科研产出
基于机器视觉的露地甘蓝无人化采收作业质量检测模型
《河南农业科学 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：采收后甘蓝质量精准识别是实现露地甘蓝无人化采收作业质量检测的前提,为解决采收甘蓝质量识别过程中存在的采收背景环境复杂、运输装置运行速度快导致甘蓝特征难以获取、对小目标识别精度不足的问题,提出一种基于YOLOv8s的轻量化采收作业质量检测方法.首先,采用RepVGG模块替换Backbone层中部分Conv模块,增强原始模型特征提取能力的同时减少模型参数量;其次,引入CBAM卷积注意力模块抑制复杂背景中的非关键特征信息,使模型更加关注采收的成熟甘蓝质量;最后,在Head层中增加下采样为4的小目标检测头P2,增强模型对多尺度甘蓝的检测能力.结果表明,改进的模型相较于原始YOLOv8s模型,准确率、召回率和mAP50:95(IoU在0.50~0.95阈值的平均精度)分别提高2.5、0.9、1.9百分点.与常见的目标检测模型相比,在甘蓝采收作业数据集上的检测结果也具有明显优势.改进的模型能够准确识别露地甘蓝无人化采收作业的质量,可为远程调控机具作业参数提供数据支撑,为露地蔬菜自主无人精准作业的研究和应用提供理论参考.
关键词： 露地甘蓝 采收质量检测 无人化作业 改进YOLOv8s 目标检测 卷积注意力机制
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中国农产品质量安全可追溯体系发展历程与展望
《农业工程学报 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：农产品质量安全可追溯体系作为保障食品安全的关键技术手段,能够有效提升供应链主体与消费者之间的信任关系,为实施精准化质量安全召回机制提供科学依据,因而成为近年来学术研究的重点.该文系统梳理了中国农产品质量安全可追溯体系的理论内涵和分类框架,通过历史演进视角将其发展进程划分为初步构建制度框架、全面推广平台建设和体系完善与数字智能化转型 3个阶段.重点剖析了物联网、大数据、人工智能、区块链等信息技术在追溯技术体系中的创新应用,从追溯信息感知、信息处理、信息系统平台建设 3个方面客观评述各类技术的优势与局限性.通过系统梳理国家标准、行业标准及地方标准的建设现状,指出当前标准化进程中存在的区域差异性与技术适配性等问题.最后提出未来发展建议,探讨了量子区块链、元宇宙、数字孪生等前沿技术在农产品质量安全可追溯领域的应用潜力,并强调构建跨链协同、虚实融合的智能化可追溯体系,为推进中国农产品质量安全可追溯体系向智能化与协同化发展提供理论支撑和实践路径.
关键词： 可追溯体系 质量安全 标识技术 物联网 区块链 人工智能
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复杂环境下改进YOLOX的设施黄瓜病害检测方法
《中国农机化学报 》 2025 北大核心
摘要：针对复杂背景环境下,黄瓜病害检测受叶片遮挡、重叠等因素影响导致检测精度低、漏检率高的问题,提出一种FSA—EMAFPN—YOLOX黄瓜病害检测算法.在特征提取网络中引入FasterNet Block模块,同时嵌入双分支结构注意力机制,抑制背景噪声,有效解决叶片遮挡、重叠导致特征信息缺失问题,减少漏检率.在特征融合阶段设计EMA—AFPN特征融合模块,减少病害特征信息损失.采用 SIoU 边界框回归损失函数,重新定义角度惩罚度量,更准确地定位检测框,提高模型的训练速度和边界框预测精度;引入 VariFocal Loss解决正负样本分布不均衡问题,增加模型对正样本目标的学习,更好地关注病害区域.结果表明,与原 YOLOX算法相比,改进 YOLOX算法的平均精度均值提升 4.89%,召回率提升 6.53%,对复杂背景下的黄瓜叶片病害检测效果得到明显提升.
关键词： 设施黄瓜 病害检测 注意力机制 YOLOX SIoU损失
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基于EDEM-ADAMS耦合仿真的穴盘苗末端执行器设计
《农机化研究 》 2025 北大核心
摘要：针对现有夹取式末端执行器在取苗作业时稳定性和一致性差的问题,设计了一种基于多连杆机构的穴盘苗末端执行器.根据其结构组成和工作原理,使用矢量方程法建立运动学模型,结合穴盘苗基质的受力和根系分布情况,对整体的结构进行参数设计.利用ADAMS构建末端执行器的虚拟样机并进行仿真,结果表明结构参数满足穴盘苗取苗工作的需要,验证了设计的正确性与可行性.在EDEM中建立穴盘苗基质模型,通过EDEM-ADAMS耦合仿真末端执行器夹取穴盘苗基质的工作过程,分析基质颗粒在苗针插入过程中的受力和形变状况.以夹取时间和夹取角度为试验因素,以基质颗粒的最大形变量与最大接触力为试验指标进行试验设计,当苗针夹取角度为14.9°时,基质颗粒所受到的最大形变量和接触力最小.此外,夹取时间对基质颗粒的最大形变量和接触力没有显著影响.研究结果可为提高穴盘苗移栽机的工作效率提供参考.
关键词： 自动移栽机 末端执行器 穴盘苗 EDEM-ADAMS 耦合仿真
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外源硒代蛋氨酸添加和亏缺灌溉对番茄果实品质的影响
《中国蔬菜 》 2025 北大核心
摘要：为研究外源硒代蛋氨酸添加和亏缺灌溉对番茄果实品质的影响，以京彩8号为试验材料，分析了水分亏缺处理和硒代蛋氨酸添加对成熟番茄果实外观品质、风味品质、单株产量、抗氧化酶活性及相关基因表达的影响。结果表明：在W0(水分充足)条件下，Se1(添加硒代蛋氨酸)处理会显著加深番茄果实颜色，提高CAT活性；增加单株产量、可溶性固形物和VC含量，显著减少可滴定酸含量；在W1(水分亏缺)条件下，Se1(添加硒代蛋氨酸)处理会增加单株产量和果实可溶性固形物含量，显著减少SOD活性，减少VC含量、降低POD和CAT活性；在基因表达层面，参与类胡萝卜素和糖代谢相关基因及抗氧化防御相关基因的表达存在差异。因此，外源硒代蛋氨酸添加不仅有利于提升亏缺灌溉下番茄果实品质，也有助于缓解亏缺灌溉对植株产量的负面作用。
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基于AIC-YOLOv11n模型的砀山梨多表面缺陷检测方法
《农业工程学报 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对实际应用场景中砀山梨表面缺陷检测实时性要求较高，边缘设备计算能力受限等问题，以提高砀山梨表面缺陷检测精度并对模型进行有效轻量化为前提，该研究提出一种基于改进YOLOv11n的AIC-YOLOv11n模型。首先，在主干网络中引入Adown下采样模块，减少模型浮点计算量和参数量提高网络提取特征能力；其次，使用融合了倒置残差块注意力机制（inverted residual mobile block,iRMB）的C2PSA-iRMB模块替换原主干网络中的C2PSA模块，在保持模型轻量的同时捕捉和利用长距离依赖；然后，将原模型的颈部结构替换为跨尺度特征融合模块（cross-scale feature fusion module, CFFM）融合不同尺度特征以提高模型对小尺度对象的检测能力。试验结果表明，采用AICYOLOv11n模型能够对砀山梨的多种类表面缺陷进行有效检测，在测试集上的精确度为92.5%，召回率为87.5%，平均精度均值mAP0.5和mAP0.50～0.95分别为92.7%和70.5%，相较于原YOLOv11n模型分别提高0.3、5.5、5.1、2.4个百分点；模型浮点计算量为4.3 G，参数量为1.46 M，模型大小为3.11 MB，分别相较于原模型下降31.7%、43.4%、40.5%；最大显存占用量为4.83 GB，帧率为120.1帧/s，计算资源占用少且推理速度满足表面缺陷检测实时性要求。研究结果可为砀山梨表面缺陷在线检测提供模型参考。
关键词： 砀山梨 机器视觉 缺陷检测 YOLOv11 轻量化 注意力机制 模型部署
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兼容双平台的玉米糯质基因InDel功能标记开发与应用
《作物学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：为了实现糯玉米中糯质基因变异类型的快速鉴定、了解其在现代糯玉米育种中的应用情况,本研究针对wx-D7、wx-D10、wx-124、wx-hAT 等 4 种常见的糯质基因 InDel 变异开发功能标记,以普通玉米、糯玉米、甜玉米和甜糯玉米为研究对象,通过多种分子检测平台验证糯质功能标记的特异性和有效性.结果显示,4 种 Waxy功能标记在 KASP 平台和荧光毛细管电泳平台均能够实现特异性基因分型,且能够有效区分普通玉米与糯质玉米,并确定糯玉米中Waxy基因的变异类型.针对玉米自交系,当检出特异性糯质功能标记时,可依据 4 种糯质变异类型确定待测样品的糯质基因单倍型并判断其糯质表型,对于未检测到 4 种糯质变异的玉米种质则为非糯性或糯质稀有突变.当待测样本为玉米杂交种时,可能存在隐性纯合基因型、隐性等位糯性杂合基因型、糯/非糯杂合基因型及显性纯合基因型等 4 种情况,依据糯质单倍型结果判定.在检测出的糯玉米中 85%以上为wx-D7 变异类型,表明wx-D7 为我国当前糯玉米育种中主要的应用类型.同时,在糯玉米杂交种中发现有 D7/D10 两种糯质变异类型同时存在的现象,但糯质自交系中仅存在单一的糯质变异类型,意味着在糯玉米杂交育种中可通过聚合不同类型的糯质变异实现遗传改良.本研究为糯质基因设计了一套适用于多种分子检测平台的功能标记组合,为鉴定、筛选玉米糯质性状提供了有效的方案.
关键词： 糯玉米 糯质基因 功能标记 InDel KASP 荧光毛细管电泳
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中国大白菜育种70年回顾与展望
《园艺学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：系统总结和介绍了中国大白菜育种70年取得的重要成就和研究进展，重点阐述了中国大白菜育种的4个主要历程、资源创新与利用、育种技术的创新与突破、新品种的创新与推广。同时，分析了育种和种业发展中存在的问题，如优异种质的挖掘利用及精准评价不够系统和深入、高效的生物育种技术尚未得到规模化应用、品种同质化严重、部分茬口类型品种对国外依存度较高、种企研发创新能力需进一步加强和提升、制种基地布局虽初步形成、生产种子质量稳步提升但种子加工和处理技术仍有待进一步提高等。最后，提出了未来大白菜种业在高效育种技术、育种目标以及种子生产与质量提升等方面的发展方向。
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北京地区125株野生杏叶片与核仁表型性状多样性分析
《经济林研究 》 2025 北大核心
摘要：【目的】加强对北京地区野生杏资源的保护，提升其生态与经济效益，并为合理开发利用提供依据。【方法】对125株野生杏叶片与核仁的6个描述型性状和16个数量型性状进行多样性分析、相关性分析、主成分分析和综合评价。【结果】6个描述型性状的Shannon-Wiener指数为0.00～1.46，平均值为0.74，核形状多样性最丰富，其次依次为成熟期、叶基形状、仁苦味、叶缘锯齿、核粘离。16个数量型性状的变异系数在8.38%～31.68%，除核侧径外，叶片长等其他15个性状的变异系数均大于10%，表明其多样性丰富。相关性分析结果显示，16个数量型性状间90对互为显著或极显著正、负相关，其中单核质量与核横径相关系数最大，单仁质量与单核质量相关系数最大，出仁率与仁侧径相关系数最大。对16个数量型性状进行主成分分析，以特征值大于1为标准，提取了5个主成分；第1主成分主要表征核、仁大小和质量，第2主成分主要表征核、仁厚度，第3主成分主要表征叶片大小，第4主成分主要表征核、仁形状，第5主成分主要表征叶片形状；5个主成分的累计方差贡献率为78.526%，能够反映16个数量型性状的大部分信息。在主成分分析基础上，对125株野生杏进行综合评价，筛选出综合得分前10的单株用于不同用途开发。【结论】北京地区野生杏叶片与核仁表型性状多样性丰富，可用于新品种选育、工艺品开发、加工产品原料供应等多种用途，增值潜力巨大。
关键词： 野生杏 表型性状 多样性 相关性分析 主成分分析 综合评价
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