科研产出
采用全景技术的机器视觉测量玉米果穗考种指标
《农业工程学报 》 2013 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了在利用图像技术无损考察玉米果穗形态指标时,能够利用一幅图像显示整个玉米果穗的外形,从而减少多幅图像拼接产生的重叠和处理不便,该文提出一种新的基于机器视觉的玉米果穗考种方法与配套装置,首先拍摄旋转玉米果穗图像序列,应用SIFT(scale invariant feature transform)算法获取图像特征点,对特征点随机采样计算单应矩阵并进行一致性检测排除外点,将前后2帧图像注册到同一坐标系。然后采用动态规划法寻找前后2帧拼接图像的缝合线,按缝合线切割图像,以图像模板高斯滤波权值融合缝合线两侧图像消除曝光差异。依次拼接、融合图像序列生成果穗全景图。对果穗全景图进行考种指标检测,试验结果表明:基于机器视觉的测量值与人工测量方式不存在显著性差异(显著水平α=0.05),该文所述方法可满足自动化考种的需求。
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基于LabVIEW的小麦生物量检测系统
《农业机械学报 》 2013 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了快速、无损地测量小麦生物量,根据小麦茎秆的力学特性,设计了一种基于LabVIEW的小麦生物量检测系统。以压力传感器为测量元件,以阿尔泰DAM-3056AH为高速采集模块,获取的小麦受推杆作用产生的回弹力信号由LabVIEW测量系统完成数据的实时采集、显示和保存。利用该检测系统在田间进行小麦生物量检测试验,以验证系统的性能。试验结果表明不同品种的小麦茎秆回弹力具有明显的差异,小麦茎秆回弹力与生物量(鲜质量)具有一定的相关性,采用线性回归法建立两者之间的回归模型,模型的决定系数R2达到0.712 7。结果表明基于力学原理进行小麦生物量检测是可行的。
关键词： 小麦 生物量 检测系统 LabVIEW 压力传感器
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近红外光谱法定量测定小麦粉中的石灰类添加物的研究
《光谱学与光谱分析 》 2013 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：小麦粉的质量安全一直备受社会各界关注。在比较生石灰、熟石灰和碳酸钙的近红外光谱特征的基础上,采集了掺入不同含量的生石灰、熟石灰和碳酸钙的小麦粉样品的近红外漫反射光谱。采用偏最小二乘算法结合交互验证算法建立了石灰和碳酸钙的近红外定量校正模型,采用外部检验集对各模型进行外部验证。结果表明,石灰、碳酸钙的模型测定系数(R2)分别为99.80%和96.98%;校正集均方根误差分别为0.19和0.34;交互验证集均方根误差分别为0.26和0.75;预测集均方根误差分别为0.63和0.44;相对预测性能RPD分别为8.57和5.24。模型具有较高的精度,可以满足小麦粉中石灰含量的现场快速检测要求。F检验结果表明,模型的校正集、外部检验集的预测值-化学值之间具有极显著的相关关系。本研究可为小麦粉快速质量安全筛查提供参考方法,对小麦粉质量监控具有重要意义。
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基于ZigBee的农田无线传感器网络节能路由算法
《高技术通讯 》 2013 EI 北大核心 CSCD
摘要：研究了无线传感器网络用于农田小气候环境及土壤墒情监测的高效节能路由策略,针对ZigBee网络采用的Cluster-Tree+AODVjr路由算法在节能方面的不足,结合ZigBee网络拓扑特点,通过建立基于模糊决策的最优节点分析模型,提出了一种适用于大规模农田渐变环境的无线传感器网络节能路由算法,该算法基于模糊决策理论来分析节点传输能耗与路由节点选取策略的定量关系,通过路由发现机制和创建最优目标组的方法来降低路由过程中数据的跳步数。仿真实验结果表明,所提出的算法较之ZigBee路由算法相比,显著减少了路由过程中的能量消耗。
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农田土壤中钾元素含量的激光诱导击穿光谱测量方法
《光谱学与光谱分析 》 2013 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：农田土壤中钾元素的实时测量具有重要的意义。利用由1 064nm激光器、高分辨率光谱仪组成的激光诱导击穿光谱系统,研究了土壤总钾含量的LIBS测量方法。文章对钾元素含量在8.74～34.56g.kg-1之间的农田土壤样品进行分析,比较了404.40,404.72,766.49和769.90nm的钾原子特征谱线,并选取766.49nm为本研究的分析谱线。分析了激光器稳定性、随机噪声造成的谱线强度误差,并以农田土壤中含量相对稳定的硅元素为参照元素,建立K和Si光谱强度比值与土壤中K元素含量关系的内定标模型。定标曲线拟合相关系数为0.935,定标模型对预测集样品的预测标准偏差为9.26%。
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利用高光谱植被指数监测紧凑型玉米叶绿素荧光参数F_v/F_m
《光谱学与光谱分析 》 2012 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：为进一步评价遥感监测紧凑型玉米叶绿素荧光参数Fv/Fm的可行性,通过开展小区紧凑型玉米试验,分析紧凑型玉米整个生育期Fv/Fm与高光谱植被指数的相关关系,建立紧凑型玉米Fv/Fm高光谱监测模型。结果表明,紧凑型玉米Fv/Fm与选取的高光谱植被指数均呈极显著正相关,其中结构敏感色素指数(SIPI)与Fv/Fm的相关性最好,相关系数(r)为0.88。用SIPI建立紧凑型玉米Fv/Fm的监测模型,其决定系数(R2)为0.812 6,均方根误差(RMSE)为0.082。研究表明,利用高光谱植被指数可以有效地监测紧凑型玉米整个生育期的Fv/Fm。
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漫反射近红外光谱法同时测定液体咖啡中的速溶咖啡、植脂末、糖含量
《光谱学与光谱分析 》 2012 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：采用傅里叶变换近红外光谱仪结合积分球附件对20个液体咖啡样品以漫反射方式采集近红外光谱,分别针对速溶咖啡、植脂末、糖建立定量校正模型。结果表明,速溶咖啡、植脂末、糖的模型因子数分别为4,5和4;测定系数(R2)分别为98.97%,99.94%和99.18%;校正均方根误差(root mean square error ofcalibration,RMSEC)分别为1.62,0.42和1.58;交互验证均方根误差(root mean square error of cross vali-dation,RMSECV)分别为2.12,0.72和2.01;F检验结果表明,三个模型的预测值-化学值之间存在极显著的相关关系。研究表明,近红外光谱法可以快速、准确地对液体咖啡中的三种主要成分同时进行定量测定,可为液体咖啡质量控制以及液体配方食品中具有一定组成的混合物的定量测定提供一定的参考。
关键词： 近红外光谱 漫反射光谱 定量校正模型 速溶咖啡 植脂末 糖
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基于Delaunay的无线传感器网络模型生成算法
《高技术通讯 》 2012 EI 北大核心 CSCD
摘要：为优化自组织无线传感器网络拓扑结构和提高网络总体性能,根据无线传感器网络节点的三角剖分特性,提出了一种基于Delaunay的无线传感器网络拓扑结构生成算法,详细给出了信息节点与能量节点在网络体系中的工作机制与轮换机制.仿真实验分析表明,用上述算法生成的Delaunay无线传感器网络体系适合于复杂环境下的散乱节点通信与数据采集,在覆盖度最大的前提下,该网络拓扑结构与星型网、网状网与传统混合网络拓扑结构相比,网络稳定性较强,在相同区域、节点条件下,网络开销最小,生存周期最长.
关键词： 无线传感器网络 Delaunay 三角剖分 拓扑结构 路由协议
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幼树靶标探测器设计与试验
《农业工程学报 》 2012 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对果园对靶喷药中幼树靶标难以精准探测的难题,该文基于红外传感器设计了幼树靶标探测器,该探测器能同时探测喷药机两侧果树树干,根据用户设置的喷雾宽度和延迟距离等参数计算出靶标喷雾位置,并准确控制电磁阀开闭以进行对靶喷药。实验室试验表明,在传感器探测范围内探测距离和树干直径对探测器探测准确性几乎没有影响,速度对探测准确性有微小量影响,速度不大于1m/s时喷雾总宽度计算精度不小于96.1%。果园试验表明,行走速度不大于0.94m/s时,幼树靶标探测器能100%探测到树干并准确计算出喷雾位置和喷雾宽度。
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通用农业环境信息监控系统ReGA网关设计
《农业工程学报 》 2012 EI 北大核心 CSCD
摘要：无线传感器网络(WSN)在农业智能化应用中具有良好技术优势和广阔应用前景,网关作为WSN连接外界应用系统的桥梁,在WSN中具有重要作用。已有网关设备主要针对特定应用系统提供数据汇集与转发功能,很少具备监测区域信息组织管理能力。该文以设计通用农业环境信息监控系统架构为背景,提出一种基于WinCE系统的可配置WSN网关体系结构(ReGA),在完成监测数据和控制指令转发的基础上,实现现场可视化设备和监测数据综合管理。ReGA的可配置体现在支持环境监测类型、监测节点属性动态配置,通过定义网关与上下层的交互协议,支持交互指令和封装参数的可配置,系统结构高内聚、低耦合。试验证明ReGA可靠性高,可灵活应用于农田、水产、林业、温室等不同领域。
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