基于内外共生理论的农业精准信息服务框架构建研究 被引量：3

1

作者 任妮 罗瑞 +1 位作者 花梦婷 戴红君 《江苏农业科学》 北大核心 2023年第7期174-181,共8页

传统农业信息服务存在难以实现以问题为导向,以用户实际需求出发开展信息服务的问题。致使产业需求和动能挖掘不足,信息资源获取渠道不畅通,信息鸿沟难以消解。将“内外共生理论”引入农业信息服务领域,以生产经营主体和科技创新主体作... 传统农业信息服务存在难以实现以问题为导向,以用户实际需求出发开展信息服务的问题。致使产业需求和动能挖掘不足,信息资源获取渠道不畅通,信息鸿沟难以消解。将“内外共生理论”引入农业信息服务领域,以生产经营主体和科技创新主体作为内生力量,以图书馆等信息服务机构作为外生力量,构建内外共生循环互动的农业精准信息服务框架。具体通过挖掘两大内生主体的信息需求,探索三大主体内外共生的可能性,进而提出具体的共生举措。具体包括:挖掘内生主体的个性化需求、知识获取习惯、用户行为轨迹及基本特征信息,构建农业需求精准表达模型;对农业领域多源异构资源进行加工再组织,面向产业需求,开展多层次、个性化、全方位的科技服务;在服务平台上,深度挖掘产业需求,对应匹配内容产品,形成精准服务模式。本研究提出该框架构建过程中面临的关键问题,以及相应的解决对策,以期形成一种可复制、可借鉴的农业信息服务模板,促进农业现代化发展。 展开更多

关键词 内外共生理论 农业信息服务 农业精准服务 信息资源 内外生主体

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基于显微高光谱成像技术判别食源性致病菌种类的方法研究 被引量：6

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作者 康睿 程雅雯 +1 位作者 周玲莉 任妮 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期392-397,共6页

如何实现对食源性致病微生物的早期快速检测是全球食品安全领域面临的挑战之一。传统的致病菌生化检测方法虽然准确性高,但是过程复杂、耗时漫长,易错过控制疫情爆发的窗口期。该研究提出一种基于暗场显微高光谱成像技术的检测方法,能... 如何实现对食源性致病微生物的早期快速检测是全球食品安全领域面临的挑战之一。传统的致病菌生化检测方法虽然准确性高,但是过程复杂、耗时漫长,易错过控制疫情爆发的窗口期。该研究提出一种基于暗场显微高光谱成像技术的检测方法,能够借助显微镜技术突破传统光谱成像的灵敏度和分辨率极限,并利用可见/近红外光谱为单个致病菌细胞添加高分辨率的图像和光谱信息。以空肠弯曲杆菌、大肠埃希氏菌O157:H7和鼠伤寒沙门氏菌为检测对象,采用显微高光谱成像技术进行数字化表征和数据采集,结合双向长短期记忆网络(Bi-LSTM)算法对各致病菌细胞的图像和光谱数据进行建模分类。结果显示,显微尺度的致病菌光谱数据呈现可判别的分布规律,新采用的Bi-LSTM网络在光谱数据集中表现优异,在三种致病菌的分类任务中取得了91.0%的平均准确率,而传统的线性判别分类器(LDA)和支持向量机分类器(PCA-SVM)的平均准确率分别为80.1%和88.5%。但是,仅依赖光谱数据进行致病菌种类判别仍然存在较为严重的假阳性问题,尤其是在大肠埃希氏菌O157:H7和鼠伤寒沙门氏菌的分类中存在错误分类。图像信息的加入则能够显著改善各分类的识别准确率,其中Bi-LSTM分类器取得了高达98.1%的准确率,LDA和PCA-SVM均取得了95.3%的准确率。研究结果表明,显微高光谱成像技术在食源性致病菌的特异性光谱和图像表征中具有优势,提出的Bi-LSTM网络能够直接处理高维的图谱特征,两种技术的融合在食源性致病菌细胞级别的早期检测应用中展现潜力。 展开更多

关键词 食源性致病菌 细菌细胞检测 显微高光谱成像技术 光谱识别

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苏南地区双向流道泵站灌溉排水工程设计探讨

3

作者 朱兴业 史东生 +2 位作者 魏巧 戴从娟 李彦军 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第5期490-496,共7页

为解决当前农业灌区普遍存在的水资源浪费及灌溉排水规划设计单一问题,切实推动农业灌区灌溉排水规划规范设计流程,以双向流道泵站为例,结合江苏省镇江市姚桥镇稻作灌区实际情况进行农业适配的理论研究.探讨主要应用于大中型水利设施的... 为解决当前农业灌区普遍存在的水资源浪费及灌溉排水规划设计单一问题,切实推动农业灌区灌溉排水规划规范设计流程,以双向流道泵站为例,结合江苏省镇江市姚桥镇稻作灌区实际情况进行农业适配的理论研究.探讨主要应用于大中型水利设施的双向流道泵站在农业方面的可行性与效果,提出适合此灌区稻作农业的给水排水规划设计模式,给出适合的灌溉排水设计规划方案.设计选取2块相邻稻田进行实际种植对比,分别使用普通水泵和双向流道泵站进行灌排作业.灌排试验研究结果表明在稻田进行双向流道泵站规划可使水稻每个生长周期下的产量提高4.76%,泵站对比普通水泵电力节能7.2%,综合节水效果达到12.2%,所服务的稻田每hm 2综合效益平均增加3420元以上.强调了灌排水规划设计前准备工作的重要性,结合项目区概况,科学合理地对灌溉和排水工程进行了设计分析. 展开更多

关键词 灌溉排水规划 双向流道泵站 灌溉排水管网 节本增效 苏南稻田

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基于改进滑模控制的水稻直播机路径跟踪研究 被引量：5

4

作者 徐长赓 李彦明 +1 位作者 刘子翔 刘成良 《农机化研究》 北大核心 2025年第4期28-34,共7页

为了提高水稻直播机自动作业时路径跟踪的精度和稳定性,提出了一种基于新型非线性滑模面和改进快速变幂次趋近率的滑模路径跟踪控制方法。首先,建立Frenet坐标系下直播机的路径跟踪运动学模型;然后,为保证路径跟踪过程中横向偏差和航向... 为了提高水稻直播机自动作业时路径跟踪的精度和稳定性,提出了一种基于新型非线性滑模面和改进快速变幂次趋近率的滑模路径跟踪控制方法。首先,建立Frenet坐标系下直播机的路径跟踪运动学模型;然后,为保证路径跟踪过程中横向偏差和航向偏差全局收敛,采用双曲正切函数设计滑模面;最后,在快速幂次趋近率的基础上设计了变指数幂次项,提高了系统趋近速度并有效抑制了抖振。在Simulink上搭建模型并进行仿真,与基于快速幂次趋近率和指数趋近率的滑模控制方法相比,本文改进滑模控制方法的路径跟踪误差收敛时间最短并且无抖振现象发生。直播机采用改进算法以0.8 m/s的速度在水田实际自动作业时,横向偏差和航向偏差的平均绝对误差为0.016 9 m和1.099 9°,均方差为0.021 5 m和1.499 2°,提高了路径跟踪的精度和稳定性,满足了实际作业需求。 展开更多

关键词 水稻直播机 路径跟踪 滑模控制 趋近率

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基于激光SLAM和AprilTag融合的温室移动机器人自主导航方法 被引量：6

5

作者 张文翔 卢鑫羽 +3 位作者 张兵园 贡宇 任妮 张美娜 《农业机械学报》 北大核心 2025年第1期123-132,共10页

为提高温室环境下移动机器人自主导航精度与效率,提出一种多传感器融合的自主导航方法。设计搭建了基于多维激光雷达、高清工业相机与边缘计算设备的温室移动机器人平台。为提高建图效率与精度,采用Gmapping算法构建二维格栅地图,其输... 为提高温室环境下移动机器人自主导航精度与效率,提出一种多传感器融合的自主导航方法。设计搭建了基于多维激光雷达、高清工业相机与边缘计算设备的温室移动机器人平台。为提高建图效率与精度,采用Gmapping算法构建二维格栅地图,其输入为三维激光雷达点云滤波后二维点云数据以及采用RF2O算法得到的里程计数据。针对设施栽培垄道狭长、对称、重复的环境特点,提出AprilTag定位校正方法,解决移动机器人定位丢失问题。使用Dijkstra算法和DWA算法分别规划机器人全局和局部导航路径。基于三维运动捕捉系统评估移动机器人定位精度,试验结果表明,在速度0.4、0.3、0.2 m/s下,移动机器人纵向定位误差平均值均不大于0.066 m,标准差均不大于0.049 m;横向定位误差平均值均不大于0.117 m,标准差均不大于0.092 m。在生产温室内开展了移动机器人自主导航性能评估试验,试验结果表明,在速度0.4、0.3、0.2 m/s下,移动机器人实际行驶轨迹与期望轨迹之间横向偏差平均值均不大于0.050 m,标准差均不大于0.032 m,航向偏差平均值均不大于2.2°,标准差均不大于1.4°。移动机器人的定位与导航精度能够满足温室内的连续稳定作业需求。 展开更多

关键词 温室 移动机器人 多传感器融合 自主导航 定位校正 路径规划

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基于空间插值的温室三维温度场构建方法比较研究 被引量：1

6

作者 夏皓 刘杨 +2 位作者 贡宇 任妮 金晶 《中国农机化学报》 北大核心 2025年第6期176-182,共7页

为确定适用于温室三维温度场构建的空间插值方法及插值分辨率,基于Venlo型玻璃温室中布设的27个温度传感器观测数据,使用反距离权重插值(IDW)、径向基函数插值(RBF)及普通克里金插值(OK)3种空间插值方法构建温室三维温度场,分析插值精度... 为确定适用于温室三维温度场构建的空间插值方法及插值分辨率,基于Venlo型玻璃温室中布设的27个温度传感器观测数据,使用反距离权重插值(IDW)、径向基函数插值(RBF)及普通克里金插值(OK)3种空间插值方法构建温室三维温度场,分析插值精度,比较8种不同空间插值分辨率对插值效率的影响。结果表明,IDW、RBF、OK的温度预测值与实测值均呈显著正相关关系(P<0.05,R^(2)分别为0.928、0.911、0.957),平均绝对误差和均方根误差分别为0.766℃、0.765℃、0.599℃和1.266℃、1.449℃、0.981℃,其中OK构建的三维温度场效果最优。此外,与1 cm插值分辨率相比,20 cm分辨率下预测值的均方根误差为0.025℃,可在保证插值精度的条件下,减少99.96%的运算时间,可作为适宜的空间插值分辨率进行温度场构建。 展开更多

关键词 三维温度场 传感器 空间插值 空间分辨率 温室

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轻量级深度学习网络在农作物目标检测的应用进展 被引量：1

7

作者 许毓超 吴茜 +3 位作者 张兵园 周玲莉 任妮 张美娜 《中国农机化学报》 北大核心 2025年第3期261-270,共10页

随着计算机视觉领域中深度学习网络模型应用的发展,各类农业场景中的目标检测性能得到极大的推动。与部署在云端服务器的大规模深度学习网络不同,轻量级深度学习网络因其较小的参数量和运算量,在硬件资源有限且实时性要求更高的农业场... 随着计算机视觉领域中深度学习网络模型应用的发展,各类农业场景中的目标检测性能得到极大的推动。与部署在云端服务器的大规模深度学习网络不同,轻量级深度学习网络因其较小的参数量和运算量,在硬件资源有限且实时性要求更高的农业场景中展现出潜力,完成果蔬采摘机器人的目标检测、作物病虫草害目标检测以及作物表型检测等任务。概述当前主流轻量级深度学习网络的模型结构、关键技术模块与模型性能,进行对比分析。归纳总结轻量级深度学习网络在果实目标检测、谷物穗部检测、作物病虫害检测3大类应用场景的研究进展。指出轻量级深度学习网络在农作物目标检测应用上还存在普适性数据集稀缺、模型泛化能力弱、模型检测精度与检测效率的平衡难以把握等问题,并展望通过农业数据集数量、质量与多样性提升,轻量级深度学习网络结构优化,迁移学习应用以及边缘设备硬件加速技术等进一步提升目标检测性能。 展开更多

关键词 农作物 目标检测 深度学习 轻量级网络 边缘计算

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基于改进YOLO v8的复杂温室环境黄瓜果实分割方法

8

作者 夏天 谢纯 +2 位作者 李琳一 陆声链 钱婷婷 《农业机械学报》 北大核心 2025年第5期433-442,共10页

黄瓜果实的检测与分割对于表型分析和黄瓜生长管理至关重要。然而,在复杂温室环境下,果实往往与茎叶相互遮挡,且果实与背景颜色相似,导致传统方法在复杂环境下难以准确识别果实边界并实现高效分割。为此,提出了一种基于改进YOLO v8的黄... 黄瓜果实的检测与分割对于表型分析和黄瓜生长管理至关重要。然而,在复杂温室环境下,果实往往与茎叶相互遮挡,且果实与背景颜色相似,导致传统方法在复杂环境下难以准确识别果实边界并实现高效分割。为此,提出了一种基于改进YOLO v8的黄瓜果实分割方法。该方法引入可变形卷积(Deformable convolution network v4,DCNv4)增强模型空间适应性;同时采用RepNCSPELAN4模块串联额外的C2F模块,细化特征提取与融合;从而提升了模型在复杂温室环境下对黄瓜果实图像的分割性能。实验结果显示,在玻璃温室和塑料连栋大棚两个实验场景中的多个类别上均有出色表现。其中,在玻璃温室场景中的精确率为96.3%,召回率为93.1%,平均精度均值mAP50为96.2%,mAP50-95为85.3%;在塑料大棚场景中的精确率为86.8%,召回率为81.9%,平均精度均值mAP50为90.0%,mAP50-95为77.0%。本研究提出的改进方法在处理边界、多重遮挡和多尺度分割方面具有更强的鲁棒性和泛化性,使模型能适应复杂性不同的多样化种植环境而准确分割黄瓜果实。精确的果实图像分割有助于表型参数的获取,为黄瓜果实的表型分析提供了可靠的技术支持,从而促进农业表型机器人的应用。 展开更多

关键词 黄瓜 果实遮挡 设施温室 图像分割 YOLO v8 可变形卷积

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利用射线追踪模拟分析远红光对生菜生长发育和光合作用的影响

9

作者 李嘉伟 周小平 +4 位作者 李源源 吴雪 吴翠南 徐识溥 曹凯 《农业工程学报》 北大核心 2025年第15期236-243,共8页

为了探究远红光在整株水平对植物的光合及产量的影响,该研究以‘玻璃生菜’为试材,采用红光:远红光配比分别为6.4(CK)、1.6(T1)和0.8(T2)的3种光质组合处理,通过测量生菜植株的形态和干物质累积,分析生菜的光合特性,构建生菜的三维模型... 为了探究远红光在整株水平对植物的光合及产量的影响,该研究以‘玻璃生菜’为试材,采用红光:远红光配比分别为6.4(CK)、1.6(T1)和0.8(T2)的3种光质组合处理,通过测量生菜植株的形态和干物质累积,分析生菜的光合特性,构建生菜的三维模型,比较生菜的光截获差异,并模拟生菜的干质量,以验证模型的可靠性。结果表明,与CK相比,T1、T2处理下生菜的干质量、鲜质量、株高和叶面积均显著增加(P<0.05)。与CK相比,T1、T2处理下植物的电子传递速率(J_(max))分别显著降低11.6%和21.7%,最大羧化速率(V_(cmax))分别显著降低33.7%和47.6%(P<0.05),表明远红光降低了生菜单位叶面积的光合能力。通过构建生菜的3D模型,基于射线追踪模拟,发现T1、T2处理相较于CK光截获分别显著提高了42.7%和68.2%,整株光合速率也分别提高32.5%和56.1%(P<0.05)。利用整株光合速率模拟生菜干质量,在线性回归分析中R^(2)为0.913。综合分析不同指标对整株光截获和光合速率的影响,发现远红光引起的株高和叶面积增加显著提高光截获(P<0.05),光合参数降低减少整株光合速率,贡献度为14.5%(T2),而生菜形态变化提高光合速率,贡献度高达45.9%(T2)。综上所述,远红光引起的形态变化可以提高生菜整株水平的光截获和光合速率,从而提升生菜的产量。 展开更多

关键词 植物工厂 光合作用 3D植物模型 光截获 远红光

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基于车轮-水稻行线位姿关系的水田除草机器人视觉导航

10

作者 刘子翔 李彦明 +2 位作者 肖扬帆 黄飞 郭溢波 《农机化研究》 北大核心 2025年第11期220-227,共8页

除草机器人在进行田间除草作业时,需要获得准确的导航信息以防止在除草过程中损伤水稻幼苗。传统的图像处理方法或卫星定位系统在水田环境下并不能直接得到车身与水稻行的相对位置。为此,提出了一种基于水稻行线与车轮航向位姿关系的视... 除草机器人在进行田间除草作业时,需要获得准确的导航信息以防止在除草过程中损伤水稻幼苗。传统的图像处理方法或卫星定位系统在水田环境下并不能直接得到车身与水稻行的相对位置。为此,提出了一种基于水稻行线与车轮航向位姿关系的视觉导航方法。通过优化滑窗算法提取图像中车轮和水稻行的特征点,将得到的车轮航向点和水稻行线点通过坐标转换公式,由像素坐标转化为世界坐标,得到车轮在水稻行之间行进的位置信息,进而得到导航信息。算法部署在Nvidia Jetson TX2平台上,处理每帧图像得到导航信息的时间可稳定在0.25 s内。导航信息提取实验结果表明,横向偏差提取平均误差为20.3 mm,航向角偏差提取平均误差为1.76°,可以满足除草机器人作业行进间导航的实时性与行线跟踪准确性的要求。 展开更多

关键词 除草机器人 视觉导航 图像处理 位姿关系 滑窗算法 坐标转换

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基于MQTT协议的肥液参数远程监测系统设计与实现

11

作者 陈金龙 卢闯 +1 位作者 任妮 戴秀 《中国农机化学报》 北大核心 2025年第7期97-103,共7页

水肥一体化是实现节水节肥和减少生态污染的重要技术,其中肥液EC、pH值的精准检测和肥液参数的稳定远程传输是水肥一体化装备应用研究的重点。针对水肥一体机的肥液参数精准监测开展应用研究,综合兼顾电压检测的量程及分辨力,设计高精... 水肥一体化是实现节水节肥和减少生态污染的重要技术,其中肥液EC、pH值的精准检测和肥液参数的稳定远程传输是水肥一体化装备应用研究的重点。针对水肥一体机的肥液参数精准监测开展应用研究,综合兼顾电压检测的量程及分辨力,设计高精度电压检测电路,对肥液传感器输出原始信号进行转化、分压、跟随及滤波,经高精度电压检测电路后的EC、pH传感器信号,输入至控制器高速ADC模块进行双重ADC同步规则采样,将模拟信号转换为数字信号,实现对肥液EC、pH参数采样的时序同步。综合考虑信号滤波效果及实时响应速度,合理选取滤波器长度,对ADC采样结果的数字信号实行滑动平均滤波,以滤除周期性及高频性等随机干扰信号,确保ADC采样结果的准确性。高精度硬件电压检测电路和高效传感器数据检测算法的有效融合设计,能够使肥液传感器精准检测肥液EC、pH值。对计算出的肥液EC、pH值,经由JSON格式规格化后,由控制器通过RS232通信上传至4G DTU模块,并采用MQTT协议远程传输数据至云平台端,以提供有价值的决策参考。试验验证表明,设计的肥液参数精准监测系统,电压检测电路精度高,传感器数据检测算法高效灵活,电压采集综合平均相对误差为1.98‰,远程通信稳定可靠,数据流收发成功率为99.88%。 展开更多

关键词 水肥一体化 远程监测 肥液参数 双重ADC同步采样 数据滤波

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基于改进YOLOv8n卷积神经网络的玉米雄穗检测方法

12

作者 胡冬 班松涛 +4 位作者 马超 田明璐 袁涛 李琳一 庄洁 《上海农业学报》 2025年第1期102-107,共6页

为有效解决玉米雄穗无人机识别过程中因雄穗尺寸过小造成的漏检、识别速度慢、模型体积大等问题,通过添加注意力机制、融入轻量化模块和优化损失函数,建立了一种改进YOLOv8n卷积神经网络的玉米雄穗检测模型YOLOv8n-maize。结果表明:改... 为有效解决玉米雄穗无人机识别过程中因雄穗尺寸过小造成的漏检、识别速度慢、模型体积大等问题,通过添加注意力机制、融入轻量化模块和优化损失函数,建立了一种改进YOLOv8n卷积神经网络的玉米雄穗检测模型YOLOv8n-maize。结果表明:改进后的模型在测试集上的平均精度均值(Mean average precision,m AP)达97.8%,比原模型提高了2.6%;模型计算量(Floating point operations,FLOPs)减少了15.8%,参数量(Parameters,Params)体积缩小了17.6%。这种高精度、小体积模型能够满足玉米雄穗快速识别的需求,可为无人机机载平台的部署提供关键技术支持。 展开更多

关键词 YOLOv8n 玉米雄穗 CBAM PConv GhostNetV2

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基于改进灰度特征算法的单株作物高光谱图像批量分割研究

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作者 王漫 吴杰 +3 位作者 田明璐 班松涛 胡冬 李琳一 《上海农业学报》 2025年第2期113-118,共6页

为解决作物胁迫试验中高光谱图像高精度批量分割的问题,提出了一种改进灰度特征的图像灰度变换算法,结合高光谱多通道、高谱段的特点,通过450 nm、600 nm、670 nm及700 nm至1000 nm波段反射率运算生成灰度特征图,提高灰度特征图像中目... 为解决作物胁迫试验中高光谱图像高精度批量分割的问题,提出了一种改进灰度特征的图像灰度变换算法,结合高光谱多通道、高谱段的特点,通过450 nm、600 nm、670 nm及700 nm至1000 nm波段反射率运算生成灰度特征图,提高灰度特征图像中目标植物与背景区域的对比度,降低阈值分割难度,再利用大津算法对图像进行分割。结果表明:提出的改进灰度特征算法结合大津算法,其分割结果的兰德指数和Jaccard相似系数在不同植株的表现中最高达0.9823和0.9799,比常用的超绿特征算法、近红外特征算法和归一化植被指数算法有更好的分割效果。该方法在有效剔除作物高光谱图像多种背景、提取绿色叶片的同时,保留作物叶片本身带有的杂色和胁迫引起的失绿、变黄、萎蔫叶片,最终实现单株作物高光谱图像的批量精确分割。 展开更多

关键词 高光谱成像 图像处理 灰度特征 大津算法

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基于根区温度和肥料浓度耦合的草莓生长调控 被引量：3

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作者 樊小雪 陈晓东 +5 位作者 金晶 蔡伟建 王庆莲 赵密珍 毛晓娟 任妮 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期109-116,共8页

为探索草莓根区加热的最适温度及施肥浓度,该研究设置3个根区温度水平(不加温(8℃)、16、22℃)和3个肥料浓度水平(0.5、1.5、2.5 g/L),共计9个处理。分析了根区温度和肥料浓度协同作用对草莓产量、品质、肥料偏生产力、水分利用率的影... 为探索草莓根区加热的最适温度及施肥浓度,该研究设置3个根区温度水平(不加温(8℃)、16、22℃)和3个肥料浓度水平(0.5、1.5、2.5 g/L),共计9个处理。分析了根区温度和肥料浓度协同作用对草莓产量、品质、肥料偏生产力、水分利用率的影响。结合层次分析法和CRITIC客观赋权法,运用优劣解距离法对各处理进行基于草莓产量、品质、肥料偏生产力、水分利用率的综合评价。结果表明:1)采用根区加温对设施草莓生长有促进作用。在采摘第3茬果实时,加温到16℃和22℃的处理下可以采摘的草莓植株数量相较于不加温处理明显增加。2)肥料浓度对草莓生长综合评分的影响大于根区温度。高肥料浓度(2.5 g/L)会降低草莓产量,中肥料浓度(1.5 g/L)不仅能增加单果质量,还能提高肥料偏生产力和水分利用率,具有更好的经济效益。3)基于TOPSIS综合评价建立了设施草莓生长综合评价体系,得出评分最高的处理为T5处理(16℃,1.5 g/L)。通过寻找最优区间,结果发现根区温度在13.10~18.47℃,肥料浓度在1.43~1.87g/L时,设施草莓生长效果较好。该研究结果可为设施草莓冬季及早春的温度和肥水管理提供理论依据。 展开更多

关键词 作物 肥料 根区温度 草莓 综合评价 生长调控

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基于RGB模型的草莓叶片光合作用指标估测 被引量：1

15

作者 樊小雪 李德翠 +1 位作者 李远 任妮 《江苏农业学报》 CSCD 北大核心 2024年第4期675-681,共7页

为了研究基于图像红(R)、绿(G)、蓝(B)颜色参数和叶片SPAD值预测光合作用指标的可行性,以草莓叶片为试验材料,构建多元线性回归模型和反向传播(BP)神经网络模型,对叶片蒸腾速率、气孔导度、净光合速率、胞间CO_(2)浓度进行估测,并对其... 为了研究基于图像红(R)、绿(G)、蓝(B)颜色参数和叶片SPAD值预测光合作用指标的可行性,以草莓叶片为试验材料,构建多元线性回归模型和反向传播(BP)神经网络模型,对叶片蒸腾速率、气孔导度、净光合速率、胞间CO_(2)浓度进行估测,并对其精度进行评价和验证。结果表明,基于BP神经网络模型,使用图像RGB颜色参数和SPAD值对叶片蒸腾速率进行预测的效果较好,其次是气孔导度。BP神经网络模型的估测精度高于多元线性回归模型,蒸腾速率、气孔导度、净光合速率和胞间CO_(2)浓度的模型预测准确率分别达到91.5%、83.3%、74.4%和71.5%。BP神经网络的蒸腾速率模型、气孔导度模型的决定系数(R2)分别为0.9222、0.8423,均方根误差(RMSE)分别为0.0002、0.0259,平均绝对误差(MAE)分别为0.0001、0.0006。由结果可知,通过数码相机采集图像,并构建RGB模型,可简易快速估测草莓叶片蒸腾速率、气孔导度,能用于生产中草莓光合指标的估测。 展开更多

关键词 草莓叶片 RGB模型 光合指标 反向传播(BP)神经网络模型

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水氮耦合对设施樱桃番茄全生育期生长发育及产量品质的影响 被引量：1

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作者 刘杨 夏皓 +1 位作者 李远 任妮 《中国农机化学报》 北大核心 2024年第12期200-207,共8页

为明确水氮耦合对设施樱桃番茄生长发育、产量及品质的影响,同时为设施番茄水氮管理提供科学依据,设置4个灌溉处理,在5个生育期(缓苗期、发育期、开花期、结果前期和结果后期),维持不同的土壤含水量:W1(80%-80%-80%-80%-80%)、W2(70%-70... 为明确水氮耦合对设施樱桃番茄生长发育、产量及品质的影响,同时为设施番茄水氮管理提供科学依据,设置4个灌溉处理,在5个生育期(缓苗期、发育期、开花期、结果前期和结果后期),维持不同的土壤含水量:W1(80%-80%-80%-80%-80%)、W2(70%-70%-60%-70%-80%)、W3(60%-60%-60%-70%-70%)、W4(45%-50%-60%-60%-70%),同时设置3个氮肥施用水平:N1(300 kg/hm^(2))、N2(240 kg/hm^(2))、N3(180 kg/hm^(2)),观测不同水氮耦合对设施樱桃番茄的影响。结果表明,不同灌溉和施氮的处理对番茄的产量和品质影响显著,且灌溉因素大于施氮因素,适当缺水灌溉可在不显著降低番茄产量的同时提高番茄品质。结构方程模型的结果表明,总灌溉量与株高、茎粗和产量均呈极显著正相关(P<0.001);施氮量与茎粗呈显著负相关(P<0.05),与甜度呈显著正相关,与产量呈极显著正相关。根据试验结果,构建针对樱桃番茄产量及甜度的水氮耦合模型。模型模拟的结果表明,总灌溉量、施氮量为69.08 L和300 kg/hm^(2)时,樱桃番茄产量达到最大(2.77 kg);总灌溉量、施氮量为41.08 L和225 kg/hm^(2)时,樱桃番茄甜度达到最大(7.67)。构建的水氮耦合模型可为设施樱桃番茄的管理提供科学的水氮配方,并为未来设施樱桃番茄的水肥一体化应用提供数据基础。 展开更多

关键词 樱桃番茄 水氮耦合 设施栽培 光合作用 结构方程模型

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基于改进YOLOv8卷积神经网络的稻田苗期杂草检测方法 被引量：1

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作者 林宗缪 马超 胡冬 《湖北农业科学》 2024年第8期17-22,共6页

针对田间自然环境拍摄下稻田背景复杂,苗期杂草图像尺寸过小、识别定位不准确等问题,提出了一种改进YOLOv8卷积神经网络的苗期杂草检测方法。参照PASCAL VOC数据集格式,构建了一套专用的数据集。首先,在网络卷积过程中加入DenseNet(密... 针对田间自然环境拍摄下稻田背景复杂,苗期杂草图像尺寸过小、识别定位不准确等问题,提出了一种改进YOLOv8卷积神经网络的苗期杂草检测方法。参照PASCAL VOC数据集格式,构建了一套专用的数据集。首先,在网络卷积过程中加入DenseNet(密集连接网络)更好地对杂草特征进行提取,优化梯度消失问题。然后,添加CBAM(Convolutional block attention module)注意力机制改善模型对小尺寸的敏感度。最后,使用WIOU(Weighted intersection over union)损失函数来优化原网络中的损失函数,提升模型对检测目标的定位能力。在试验中,将改进的算法与Faster R-CNN、SSD(Single shot multiBox detector)以及原始YOLOv8等算法进行了性能对比。结果显示,改进算法明显优于其他算法,在测试集上的平均精度均值和检测速度分别达97.0%和100.3帧/s。这种高精度和快速的检测能力满足了精准农业中对快速、精准检测的需求。该算法为机械设备快速识别苗期杂草、精准喷洒农药提供了重要的理论和技术支持。 展开更多

关键词 YOLOv8 卷积神经网络 苗期杂草 目标检测

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植物工厂环境条件下生菜的产量与品质评价 被引量：1

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作者 钱婷婷 郑秀国 +2 位作者 许叶颖 杨娟 宋一鹏 《上海蔬菜》 2024年第5期14-16,共3页

植物工厂是一种通过设施内高精度环境控制实现作物周年连续生产的高效农业系统,是不受或较少受自然条件制约的省力型生产方式。作者以沪芊、碧霄、红橡叶3种生菜为试验材料,在植物工厂环境条件下开展生菜产量和品质比较试验。试验结果表... 植物工厂是一种通过设施内高精度环境控制实现作物周年连续生产的高效农业系统,是不受或较少受自然条件制约的省力型生产方式。作者以沪芊、碧霄、红橡叶3种生菜为试验材料,在植物工厂环境条件下开展生菜产量和品质比较试验。试验结果表明,不同生菜品种在植物工厂营养液栽培环境下表现出不同的产量和品质特征。3个参试生菜品种中,红橡叶生菜产量最高,碧霄生菜地上部干物质积累能力最强,碧霄和红橡叶生菜叶片的维生素C含量和可溶性糖含量高于沪芊生菜。从营养品质角度分析,碧霄和红橡叶生菜的营养品质优于沪芊;从口感角度分析,沪芊生菜因维生素C含量明显低于碧霄和红橡叶生菜,因此苦味更淡、口感更佳。 展开更多

关键词 植物工厂 生菜水培 产量 品质

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水稻行线检测和导航信息提取方法——基于相机位姿 被引量：1

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作者 刘汉文 李彦明 +2 位作者 刘子翔 黄飞 刘成良 《农机化研究》 北大核心 2024年第12期15-21,共7页

为了避免除草机器人在自动驾驶除草过程中碾压和损伤水稻苗,针对单目相机行线检测结果难以提取正确的导航信息导致无法保证除草机器人行驶在正确路径上的问题,提出了基于相机位姿的水稻行线检测和导航信息提取方法。在所规定的坐标系下... 为了避免除草机器人在自动驾驶除草过程中碾压和损伤水稻苗,针对单目相机行线检测结果难以提取正确的导航信息导致无法保证除草机器人行驶在正确路径上的问题,提出了基于相机位姿的水稻行线检测和导航信息提取方法。在所规定的坐标系下,利用相机位姿建立像素坐标系与世界坐标系对应坐标的映射关系,根据映射关系对图像进行透视变换并选择感兴趣区域;对感兴趣区域进行图像预处理,采用滑窗法进行水稻行识别;根据坐标映射关系,将水稻行识别结果转换为世界坐标系下的导航信息。试验结果表明:本算法可以实现水稻行线检测与导航信息的提取,同时对于行线弯曲、断行、行线连通等典型情况也适用。在Nvidia Jetson TX2平台上,处理1幅图像并提取导航信息的平均用时约为0.5s,水稻行线识别准确率为97%,成功识别所提取导航线的平均误差为39.0909mm,可以满足除草机器人行线跟踪的实时性与准确性要求。 展开更多

关键词 水稻行 导航信息 除草机器人 相机位姿 机器视觉 透视变换

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植物工厂红光与远红光配比对生菜产量和品质的影响 被引量：2

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作者 李源源 吴翠南 +4 位作者 吴雪 徐识溥 岳钉伊 胡立盼 曹凯 《西北农林科技大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2024年第11期73-83,共11页

【目的】对红光(R)与远红光(FR)调控生菜生长及营养品质的生物学作用进行研究,为提高植物工厂中生菜的产量及品质提供技术支撑。【方法】以‘意大利’生菜为试验材料,在光子照度250μmol/(m^(2)·s)的条件下,以白光(W)为对照(CK),... 【目的】对红光(R)与远红光(FR)调控生菜生长及营养品质的生物学作用进行研究,为提高植物工厂中生菜的产量及品质提供技术支撑。【方法】以‘意大利’生菜为试验材料,在光子照度250μmol/(m^(2)·s)的条件下,以白光(W)为对照(CK),设置不同配比的R/FR(分别为0.2,0.4,0.8,1.6,3.2)照射28 d,分析不同R/FR配比对生菜生长指标(株高、鲜质量、干质量、叶面积)的影响,筛选最经济有效的最佳R/FR配比;然后在最佳R/FR配比下设置不同照射时间(分别为14,21和28 d,其中14,21 d处理在最佳R/FR配比照射结束后恢复成W照射直至28 d),分析不同照射时间对生菜生长指标的影响,筛选最适宜照射时间;最后在最佳R/FR配比及其最佳照射时间下分析其对生菜光合特性(光响应曲线参数、CO_(2)响应曲线参数及净光合速率(P_n)、胞间CO_(2)浓度(C_(i))、气孔导度(G_(s))、蒸腾速率(T_(r)))、光合色素含量(叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素及总叶绿素含量)、品质(可溶性糖、可溶性蛋白及抗坏血酸含量)和抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性的影响。【结果】最佳R/FR配比试验表明,与CK相比,随着R/FR配比的增大,生菜株高降低了50.57%~111.49%,鲜质量降低了6.03%~21.19%,干质量降低了2.70%~23.11%,叶面积降低了1.84%~9.77%;当R/FR配比为1.6时,生菜鲜质量与R/FR为0.2,0.4,0.8处理相比无显著性差异,但显著高于CK和R/FR为3.2处理。最佳R/FR配比下不同照射时间试验表明,当R/FR配比为1.6时,14 d的照射时间可以显著提高生菜的鲜质量,与照射0,21和28 d相比其鲜质量分别增加了30.26%,4.40%和22.94%。与CK相比,最佳R/FR配比及其最佳照射时间处理能显著促进生菜鲜质量、可溶性糖和抗坏血酸含量的积累,可显著降低生菜的P_n及叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素、可溶性蛋白含量和抗氧化酶活性,并降低类胡萝卜素含量,而C_(i)、G_(s)、T_(r)无显著性差异。光响应曲线及CO_(2)响应曲线分析表明,当光合有效辐射大于200μmol/(m^(2)·s)或胞间CO_(2)浓度大于50μmol/mol时,P_n显著降低。【结论】本研究条件下,R/FR配比1.6照射14 d最适用于植物工厂中生菜的生产,在该光环境下植物工厂中的生菜产量最好,并可显著促进其可溶性糖及抗坏血酸的积累。 展开更多

关键词 生菜 植物工厂 红光与远红光配比

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