前土壤采样信息大多依赖于实验人员手动纸质记录。为了更好地记录和处理土壤信息,提出了一种适用于现代化农业的土壤采样信息记录方法,利用Android系统结合服务器和数据库架构实现基于Android的土壤采样信息自动记录系统。整个系统设计包括系统架构设计和软件功能设计。在服务器上使用JSP和MySQL数据库管理系统(Database management system,DBMS)作服务器端,搭建云服务器及农田信息管理数据库。服务器端设计包括在WEB工程中引入JDBC驱动,使服务器直接连接数据库,实现WEB服务器与MySQL数据库的交互。Android客户端设计包括在Material Design设计规范下完成土壤自动采样记录系统Android客户端界面,以及利用JSON数据解析实现对云服务器下MySQL数据库信息的访问和操作。最后对系统软件进行有效性和健壮性测试。试验表明,该系统能有效地显示采样土壤位置的空气温度、湿度、经纬度以及土壤氮素含量等土壤采样信息,并能进行正确的地图位置显示,证明了Android系统在土壤采样记录方面的有效性以及构建系统的可行性。

关键词：土壤采样信息自动记录系统 Android 云服务器 My SQL

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果树叶片雾滴沉积量检测系统设计与试验

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农业机械学报 2017年第S1期48卷 8-14页

作者：杨玮郝子源李民赞张旭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

为了获取植保无人机喷药后雾滴在果树叶片表面的沉积量,设计了面向植保无人机果树低空施药的果树叶片雾滴沉积量检测系统。该系统由LWS型叶面湿度传感器、数据传输模块、上位机检测软件组成。通过LWS型叶面湿度传感器的标定试验,建立了... 详细信息

为了获取植保无人机喷药后雾滴在果树叶片表面的沉积量,设计了面向植保无人机果树低空施药的果树叶片雾滴沉积量检测系统。该系统由LWS型叶面湿度传感器、数据传输模块、上位机检测软件组成。通过LWS型叶面湿度传感器的标定试验,建立了电导率为553μS/cm自来水、860μS/cm甲基硫菌灵溶液、1 525μS/cm磷酸二氢钾叶面肥溶液的回归方程,通过分光光度计验证试验验证了方程的准确性。之后,建立基于Zig Bee的传感器系统数据无线传输网络。同时,利用Qt编写了具有数据分析和显示功能的上位机程序,建立了完整的果树叶片雾滴沉积量检测系统。最后,利用WSZ-4X型植保无人机在樱桃果园中进行了检测系统与水敏纸的对比试验。对比结果显示,使用两种方法获得的雾滴沉积密度曲线的拟合度可达0.926 6。对于单个测量点的雾滴沉积密度,其平均误差为22.8%。在果园中进行试验时,受风速和无人机气流等环境因素的影响,传感器和水敏纸的雾滴分布会出现一定的差异,忽略环境因素影响,可认为两种方法在樱桃果园中测量得到的雾滴沉积密度一致性较好,而使用果树叶片雾滴沉积量检测系统可以更加快速、方便、实时地采集农药雾滴在叶面上的沉积量。

关键词：果树叶片无线网络雾滴沉积量植保无人机

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奶牛隐性乳房炎便携式计算机视觉快速检测系统设计与试验

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农业工程学报 2017年第S1期33卷 63-69页

作者：蔡一欣马丽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 农业部农业信息获取技术重点实验室北京100083 河北农业大学信息科学与技术学院保定071001

为解决奶牛隐性乳房炎难以防治的问题,构建了一种基于计算机视觉技术的快速检测系统。通过电脑与USB摄像头采集牛奶p H测试纸图像,提出了一种融合颜色特征与形态学处理的分割方法,分割化学反应区并获取RGB值,使用Foss5000牛乳体细胞分... 详细信息

为解决奶牛隐性乳房炎难以防治的问题,构建了一种基于计算机视觉技术的快速检测系统。通过电脑与USB摄像头采集牛奶p H测试纸图像,提出了一种融合颜色特征与形态学处理的分割方法,分割化学反应区并获取RGB值,使用Foss5000牛乳体细胞分析仪得到牛奶体细胞实测值,采取幂回归法建立RGB值与牛奶体细胞数的预测模型,并基于Android技术开发了便携式移动终端设备。牛场实测20组数据试验结果显示,牛奶体细胞数估测值与实测值相关系数为0.970,估测平均相对误差为3.67%,标准差为1.88%。系统估测牛奶体细胞数较为准确,可用于奶牛隐性乳房炎快速检测。

关键词：机器视觉图像处理模型奶牛乳房炎

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基于灰度关联-极限学习机的土壤全氮预测

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农业机械学报 2017年第S1期48卷 271-276页

作者：周鹏杨玮李民赞郑立华陈玉青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

为了克服近红外光谱的多重共线性、吸光度非线性等特点给土壤全氮含量预测带来的影响,引入灰度关联-极限学习机方法选择出具有较好预测能力的波长组合,以建立高精度土壤全氮含量预测模型。首先利用一阶微分光谱得到反映土壤全氮含量的... 详细信息

为了克服近红外光谱的多重共线性、吸光度非线性等特点给土壤全氮含量预测带来的影响,引入灰度关联-极限学习机方法选择出具有较好预测能力的波长组合,以建立高精度土壤全氮含量预测模型。首先利用一阶微分光谱得到反映土壤全氮含量的敏感谱区,再利用灰度关联法得到土壤全氮含量的敏感波长,分别为1 007、1 128、1 360、1 596、1 696、1 836、2 149、2 262 nm。最后采用极限学习机,将上述敏感波长作为输入,建立了土壤全氮预测模型。作为对照,同时采用传统相关分析方法选择了敏感波长并建立了回归模型。2种建模结果表明,灰度关联-极限学习机建立的土壤全氮预测模型,其建模决定系数R_c^2为0.913 4,预测决定系数R_v^2为0.878 7,建模精度和预测精度都比传统建模方法高。特别在预测低氮含量土壤时,灰度关联-极限学习机方法优势更明显。

关键词：近红外光谱波长选择灰度关联土壤全氮极限学习机

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基于Android手机平台的冬小麦叶面积指数快速测量系统

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农业机械学报 2017年第S1期48卷 123-128页

作者：陈玉青杨玮李民赞孙红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

叶面积指数(Leaf area index,LAI)是衡量作物生长状况的重要参数,也是科学确定无人机喷药量的主要指标。为了建立一套作物叶面积指数实时测量方法,基于Android手机平台开发了一种冬小麦叶面积指数快速测量系统。在大田条件下选取长势均... 详细信息

叶面积指数(Leaf area index,LAI)是衡量作物生长状况的重要参数,也是科学确定无人机喷药量的主要指标。为了建立一套作物叶面积指数实时测量方法,基于Android手机平台开发了一种冬小麦叶面积指数快速测量系统。在大田条件下选取长势均匀的10个试验区域,在不同生长期采用Android手机平台和ADC多光谱相机分别获取小麦冠层图像,同时手工测量小麦实际叶面积,根据不同测量结果计算3种叶面积指数:将Android手机图像由RGB空间转换到HSV空间,在H-V双通道组合图像上进行图像分割后计算绿色叶片的面积I_(Area);由ADC多光谱相机自带软件获取的归一化植被指数(NDVI)和调节土壤植被指数(SAVI)数据反演的叶面积指数ALAI;实际手工测量的叶面积指数LAI。对以上3种叶面积指数的相关分析和建模分析结果表明,随着小麦不同生长期的变化,Android手机平台获取IArea与实际测量叶面积指数LAI的R^2大于0.84(P小于0.01),ADC获取的叶面积指数ALAI与实际测量叶面积指数LAI的R^2大于0.83。

关键词： Android 冬小麦叶面积指数图像处理 ADC

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基于HYDRUS-3D模型的微润灌溉土壤水分入渗模拟

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农业机械学报 2017年第S1期48卷 290-295页

作者：冀荣华刘秋霞陈振海郑立华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

掌握土壤水分入渗规律对于合理制定灌溉方案、设置灌溉参数和改进灌溉技术有重要意义。为探究微润灌溉条件下土壤水分入渗规律,利用HYDRUS-3D有限元模型对微润灌溉下土壤水分入渗进行了数值模拟,讨论了初始压力水头和土壤质地对土壤水... 详细信息

掌握土壤水分入渗规律对于合理制定灌溉方案、设置灌溉参数和改进灌溉技术有重要意义。为探究微润灌溉条件下土壤水分入渗规律,利用HYDRUS-3D有限元模型对微润灌溉下土壤水分入渗进行了数值模拟,讨论了初始压力水头和土壤质地对土壤水分入渗的影响。数值模拟结果显示:在土壤水分入渗的垂直剖面上湿润体以微润管为中心呈同心圆状向外扩散,扩散速率与初始压力水头呈正相关。模拟试验周期为36 h,分3个时间段进行土壤水分扩散速率的计算,0~5 h内土壤水分平均入渗速率为1.85 cm/h,6~15 h内的平均入渗速率为0.79 cm/h,16~36h内的平均水分入渗速率为0.59 cm/h。土壤含水率最大值出现在微润管周围,向外围呈减小趋势。相同时间内土壤湿润峰运移距离随初始压力水头的增大而增大,微润灌溉下水分入渗速率在3种质地的土壤(砂壤土、壤土、粘壤土)中依次增大,并测得在压力水头为-180 cm时整个模拟周期中3种质地土壤的平均水分扩散速率分别为:0.69、0.53、0.46 cm/h。研究表明,土壤含水率和水分扩散速率随压力水头的增大而增大,随土壤黏粒含量的增大而减小。

关键词：微润灌溉水分入渗 Hydrus-3D 数值模拟

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肉品品质变化的蒙特卡罗方法仿真

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食品安全质量检测学报 2018年第10期9卷 2433-2439页

作者：王建旭范利锋王忠义黄岚中国农业大学信息与电气工程学院北京100083 教育部现代精细农业系统集成研究重点实验室北京100083 农业部农业信息获取技术重点实验室北京100083

目的采用蒙特卡罗方法仿真研究检测间距对检测深度的影响以及光子在不同肉品组织中的迁移规律。方法使用Windows界面的蒙特卡罗仿真软件对肉品的不同品质、不同检测间距的光子迁移分布进行仿真。结果随着检测器与光源之间间距的增加,检... 详细信息

目的采用蒙特卡罗方法仿真研究检测间距对检测深度的影响以及光子在不同肉品组织中的迁移规律。方法使用Windows界面的蒙特卡罗仿真软件对肉品的不同品质、不同检测间距的光子迁移分布进行仿真。结果随着检测器与光源之间间距的增加,检测深度逐渐增加;对于不同新鲜度的样品,散射系数在0.4~1.5 mm^(-1)范围内,随着散射系数的增大,光子在组织中的迁移路径长度逐渐减小,检测器可以捕获更多的光子包。结论对不同检测间距下检测深度的蒙特卡罗仿真实验结果与实际测定结果基本相同,因此蒙特卡罗仿真可以为光学在肉品无损检测方案的研究提供有效理论支撑。

关键词：蒙特卡罗仿真生物组织光子迁移品质变化无损检测

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基于GNSS的农田平整定位精度优化与试验

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农业机械学报 2017年第S1期48卷 40-44页

作者：夏友祥刘刚康熙景云鹏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

基于全球卫星导航系统(Global navigation satellite system,GNSS)农田平整作业中,GNSS定位数据不仅是地形测量和基准面设计的基础,而且在平地作业中实时影响农田平整的精度。针对当前GNSS定位数据误差分析较少,提出一种基于联合滤波算... 详细信息

基于全球卫星导航系统(Global navigation satellite system,GNSS)农田平整作业中,GNSS定位数据不仅是地形测量和基准面设计的基础,而且在平地作业中实时影响农田平整的精度。针对当前GNSS定位数据误差分析较少,提出一种基于联合滤波算法的GNSS定位数据分析处理方法。分析平地作业过程中GNSS定位数据的误差源,结合多路径效应和随机噪声,提出因地形起伏引起的振动误差校正方法,利用卡尔曼、小波变换联合滤波算法,校正数据误差提高定位精度,农田定位对比试验分析表明,高程定位精度明显提高,平地工作中,GNSS定位实际高度波动范围缩小20%,能够更好的指导农田平整工作。

关键词：农田平整全球卫星导航系统误差分析卡尔曼滤波小波变换

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