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 35-39页

作者：张振乾刘仁杰张漫杨玮李寒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

作物产量的空间变异性反映了农田环境和管理等因素对产量的影响,获取准确的产量空间分布信息是实施资源按需最优化投入的前提。为了获取谷物产量空间信息,设计了基于移动终端的农田谷物产量空间分布信息实时监测平台,可实现对联合收获... 详细信息

作物产量的空间变异性反映了农田环境和管理等因素对产量的影响,获取准确的产量空间分布信息是实施资源按需最优化投入的前提。为了获取谷物产量空间信息,设计了基于移动终端的农田谷物产量空间分布信息实时监测平台,可实现对联合收获机实时位置、作业状况和产量数据的远程监测,进而对产量数据的空间分布状况进行分析。平台主要由数据接收及存储、数据传输、数据显示和数据分析4个模块构成。其中,数据接收及存储模块接收由收获机传来的位置、谷物流量、升运器转速、谷仓温湿度和割幅宽度等作业状况信息数据包,将数据解析并存入数据库。数据传输模块为移动终端提供Web service服务,提取数据库中相应数据供前端调用。数据显示模块在移动终端上实时显示联合收获机作业位置和作业状况等信息。数据分析模块通过调用Arc GIS Server GP服务,将谷物产量信息的空间分布进行插值分析,分析结果以产量空间分布图的形式显示。经过测试,该监测平台运行稳定,能够实时显示和分析农田谷物产量信息,为农田精细管理提供技术支持。

关键词：联合收获机产量远程监测产量空间分布图移动终端

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基于改进级联神经网络的大豆叶部病害诊断模型

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农业机械学报 2017年第1期48卷 163-168页

作者：马晓丹关海鸥祁广云刘刚谭峰黑龙江八一农垦大学信息技术学院大庆163319 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

针对大豆叶部病害性状特征与病种之间的模糊性和不确定性,将数字图像处理技术与神经网络智能推理技术相结合,充分挖掘大豆受病害胁迫后表现性状与病种之间的潜在规律,提出了基于改进级联神经网络的大豆病害诊断模型。首先利用自制载物... 详细信息

针对大豆叶部病害性状特征与病种之间的模糊性和不确定性,将数字图像处理技术与神经网络智能推理技术相结合,充分挖掘大豆受病害胁迫后表现性状与病种之间的潜在规律,提出了基于改进级联神经网络的大豆病害诊断模型。首先利用自制载物模板无损采集大田大豆叶部病害数字图像,计算病斑区域的形状特征、颜色特征及纹理特征14维度特征参数;为突显各方面特征对于不同病害种类决定作用的差异性,构建各子神经网络并联的第1级网络,第2级网络的输入为第1级网络的输出,利用多维特征各自优势来自动取得病种模式推理规则,建立了用于大豆叶部病害自动诊断的两级级联神经网络模型,仿真实验准确率为97.67%;同时应用量子遗传计算优化级联神经网络参数,平均迭代次数为743,平均网络误差为0.000 995 445,提高了学习效率,实现了大豆叶部病害的高效自动诊断和精确测报,为大田农作物全面系统地开展作物病害监测、智能施药及自动防治提供了理论依据。

关键词：大豆病害特征提取级联神经网络量子遗传算法诊断模型

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温室绿熟番茄机器视觉检测方法

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农业工程学报 2017年第S1期33卷 328-334,388页

作者：李寒张漫高宇李民赞季宇寒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 河北工业大学电子信息工程学院天津300401

针对基于可见光图像对绿色番茄进行识别过程中,光线不均造成的阴影等会影响果实的识别、枝干和叶片对果实的遮挡以及果实之间的遮挡对果实识别的影响等难题,该文对基于机器视觉的绿色番茄检测方法进行研究。首先通过快速归一化互相关函... 详细信息

针对基于可见光图像对绿色番茄进行识别过程中,光线不均造成的阴影等会影响果实的识别、枝干和叶片对果实的遮挡以及果实之间的遮挡对果实识别的影响等难题,该文对基于机器视觉的绿色番茄检测方法进行研究。首先通过快速归一化互相关函数(FNCC,fast normalized cross correlation)方法对果实的潜在区域进行检测,再通过基于直方图信息的区域分类器对果实潜在区域进行分类,判别该区域是否属于绿色果实,并对非果实区域进行滤除,估计果实区域的个数。与此同时,基于颜色分析对输入图像进行分割,并通过霍夫变换圆检测绿色果实的位置。最终对基于FNCC和霍夫变换圆检测方法的检测结果进行融合,实现对绿色番茄果实的检测。当绿色果实和红色果实同时存在时,将绿色果实检测结果与基于局部极大值法和随机圆环变换检测圆算法的红色番茄果实检测结果进行合并。算法通过有机结合纹理信息、颜色信息及番茄的形状信息,对绿色番茄果实进行了检测,解决了绿色番茄与叶子、茎秆等背景颜色接近等难题。文中共使用了70幅番茄图像,其中35幅图像作为训练集图像,35幅作为验证集图像。所提出算法对训练集图像中的83个果实的检测正确率为89.2%,对验证集图像中105个果实的检测正确率为86.7%,为番茄采摘机器人采摘红色和绿色成熟番茄奠定了基础。

关键词：机器视觉图像处理算法快速归一化互相关函数霍夫变换采摘机器人

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基于热红外与可见光图像的马铃薯水分胁迫监测

基于热红外与可见光图像的马铃薯水分胁迫监测

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2018中国作物学会学术年会

作者：高阳苗艳龙李寒张漫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中国农业大学农业部农业信息获取技术重点实验室

【研究背景】马铃薯是仅次于小麦,稻谷,玉米的世界第四大粮食作物,中国的马铃薯种植面积和产量均居世界第一。马铃薯种植多数采用喷灌的方式,该种方式对地下水消耗严重,且水分利用率低,灌溉不均匀。马铃薯生长对水分胁迫更为敏感,水分... 详细信息

【研究背景】马铃薯是仅次于小麦,稻谷,玉米的世界第四大粮食作物,中国的马铃薯种植面积和产量均居世界第一。马铃薯种植多数采用喷灌的方式,该种方式对地下水消耗严重,且水分利用率低,灌溉不均匀。马铃薯生长对水分胁迫更为敏感,水分亏缺对于马铃薯的结薯数,大小以及品质有很大影响。滴灌模式下马铃薯作物水分胁迫状态的及时与准确监测是提升马铃薯产量和品质,有效避免水资源浪费的有效途径。作物冠层温度具有检测作物水分胁迫状态,辅助精细灌溉决策制定的应用潜力,红外技术的问世使得非物理接触,快速在线的作物冠层温度连续监测成为了可能。热红外成像具有较高的空间分辨率,可以实现作物干旱情况的大面积、快速、在线,连续监测。【材料与方法】本文使用自主集成开发的热红外-可见光双通道相机采集马铃薯的两种图像,利用热红外和可见光图像对马铃薯水分测定的可行性,探究热红外与可见光图像自动快速匹配的算法,完成图像融合,以方便地获取植株温度,同时使用TRIME-PICO 64 TDR便携式土壤水分测量仪对作物根部土壤水分含量进行测定,再利用干湿参考面计算马铃薯植株的CWSI(Crop Water Stress Index),计算CWSI与土壤水分含量的相关性,进而对马铃薯作物进行水分胁迫诊断研究。【结果与分析】通过热红外-可见光双通道相机采集到的热红外图像能够实时获取马铃薯作物冠层的温度,计算后得到的CWSI与土壤水分具有较好的相关性,证明此方法能够快速准确地判断作物缺水情况并由此制定灌溉决策。【结论】本研究以培育的马铃薯植株为基础,通过红外与可见光图像双路视频监测模块获取其红外与可见光图像,并结合所探究出的红外与可见光的配准得到作物冠层温度及干、湿参考面温度。并与基于温度计算出的CWSI做出相关性分析,为快速、无损地进行灌溉决策的制定奠定基础。同时在实验中对几种常见干参考面进行了数据分析,分析了其合理性。

关键词：热红外图像可见光图像水分胁迫指数CWSI

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基于ZigBee与RFID的苹果果园信息采集系统:系统实现与验证

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农业科学 2018年第11期8卷 1328-1335页

作者：吕智超郑立华乔军中国农业大学网络技术中心北京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

本文开发了一个基于ZigBee与RFID的苹果果园信息采集系统。系统硬件部分由PDA、ZigBee协调器模块、RFID模块以及服务器等组成。系统软件部分包括一个运行于PDA端的嵌入式果园信息采集系统以及一个运行于服务器端的远程服务器端果园数据... 详细信息

本文开发了一个基于ZigBee与RFID的苹果果园信息采集系统。系统硬件部分由PDA、ZigBee协调器模块、RFID模块以及服务器等组成。系统软件部分包括一个运行于PDA端的嵌入式果园信息采集系统以及一个运行于服务器端的远程服务器端果园数据交换系统。试运行表明,系统工作稳定,运行可靠,可实现果园果树数据的采集与保存,为后续数据分析提供服务,在农业生产领域具有一定的使用和推广价值。

关键词：果园信息采集 PDA ZigBee RFID

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基于WSN与自制同化箱的单叶、群体光合速率分析研究

基于WSN与自制同化箱的单叶、群体光合速率分析研究

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2018中国作物学会学术年会

作者：殷鉴刘新英张漫李寒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中国农业大学农业部农业信息获取技术重点实验室

【研究背景】无线传感器网络（Wireless Sensor Network.,WSN）具有节点部署更密集,数据稳定性更高,功率转换更节能等优点,在农业领域中受到广泛应用。光合作用是植物生长代谢的基础,其优劣直接影响其果实的品质和质量,而群体光合不是... 详细信息

【研究背景】无线传感器网络（Wireless Sensor Network.,WSN）具有节点部署更密集,数据稳定性更高,功率转换更节能等优点,在农业领域中受到广泛应用。光合作用是植物生长代谢的基础,其优劣直接影响其果实的品质和质量,而群体光合不是单叶光合的简单叠加,单叶相比,植物的生产力与群体光合的关系更为密切,对农林生态相关研究具有重要意义。在群体光合测量方面,由于受到技术条件和研究方法的欠缺,开发的产品少且测量缓慢,精度不高,且采用肉眼人工读数方式记录数据,造成误差很大。在群体光合速率分析方面,只是单一比较了不同外界环境下的群体光合速率差异,并没有比较空气温湿度、光照和CO2浓度交互影响下的群体光合;在单叶光合与群体光合的差异方面也较少研究;【材料与方法】因此,本研究将无线传感器网络、同化箱和LI-6400XT相结合,开展日光温室番茄单叶,群体光合速率对比分析研究。在测量方面为获得更多的数据,选取易于改变测量环境的半封闭式同化箱测量方法,采用侧面开口,同时内部放置无线传感器网络节点,测量同化箱内的气体温湿度、土壤温湿度、CO浓度、光强。将同化箱与LI-6400XT相结合,控制整个测量系统的循环流速以及获取整株番茄CO同化量。为获取整株番茄叶面积,采用网格与像素转换法,编程平台采用MATLAB。最后,将获取的数据代入半封闭式动态气室法计算公式,得到群体光合速率。为比较单叶、群体在日动态上的差别,同时采用LI-6400XT测量单叶光合速率;【结果与分析】由于群体光合测量过程繁琐,耗费时间长,精度不高,因此,本研究将温室环境因子与单叶光合速率相结合,建立了群体光合速率预测模型。在日动态上,群体光合午休现象持续时间更长,下降幅度更大,因此在高温条件下,群体光合比单叶受到的影响更为严重。设计的群体光合速率测量系统气密性良好,通入2190μmol/mol的CO时,CO的浓度变化小于1μmol/mol。利用设计的系统得到了夏季群体光合速率,整套系统结构紧凑,易于操作,适合于长时间测量;测定方法合理、简单,适于植物群体光合速率的研究;【结论】数据分析结果表明,利用WSN测得的环境因子信息加单叶光合速率建立的群体光合速率预测模型相关系数为0.9196,表明此模型预测精度较高,能为群体光合研究提供理论指导。

关键词： WSN 群体光合速率单叶净光合速率同化箱

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基于日志处理的植保作业推荐算法研究

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农业科学 2018年第11期8卷 1343-1352页

作者：吕智超郑立华杨泽杨玮李民赞中国农业大学网络技术中心北京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

本文提出了一种基于日志处理的植保作业推荐方法,利用Storm框架技术搭建了一个日志实时分析计算系统,设计并开发了混合用户特征和协同过滤的植保作业推荐算法与基于内容过滤的植保作业推荐算法。混合用户特征和协同过滤的植保作业推荐... 详细信息

本文提出了一种基于日志处理的植保作业推荐方法,利用Storm框架技术搭建了一个日志实时分析计算系统,设计并开发了混合用户特征和协同过滤的植保作业推荐算法与基于内容过滤的植保作业推荐算法。混合用户特征和协同过滤的植保作业推荐算法首先计算与目标用户最相似的邻居用户,按其作业加权评分结果获取适宜的植保作业推荐给无人机用户;基于内容过滤的植保作业推荐算法基于用户的搜索与查看记录,为用户推荐可能感兴趣的植保作业。系统测试与分析表明,基于日志处理的植保作业推荐算法能够按设定规则为用户推荐植保作业,提高了系统的智能性、便捷性和可用性。

关键词：植保无人机日志处理 Storm 协同过滤推荐算法

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基于车载三维激光雷达的玉米点云滤波研究

基于车载三维激光雷达的玉米点云滤波研究

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2018中国作物学会学术年会

作者：苗艳龙仇瑞承高阳张漫李寒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中国农业大学农业部农业信息获取技术重点实验室

【研究背景】作物表型是作物表型是特定的基因在一定环境条件下的外在表现,是内在基因和外部环境共同作用的结果。作物表型与基因信息之间的关系是作物育种的重要研究问题。尤其是现代作物基因技术飞速发展,传统的作物表型测量技术已经... 详细信息

【研究背景】作物表型是作物表型是特定的基因在一定环境条件下的外在表现,是内在基因和外部环境共同作用的结果。作物表型与基因信息之间的关系是作物育种的重要研究问题。尤其是现代作物基因技术飞速发展,传统的作物表型测量技术已经严重制约了育种技术的发展。因此使用激光雷达、深度相机和立体相机等传感器测量作物表型参数研究得到高度重视。数字植物可以实现农业生产的数字化和信息化,在株型设计和种植规划等方面具有广泛的应用前景。【材料与方法】车载多层三维激光雷达可以避免光照的影响,获得作物的结构细节,同时设备价格适中。以大喇叭口时期的玉米为研究对象,使用车载16层三维激光雷达采集三维点云数据,并对点云数据进行滤波算法的研究。VLP-16三维激光雷达安装在车载测量平台顶端。垂直采集玉米三维点云数据,其与玉米冠层顶端的距离约为60cm使用VeloView软件采集三维点云数据,存储为.pcap格式,将数据转化为.pcd格式数据,使用直通滤波方法去除非试验行玉米植株和地面的点云数据。【结果与分析】在对三维点云数据进行预处理的基础上,针对不同的离群点,提出一种基于统计分析去除离群点的三维点云数据的二次滤波算法。对非冠层残缺的叶片点云和冠层叶片边缘的噪声进行分布去除。第一次滤波去除非冠层残缺的叶片点云数据,非冠层残缺叶片点云数据点数较多,统计分析去除离群点算法中的参数搜索临近点的个数k取值范围应该设置大一些,实验中k的取值范围为50-500,间隔为50;参数α的取值范围设置为0.1-2,间隔为0.1;经过对比滤波效果发现k为200,α为0.8,能在较短的时间内,取得良好的滤波效果,去除离群点的正确率为92%。第二次滤波去除叶片边缘噪声,叶片边缘噪声是设备在采集对象边缘出现的几个测量错误的几个点,因此,设置参数搜索临近点的个数k取值范围为1-25,间隔为5;参数α的取值范围设置为0.1-2,经过对比滤波效果发现,k为5,α为0.8,可以在短时间内,去除掉叶片边缘噪声,去除离群点的正确率为90%。【结论】结果表明,所提方法能够使用一种算法通过设置不同的参数,方便快速的去除不同的离群点,同时保存完整的玉米植株的三维点云数据,为后续处理提供支持。

关键词：玉米三维点云车载激光雷达滤波

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施肥胁迫对温室番茄不同生长期表型数据的影响

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农业机械学报 2017年第S1期48卷 321-326页

作者：王丽燕朱梦婷李莉王海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 农业部农业物联网重点实验室陕西杨凌712100

为了研究不同水肥策略对温室番茄长势的影响,试验选择常见的适合温室种植的小番茄(彩玉)为研究对象,以不同配比的水溶性肥,设置了4种施水肥水平。试验过程中,分别采集4种水肥条件下的番茄株高、株径、茎节数、花序数和果实参数等表型数... 详细信息

为了研究不同水肥策略对温室番茄长势的影响,试验选择常见的适合温室种植的小番茄(彩玉)为研究对象,以不同配比的水溶性肥,设置了4种施水肥水平。试验过程中,分别采集4种水肥条件下的番茄株高、株径、茎节数、花序数和果实参数等表型数据。采用ANOVA单因素分析方法,对试验数据进行对比分析。不同配比水肥对番茄长势存在显著差异。其中,高施肥水平(Ⅳ)能够得到最佳产量。而中等水肥(Ⅲ)长势最佳,具有最大单果质量,且与不施肥和较少量施肥相比,其长势和果实产量优势明显,经济效益显著。对果实数、株高、茎节数、花序数和产量进行多因素回归分析,决定系数R2为0.965,其差异显著性顺序依次为果实数、株高、茎节数和花序数。试验结果表明,中等水肥配比下,表型数据的自动采集和分析能够对温室番茄水肥一体化设备灌溉策略的制定提供参考。

关键词：温室番茄施肥水平长势作物表型

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基于剪切波变换和无人机麦田图像的区域杂草识别方法

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农业工程学报 2017年第S1期33卷 99-106页

作者：王海华朱梦婷李莉王丽燕赵海英梅树立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 中国农业大学信息与电气工程学院北京100083 北京邮电大学世纪学院移动媒体与文化计算北京市重点实验室北京102613

区域杂草的识别有利于植保作业中的除草剂精准喷施。现有图像处理技术主要针对行间和株间杂草,而传统的图像采集与分析设备对苗期麦田杂草的识别存在一定局限性,难以满足非人工的区域性喷洒农药等作业需求。由于麦田区域中的麦苗和杂草... 详细信息

区域杂草的识别有利于植保作业中的除草剂精准喷施。现有图像处理技术主要针对行间和株间杂草,而传统的图像采集与分析设备对苗期麦田杂草的识别存在一定局限性,难以满足非人工的区域性喷洒农药等作业需求。由于麦田区域中的麦苗和杂草具有形态和颜色区分度差的特点,传统的图像识别方法难以有效识别。针对此问题,该文提出利用剪切波变换对无人机麦田区域图像中杂草进行识别。该方法利用其自身的方向敏感性以及在纹理识别中的方向无关性,根据麦田区域图像在杂草较多的部分叶片纹理杂乱,反之则纹理相对规则的特点,处理得到不同尺度和不同方向下小麦与杂草的剪切波系数。然后针对小麦和杂草剪切波系数的不同特征,对剪切波系数矩阵进行归一化处理,同时对其均值和方差进行了统计分析,得到麦苗和杂草剪切波系数图中竖直锥第二尺度所有系数均值的区分值约为0.07,第二尺度各个方向的均方差均值的区分值约为0.08。通过对含杂草麦苗区域图像以及麦苗区域图像的验证,准确率为69.2%,效果优于传统的灰度共生矩阵方法。此外,该文对无人机拍摄区域图采用分块的方法,实现了对非麦苗区域的有效标识。由此可见,剪切波变换方法能够为基于低空植保无人机喷洒农药中的区域杂草识别提供参考。

关键词：无人机图像识别农作物区域图像麦苗杂草识别剪切波变换灰度共生矩阵

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