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无人机在农作物检测领域应用现状及展望 被引量:4
1
作者 符昌昊 高荧荧 许秀英 《现代化农业》 2025年第1期88-90,共3页
无人机在农作物检测中具有重要的意义和价值,对农业现代化起着重大的推动作用。该研究详细介绍了无人机在农作物检测应用现状,无人机通过提高农业生产效率和管理水平,实现农田监测和评估精细化,降低劳动强度和风险,促进农业可持续发展... 无人机在农作物检测中具有重要的意义和价值,对农业现代化起着重大的推动作用。该研究详细介绍了无人机在农作物检测应用现状,无人机通过提高农业生产效率和管理水平,实现农田监测和评估精细化,降低劳动强度和风险,促进农业可持续发展。随着技术的发展和进步,无人机在现代农业中的应用前景十分开阔,将继续推动农业的现代化和可持续发展。 展开更多
关键词 无人机 作物检测 农业现代化
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基于轻量化Transformer的农作物检测机器人路径规划 被引量:7
2
作者 李娟 金志雄 《中国农机化学报》 北大核心 2024年第9期227-233,共7页
为解决农作物检测机器人路径规划算法在复杂农田环境下精度低、速度慢等问题,设计轻量化Transformer模型,将其用于农作物检测机器人的路径规划任务中。采用余弦函数替代softmax计算,使得查询、键、值向量的计算可拆分,时间复杂度由原来... 为解决农作物检测机器人路径规划算法在复杂农田环境下精度低、速度慢等问题,设计轻量化Transformer模型,将其用于农作物检测机器人的路径规划任务中。采用余弦函数替代softmax计算,使得查询、键、值向量的计算可拆分,时间复杂度由原来的O(N2)降低到O(N)。通过四种不同聚合方式处理特征向量,确定节点权重分配。试验结果表明,基于轻量化Transformer的农作物检测机器人路径规划方法能够显著提高农作物检测机器人的效率和准确性。相比传统的规则化路径规划算法,将100规模农作物检测机器人的路径长度缩短5.91%;相比Transformer模型,推理时间缩短50%,训练时间缩短75%,为农作物检测机器人的路径规划提供一种新颖且有效的解决方案。 展开更多
关键词 作物检测机器人 轻量化Transformer 强化学习 多智能体 路径规划
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基于深度学习的农作物检测识别研究现状及展望 被引量:8
3
作者 陈自宏 邓干然 +3 位作者 崔振德 何冯光 李国杰 王翔 《现代农业装备》 2022年第2期2-7,共6页
深度学习是利用神经网络分析样本数据的内在特征和表达层次,学习具有多个抽象层次的数据表示的机器学习技术。本文概述了近年来深度学习技术在水果识别、农作物病害识别、农作物虫害识别、田间杂草识别、目标农作物定位等农作物检测识... 深度学习是利用神经网络分析样本数据的内在特征和表达层次,学习具有多个抽象层次的数据表示的机器学习技术。本文概述了近年来深度学习技术在水果识别、农作物病害识别、农作物虫害识别、田间杂草识别、目标农作物定位等农作物检测识别领域内的研究进展,分析了目前深度学习技术存在的理论、建模、环境、成本及应用问题,提出了算法优化、应用多维化、处理效率与计算能力提升的发展趋势。 展开更多
关键词 深度学习 作物检测 展望
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基于类激活映射的可解释性方法在农作物检测识别中的发展现状与趋势 被引量:2
4
作者 郭文娟 冯全 《智能化农业装备学报(中英文)》 2023年第4期41-48,共8页
深度学习模型被广泛应用于农作物检测和识别领域,其优势在于通过构建不同的功能感知层而优化模型,能够自动提取输入数据的特征,实现端到端地学习。但是该模型中未知的数据处理过程导致模型缺乏可解释性,成为阻碍深度学习应用的主要因素... 深度学习模型被广泛应用于农作物检测和识别领域,其优势在于通过构建不同的功能感知层而优化模型,能够自动提取输入数据的特征,实现端到端地学习。但是该模型中未知的数据处理过程导致模型缺乏可解释性,成为阻碍深度学习应用的主要因素。为克服深度学习模型可解释性不足的缺陷,研究者提出了基于类激活映射的可解释性方法。概述了类激活映射算法Grad-CAM在农作物病害分类和检测、农作物虫害检测识别、农作物品种分类、目标农作物检测以及其他应用上的研究进展,说明了类激活映射算法具有能够可视化任意结构卷积神经网络的优点,分析了类激活映射算法存在解释精细度不高、梯度不稳定、缺乏评估标准以及应用背景单一的不足,提出了构建既具有高准确率又具有可解释性的模型、构建新型解释算法、建立可解释性算法统一的评估标准和保证可解释性算法正确性的发展趋势。 展开更多
关键词 深度学习 卷积神经网络 可解释性 作物检测识别 类激活映射算法 Grad-CAM
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基于机器学习的农作物害虫检测研究进展 被引量:1
5
作者 梁承程 朱立学 +2 位作者 张世昂 陈家政 侯超钧 《农业工程》 2025年第1期25-32,共8页
农作物害虫对我国粮食安全构成了严重威胁,农作物害虫防治是确保粮食安全的关键环节,基于机器学习的农作物害虫检测是其防治的重要方法。首先概述了现有公开农作物害虫数据集的特点,深入探讨了K-means算法、支持向量机(SVM)和反向传播(... 农作物害虫对我国粮食安全构成了严重威胁,农作物害虫防治是确保粮食安全的关键环节,基于机器学习的农作物害虫检测是其防治的重要方法。首先概述了现有公开农作物害虫数据集的特点,深入探讨了K-means算法、支持向量机(SVM)和反向传播(BP)神经网络等传统机器学习技术在农作物害虫检测中的应用,这些方法在特征提取和检测精度上易受图像噪声的干扰,较难检测复杂图像中的农作物害虫类别。再进一步介绍了FasterRCNN、SSD、YOLO等深度学习技术在农作物害虫检测中的应用,这些方法具有更强的特征提取能力,能够以更高的精确度和速度检测出复杂农作物害虫图像中的农作物害虫目标。目前,基于深度学习的农作物害虫检测模型仍需在小目标识别、实时处理能力、密集农作物害虫分布及复杂背景中的检测等方面进行深入研究和优化,以期为实现农作物害虫的智能化防控提供更为坚实的技术支撑。 展开更多
关键词 作物害虫检测 机器学习 深度学习
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一种对作物Mg^(2+)活体检测的全固态微针型传感器制备及应用
6
作者 王志豪 樊成孝 +2 位作者 王焯 黄岚 王忠义 《农业工程学报》 北大核心 2025年第9期29-36,共8页
镁元素对作物的生长发育至关重要,通过监测作物体内镁离子的浓度变化,即可监测作物的生长状态。为实现作物茎杆Mg^(2+)快速准确原位活体检测,研制了一款微针型全固态离子选择性电极(all-solid-state ion-selective electrodes,ASS-ISEs... 镁元素对作物的生长发育至关重要,通过监测作物体内镁离子的浓度变化,即可监测作物的生长状态。为实现作物茎杆Mg^(2+)快速准确原位活体检测,研制了一款微针型全固态离子选择性电极(all-solid-state ion-selective electrodes,ASS-ISEs)。该传感器以不锈钢微针为导电基底材料,在其尖端构建石墨烯-聚(3,4-乙烯二氧噻吩)/聚(苯乙烯磺酸盐)(PEDOT)固态转接层,并在固态转接层表面涂附离子选择性敏感膜(ion selective membrane,ISM)。首先,对传感器进行电位校准;然后,通过扫描电子显微镜(scanning electron microscopy,SEM)测试、水层测试、电化学阻抗谱(electrochemical impedance spectroscopy,EIS)测试等传感器性能表征方法,对针-石墨烯-PEDOT-ISM型和针-ISM型两种传感器进行对比测试;最后,将传感器应用于小麦苗茎秆Mg^(2+)原位活体检测,并设置对照试验。结果表明,传感器响应时间为7.0 s,检测限低至1.0×10^(-7) mol/L、能斯特斜率为27.04 mV/dec,寿命可达30 d以上;两种传感器的水层测试及EIS测试结果表明,石墨烯-PEDOT固态转接层结构,可以显著增加离子选择性薄膜和不锈钢基底之间的低频电容,有效抑制水层的形成,降低传感器表面的电荷转移电阻,减少信号漂移,提高响应电位的稳定性。小麦苗茎杆Mg^(2+)原位活体检测结果及纯琼脂和去离子水对照试验结果表明,该传感器可以有效检测其茎杆中Mg^(2+)浓度变化,变化范围为10^(-3.42)~10^(-3.03) mol/L,检测结果可靠。综上所述,该传感器检测限低、电位响应稳定,可用于作物茎秆Mg^(2+)浓度变化原位活体检测,应用前景广泛。 展开更多
关键词 传感器 作物Mg^(2+)检测 石墨烯 电位校准
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基于改进YOLO v8的玉米大豆间套复种作物行导航线提取方法
7
作者 朱惠斌 李仕 +3 位作者 白丽珍 王明鹏 贾宇轩 兰冀贤 《农业机械学报》 北大核心 2025年第6期205-217,共13页
针对玉米大豆间套复种场景下导航线提取算法在复杂农田环境中精度低和适应性差等问题,提出一种基于改进YOLO v8的作物行间导航线提取方法,以提升自主移动底盘在田间作业中的导航精度。针对玉米大豆作物行间专项分割任务,以YOLO v8为基... 针对玉米大豆间套复种场景下导航线提取算法在复杂农田环境中精度低和适应性差等问题,提出一种基于改进YOLO v8的作物行间导航线提取方法,以提升自主移动底盘在田间作业中的导航精度。针对玉米大豆作物行间专项分割任务,以YOLO v8为基础融合StarNet网络,并优化检测头构建了StarNet-YOLO主干网络。通过自主设计的ASPPFE模块、深度可分离卷积和CSE结构等策略优化,同时利用LAMP剪枝算法对其轻量化。此外,引入Douglas-Peucker算法获取逼近作物行间轮廓,并提出评分机制确定轮廓的起始线段和终点线段中点,进而实现作物行导航线的精确拟合。消融试验结果表明,ASPPFE的mAP50seg(交并比为0.5时实例分割的平均精度均值)达到99.5%,其mAP50-95seg(交并比为0.5~0.95时实例分割的平均精度均值)比SPPELAN、SPPF和ASPPF分别提升1.0、1.0、0.4个百分点。经剪枝率25%优化后的StarNet-YOLO网络,mAP50-95seg仅降低0.02个百分点,而推理速度从390 f/s提升至563 f/s,浮点运算量从7.2×10^(9)降至4.7×10^(9)。在同一数据集下对YOLO v5、YOLO v7、YOLO v8和改进YOLO v8进行对比发现,StarNet-YOLO网络mAP50-95seg比其他3种算法分别提升5.5、4.8、2.8个百分点。作物行间导航线拟合验证结果表明,平均角度误差和距离误差分别为2.01°和23.17像素。在复杂农田环境下本文导航线提取算法表现出优异性能,实现检测速度与精度平衡,为玉米大豆等农作物田间作业自主机器人视觉导航提供了新的技术思路。 展开更多
关键词 玉米大豆间套复种 作物行间检测 导航线提取 改进YOLO v8 多尺度融合
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基于卷积神经网络的农作物病虫害检测研究进展 被引量:2
8
作者 蔡国庆 吴建军 +3 位作者 祝玉华 甄彤 李智慧 连一萌 《山东农业科学》 北大核心 2024年第11期170-180,共11页
农作物病虫害是全球农业生产的严重威胁之一,易造成巨大的经济损失。引入机器视觉和机器学习方法进行农作物病虫害检测,不仅可以提高病虫害检测的效率,而且有助于及时采取防治措施,降低损失。卷积神经网络(CNN)作为深度学习的代表技术之... 农作物病虫害是全球农业生产的严重威胁之一,易造成巨大的经济损失。引入机器视觉和机器学习方法进行农作物病虫害检测,不仅可以提高病虫害检测的效率,而且有助于及时采取防治措施,降低损失。卷积神经网络(CNN)作为深度学习的代表技术之一,在计算机视觉领域的图像识别、物体识别等方面应用广泛,在农作物病虫害检测方面也取得了一些成果。本文概述了基于CNN检测农作物病虫害的技术要点、发展历程,综述了该技术的主要研究方向与进展,总结了目前研究中存在的主要问题并提出相应的解决策略,旨在为CNN在农业上的应用提供理论依据,并为农业生产管理的智能化提供技术支撑。 展开更多
关键词 作物病虫害检测 卷积神经网络 深度学习 计算机视觉
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农作物种子质量检测实验室管理中“6S”管理模式的应用策略 被引量:2
9
作者 赵存仙 《数字农业与智能农机》 2024年第5期86-88,共3页
介绍引出了农作物种子质量检测实验室管理的标准;其次,阐述了“6S”管理模式的内涵和特点;接着,重点探讨了“6S”管理模式在农作物种子质量检测实验室管理中的应用方法和实施步骤;最后,分析了“6S”管理模式在农作物种子质量检测实验室... 介绍引出了农作物种子质量检测实验室管理的标准;其次,阐述了“6S”管理模式的内涵和特点;接着,重点探讨了“6S”管理模式在农作物种子质量检测实验室管理中的应用方法和实施步骤;最后,分析了“6S”管理模式在农作物种子质量检测实验室管理中的应用注意事项。结果表明,“6S”管理模式能够提高实验室管理水平和工作效率,降低安全风险,提高人员素质,同时也在提升实验室的形象塑造和人员培训等方面具有重要意义。因此,建议在农作物种子质量检测实验室中推广和应用“6S”管理模式,实现科学化、合理化的管理方式,推动农业科技领域的发展。 展开更多
关键词 作物种子质量检测 实验室管理 “6S”管理模式
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基于特征重组网络的小样本农作物病害叶片检测
10
作者 党婉誉 周烨炆 徐斌腾 《江苏农业科学》 北大核心 2024年第20期236-243,共8页
针对现有作物病害叶片检测模型的性能过度依赖大量带标注数据集以及预训练模型的泛化性不强等问题,提出一种基于特征重组网络的小样本农作物病害叶片检测方法。首先,采用支持分支和查询分支的双分支网络结构,将支持图像和查询图像映射... 针对现有作物病害叶片检测模型的性能过度依赖大量带标注数据集以及预训练模型的泛化性不强等问题,提出一种基于特征重组网络的小样本农作物病害叶片检测方法。首先,采用支持分支和查询分支的双分支网络结构,将支持图像和查询图像映射到深度特征空间,并在支持分支中采用特征增强网络缓解映射特征与原始标注不对齐的问题。其次,借助全局平均池化策略生成初始原型,利用该原型反向指导原始支持图像中病害叶片的识别,并根据初始识别结果对原型进行优化。再次,通过比对识别区域与原始标注之间的特征差异,构造辅助原型与主域原型。最后,融合原始原型、辅助原型和主域原型,构造多原型集,并利用度量方法计算原型集与查询特征间的关联,根据关联值给出预测标签。在自建的橘子、番茄和苹果等病害叶片数据集上进行测试,所提出方法分别获得了97.18%的精准率、97.31%的召回率、96.90%的F 1分数和84.71%的FB-IoU,优于主流的目标检测方法。 展开更多
关键词 作物病害叶片检测 特征重组 全局平均池化 特征增强 原型集
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基于光饱和影响校正的作物叶绿素分布光谱成像检测 被引量:3
11
作者 孙红 邢子正 +4 位作者 乔浪 龙耀威 高德华 李民赞 Qin Zhang 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期3897-3903,共7页
叶绿素含量是作物光合能力与营养评价的重要指标,因此快速检测作物叶绿素含量与分布可为作物营养动态分析与长势评估提供支持。基于RGB(Red,Green,Blue)和NIR(Near Infrared)多光谱图像的获取,开展玉米作物营养状态分布光谱学成像检测... 叶绿素含量是作物光合能力与营养评价的重要指标,因此快速检测作物叶绿素含量与分布可为作物营养动态分析与长势评估提供支持。基于RGB(Red,Green,Blue)和NIR(Near Infrared)多光谱图像的获取,开展玉米作物营养状态分布光谱学成像检测。构建了多光谱图像采集平台获取RGB和NIR图像,研究了基于光饱和校正算法的RGB图像的光饱和校正与NIR图像去噪方法,通过图像的匹配分割,冠层的提取校正,建立了基于冠层图像的作物SPAD值检测模型与分布成图。采集15株玉米植株RGB-NIR图像,并同步获取不同植株,不同位置共68个叶绿素含量指标SPAD值。首先对RGB图像进行光饱和校正,再对NIR图像进行滤波和图像增强,其次对RGB和NIR图像进行了SURF(speeded-up robust features)和RANSAC(random sample consensus)图像匹配,利用RGB图像的颜色特征,采用ExG(Extra Green)和OTSU算法生成分割掩模,对RGB图像和NIR图像进行分割提取,提取图像的R,G,B和NIR分量,利用4阶灰度板进行反射率校正,然后计算作物图像中像素级P SPAD值,并建立图像P SPAD值与叶绿素仪SPAD值的拟合模型,最后绘制作物SPAD分布图。通过HSI(Hue,Saturation,Intensity)彩色模型中的I分量直方图对比去饱和前后光分布范围,以作物SPAD值分布图验证光饱和校正算法对作物叶绿素含量分布检测提升的效果。RGB图像光饱和校正前I分量集中在[140~180]之间,光饱和校正后的RGB图像I分量集中在[85~130]之间,校正了相机成像时产生模糊和RGB图像饱和。对分割后的RGB图像和NIR图像提取R,G,B,NIR分量进行4阶灰度板校正,相关系数分别为0.829,0.828,0.745和0.994,进而生成R,G,B和NIR四波段的反射率伪彩色图像,反射率R NIR>R G>R R>R B。体现了作物的在蓝光和红光区域吸收光,在绿光区域和近红外区域反射光的光谱特性。校正前后的R和NIR分量反射率计算图像P SPAD值拟合叶绿素含量指标SPAD值的模型结果显示,校正前R 2为0.3326,校正后R 2为0.6193,绘制作物的SPAD特征分布图,可为作物的营养动态快速分析与分布检测提供技术支持。 展开更多
关键词 光饱和校正 多光谱分析 作物检测 叶绿素分布 图像处理
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基于改进Hough变换的农田作物行快速检测算法 被引量:23
12
作者 赵瑞娇 李民赞 +1 位作者 张漫 刘刚 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第7期163-165,221,共4页
选取苗期农田作为研究对象,采集了包含行栽作物和土壤背景的农田图像,针对现有作物行定位方法易受外界干扰和处理速度较慢的不足,提出将投影法和直接Hough变换法相结合检测作物行的算法。采用2G-R-B法和OTSU法将图像二值化,通过快速中... 选取苗期农田作为研究对象,采集了包含行栽作物和土壤背景的农田图像,针对现有作物行定位方法易受外界干扰和处理速度较慢的不足,提出将投影法和直接Hough变换法相结合检测作物行的算法。采用2G-R-B法和OTSU法将图像二值化,通过快速中值滤波算法去除噪声,再利用垂直直方图投影将图像进行水平条划分获取作物垄平均定位点,最后通过Hough变换检测垄定位点,得到作物行中心线。试验结果表明:基于垂直直方图投影的Hough变换检测作物行中心线的算法在保证高定位精度的同时,算法处理速度比直接Hough变换检测法提高了3倍,得到的定位基准线能代表作物行走向。 展开更多
关键词 作物检测 机器视觉 直方图投影 HOUGH变换
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基于图像特征点粒子群聚类算法的麦田作物行检测 被引量:37
13
作者 姜国权 杨小亚 +1 位作者 王志衡 刘红敏 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期165-170,共6页
为了快速准确地提取麦田作物行中心线,提出了基于图像特征点粒子群聚类算法的麦田作物行检测。首先,对自然光照下获取的彩色图像运用"过绿颜色因子图像灰度化"、"Otsu图像二值化"、"左右边缘中间线检测提取作... 为了快速准确地提取麦田作物行中心线,提出了基于图像特征点粒子群聚类算法的麦田作物行检测。首先,对自然光照下获取的彩色图像运用"过绿颜色因子图像灰度化"、"Otsu图像二值化"、"左右边缘中间线检测提取作物行特征点算法"3步对图像进行预处理。然后,根据农田作物行中心线周围区域的特征点到该直线的距离均小于某一距离阈值的特征,运用粒子群优化算法对每一作物行的特征点分别进行聚类。最后,对每一类的特征点用最小二乘法进行直线拟合获取麦田作物行中心线。试验结果表明,该算法可以对作物断行、杂草、土块等复杂农田环境下的图像进行有效地作物行检测,识别率达95%,识别误差小于3°。与标准Hough算法相比,运行速率提升了一倍。该文可为实现农业机器人田间作业提供参考。 展开更多
关键词 图像处理 算法 聚类 作物检测 粒子群优化 最小二乘法
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农作物无损检测的机器视觉系统标定方法研究 被引量:3
14
作者 孙红 孙明 《农机化研究》 北大核心 2007年第2期61-66,共6页
基于机器视觉的无损检测是植物生长建模的关键技术之一,对图像采集系统进行标定是实现无损检测的基本步骤。目前,摄像机标定的方法有传统标定方法、主动视觉标定法、自标定方法等。为此,对现有标定方法分别进行了讨论与比较,结果表明,... 基于机器视觉的无损检测是植物生长建模的关键技术之一,对图像采集系统进行标定是实现无损检测的基本步骤。目前,摄像机标定的方法有传统标定方法、主动视觉标定法、自标定方法等。为此,对现有标定方法分别进行了讨论与比较,结果表明,传统线性标定法可以满足农作物无损检测的要求。 展开更多
关键词 农业工程 作物无损检测 理论研究 机器视觉 标定
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一种改进可形变FCN的农作物害虫检测方法 被引量:6
15
作者 徐聪 王旭启 刘裕 《江苏农业科学》 北大核心 2022年第9期211-219,共9页
田间农作物害虫种类繁多,不同的生长阶段形态和颜色各异,在自然环境下采集的图像背景复杂,角度和尺度变化多样,从而使传统的害虫检测方法准确率较低。提出一种改进可形变全卷积神经网络(deformable fully convolution network,DFCN)的... 田间农作物害虫种类繁多,不同的生长阶段形态和颜色各异,在自然环境下采集的图像背景复杂,角度和尺度变化多样,从而使传统的害虫检测方法准确率较低。提出一种改进可形变全卷积神经网络(deformable fully convolution network,DFCN)的农作物害虫检测方法,该方法由编码模块和解码模块组成。编码模块在VGG16中采用了可形变卷积,能适应不同形状、位置和尺寸等几何形变的害虫图像。为了更好地保留害虫图像的纹理特征和背景特征,在编码模块中应用了混合池化,加快了网络的训练速度,提高了害虫检测的准确率;解码模块对编码的下采样层进行反卷积操作,最后应用像素级分类器获得有效的检测图像。在扩展的害虫图像数据集上与DFCN方法的分割精确度和平均交并比分别为90.43%、78.16%,较语义分割方法SegNet分别提高了3.27、3.72,单幅图像的识别时间为0.36 s,比SegNet加快了0.16 s。结果表明DFCN方法在害虫图像检测方面具有较高的准确率,分割速度快,可为复杂背景下农作物害虫检测提供一定的理论参考。 展开更多
关键词 作物害虫检测 全卷积神经网络 可形变卷积 可形变全卷积神经网络
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光谱成像技术在作物病害检测中的应用进展与趋势 被引量:7
16
作者 白雪冰 余建树 +2 位作者 傅泽田 张领先 李鑫星 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期350-355,共6页
病害作为影响农作物生长的主要因素之一,平均每年造成农作物产量损失高达12%以上。病害不仅直接导致农作物产量减少,而且也严重降低了农产品的品质,甚至引发食品安全事故。光谱成像作为一种融合图像处理和光谱学的信息获取技术,能同时... 病害作为影响农作物生长的主要因素之一,平均每年造成农作物产量损失高达12%以上。病害不仅直接导致农作物产量减少,而且也严重降低了农产品的品质,甚至引发食品安全事故。光谱成像作为一种融合图像处理和光谱学的信息获取技术,能同时获取目标的图像信息和光谱信息,从而更直观表达目标的特征。光谱成像技术可以获得图像上每个点的光谱数据,从而实现对作物病害的颜色、形状和纹理特征及光谱特征的分析,具有快速、直观和无损等特点,近些年在作物病害检测领域的应用取得了较大研究进展。综述了近六年来国内外关于光谱成像技术在作物病害检测领域应用的相关文献,分析了光谱成像技术的优势和局限性,重点阐述了光谱成像作物病害检测中关键的第三个技术:(1)光谱图像分割技术,重点分析了四种常见分割算法的优点和适用范围;(2)光谱特征和空间特征提取技术,重点对比了空间特征、光谱特征和二者加权组合对病害信息表达的准确性;(3)检测模型,重点介绍了光谱植被指数和机器学习模型在作物病害检测中的稳定性和前景。最后,根据上述分析展望了光谱成像技术在作物病害检测领域中应用的研究趋势,为相关研究提供全面且系统的参考。 展开更多
关键词 光谱成像技术 作物病害检测 光谱特征分析 模式识别
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基于机器视觉的玉米苗期多条作物行线检测算法 被引量:31
17
作者 王侨 孟志军 +2 位作者 付卫强 刘卉 张振国 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期208-220,共13页
为满足玉米苗期中耕、追肥等田间管理环节的自主导航行走需求,研究了基于机器视觉的多条作物行线实时检测技术。首先,基于绿色分量增强法、分割阈值优化法和形态特征分析法,对图像分别进行灰度化、二值化和去噪等预处理,该预处理结果不... 为满足玉米苗期中耕、追肥等田间管理环节的自主导航行走需求,研究了基于机器视觉的多条作物行线实时检测技术。首先,基于绿色分量增强法、分割阈值优化法和形态特征分析法,对图像分别进行灰度化、二值化和去噪等预处理,该预处理结果不受自然光照变化、阴影、降水/积水、播种模式等影响,对细密状杂草干扰或植株冠层交叠条件下作物行间分界间隙的清理效果较好,对小尺寸噪声、行间零散分布的圆形叶片类杂草噪声以及呈横向生长状或聚集状的杂草噪声也有较好的清除效果。然后,将二值图像沿纵坐标均分为20个水平条,在各水平条内部建立目标区域的水平间距、水平跨度等特征参数,并跨水平条建立目标区域间的垂直间距、趋势角、覆盖宽度等特征参数,基于以上参数在行内和行间分布的差异性,完成各水平条中隶属于不同作物行的目标区域的定位分割和不同水平条中隶属于同一作物行的目标区域的聚类,其分割聚类效果良好。最后,基于离群特征点去除后的最小二乘法,进行线性拟合并获取作物行中心线,结果表明,整体检测准确率不低于91.2%,单帧图像处理时间不超过368 ms,说明采用本文方法可快速实现不同环境因素干扰下的多条作物行线的同步检测。 展开更多
关键词 苗期玉米 机器视觉 作物行线检测算法 农田环境感知 田间自主导航
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基于改进K均值特征点聚类算法的作物行检测 被引量:13
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作者 孟笑天 徐艳蕾 +2 位作者 王新东 何润 翟钰婷 《农机化研究》 北大核心 2020年第8期26-30,共5页
精准施药是现代精准农业发展不可或缺的一部分,而准确地提取作物行是进行精准施药的关键环节。为此,以苗期的玉米为研究对象,提出一种基于改进K均值特征点聚类算法的作物行检测方法。该方法根据距离函数最值关系求出最佳聚类数目,再依... 精准施药是现代精准农业发展不可或缺的一部分,而准确地提取作物行是进行精准施药的关键环节。为此,以苗期的玉米为研究对象,提出一种基于改进K均值特征点聚类算法的作物行检测方法。该方法根据距离函数最值关系求出最佳聚类数目,再依据点密度大小和邻域半径确定初始聚类中心,减少了迭代次数,提高了算法的执行效率和划分效果。首先,采用改进的超绿法(1.27G-R-B)进行灰度化和Otsu方法进行二值化,得到作物行的二值图像;然后,利用左右边缘中间线算法提取作物行特征点;最后,采用改进K均值算法和最小二乘法对作物行中心线特征点进行聚类和直线拟合。试验数据表明:提出的改进K均值特征点聚类算法识别效果好,精确度高,可为精准施药提供理论依据。 展开更多
关键词 作物检测 精准施药 改进K均值聚类 最小二乘法
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基于深度学习的农作物病害检测 被引量:23
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作者 魏超 范自柱 +1 位作者 张泓 王松 《江苏大学学报(自然科学版)》 EI CAS 北大核心 2019年第2期190-196,共7页
针对在大规模农业种植中传统人工农作物病虫害预防和治理上常存在的问题,应用深度学习算法来进行农作物病害的检测.对47 637张图片进行病害识别检测,数据包含10个物种(主要农作物有番茄、土豆、玉米等),27种病害,总共61个分类标签.采用... 针对在大规模农业种植中传统人工农作物病虫害预防和治理上常存在的问题,应用深度学习算法来进行农作物病害的检测.对47 637张图片进行病害识别检测,数据包含10个物种(主要农作物有番茄、土豆、玉米等),27种病害,总共61个分类标签.采用目前流行的深度网络结构如Vgg-16,ResNetV1-101和InceptionV4等6种模型对图像进行特征抽取.采用交叉熵和正则化项组成损失函数进行反向传播调整,对数据集进行4种不同情况的划分;并且使用了初始化和迁移训练两种训练方式,分别对6种网络架构在不同学习率下进行试验比较.结果表明:采用初始化训练对61类病害情况的最高识别准确率为84.6%;而在迁移训练中,使用合适的学习率训练,最高识别准确率达到86.1%;对3类疾病程度分类准确率为87.4%,对28种病害类型分类准确率为98.2%,对10类物种识别分类准确率为99.3%. 展开更多
关键词 作物病害检测 图像处理 深度学习 卷积神经网络 特征抽取
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基于多尺度注意力卷积网络的作物害虫检测 被引量:9
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作者 张善文 邵彧 +1 位作者 齐国红 许新华 《江苏农业学报》 CSCD 北大核心 2021年第3期579-588,共10页
田间作物害虫检测是精确防治虫害和减少农药使用量的前提。由于田间害虫种类多,同种害虫个体间差异大,田间同一只害虫的大小、颜色、姿态、位置和背景变化多样、无规律,而且田间背景复杂、对比度低,使得传统的作物害虫检测方法的性能不... 田间作物害虫检测是精确防治虫害和减少农药使用量的前提。由于田间害虫种类多,同种害虫个体间差异大,田间同一只害虫的大小、颜色、姿态、位置和背景变化多样、无规律,而且田间背景复杂、对比度低,使得传统的作物害虫检测方法的性能不高。现有的基于深度学习的作物害虫检测方法需要大量高质量的标注训练样本,而且训练时间长。在VGG16模型的基础上,本研究提出一种基于多尺度注意力卷积网络(Multi-scale convolutional network with attention,MSCNA)的作物害虫检测方法。在MSCNA中,多尺度结构和注意力模型用于提取多尺度害虫检测特征,增强对形态较小害虫的检测能力;在训练过程中引入二阶项残差模块,减少网络损失和加速网络训练。试验结果表明,该方法能较好地检测到农田中各种各样、大小不同的害虫,检测平均准确率为92.44%。说明该方法能够实现自然场景下作物害虫的精准检测,可应用于田间作物害虫自动检测。 展开更多
关键词 作物害虫检测 注意力机制 卷积神经网络 多尺度注意力卷积网络
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