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摘要:為確定最優(yōu)包衣玉米種子離散元仿真接觸參數(shù)組合，以真實試驗和不同參數(shù)組合下仿真得到的包衣玉米種子休止角和堆積角的誤差為響應(yīng)值，標定包衣玉米種子離散元仿真參數(shù)。采用經(jīng)典力學理論建立量化描述散體顆粒的運動力學方程，通過分析力學方程確定主要接觸參數(shù)。通過Central Composite試驗建立模型參數(shù)與響應(yīng)值之間的多元二次回歸方程，利用遺傳算法NSCA-Ⅱ?qū)Χ嘣畏匠踢M行多目標優(yōu)化，獲得最佳包衣玉米種子離散元模型接觸參數(shù)組合：種間靜摩擦因數(shù)為0.432、種間滾動摩擦因數(shù)為0.082、種間碰撞恢復系數(shù)為0.178。結(jié)合臺架試驗和仿真試驗，通過斜面滑動試驗，得到馬齒形玉米種子與有機玻璃間靜摩擦因數(shù)為0.1164。驗證試驗得到堆積角仿真試驗結(jié)果為27.83°，與實測落種測得堆積角數(shù)值之間的誤差為1.76%，結(jié)果表明，標定的包衣玉米種子離散元模型接觸參數(shù)準確可靠，可用于離散元仿真試驗。

摘要:針對我國玉米收獲機智能化水平較低，玉米收獲機參數(shù)的調(diào)節(jié)多通過機械操縱桿，玉米收獲時含水率較高，高含水率玉米收獲籽粒破碎率和夾帶損失率較高等問題，對國內(nèi)某縱軸流籽粒收獲機進行了智能化改裝，并設(shè)計了基于CAN總線的高含水率玉米低損脫粒智能控制系統(tǒng)。根據(jù)玉米收獲機工作過程的需要，設(shè)計了手動控制和自動控制兩種控制模式，提出了自動控制策略，并結(jié)合離散化PID控制算法實現(xiàn)了高含水率玉米低損脫粒。對系統(tǒng)進行了控制策略測試和田間試驗，系統(tǒng)測試結(jié)果表明，各工作參數(shù)可按控制策略調(diào)節(jié)并穩(wěn)定在設(shè)定的閾值內(nèi)；田間試驗結(jié)果表明，在高含水率玉米收獲時，本系統(tǒng)可使籽粒破碎率和夾帶損失率達到國家標準要求，其中籽粒破碎率最低為3.35%，最高為4.05%，平均為3.75%，夾帶損失率最低為1.56%，最高為2.08%，平均為1.77%。

摘要:針對目前我國果園深松機深松鏟的鏟柄與機架聯(lián)接處經(jīng)常由于強度不夠而出現(xiàn)變形、斷裂和損壞等現(xiàn)象，設(shè)計了一種鑿型鏟式深松機。采用CATIA對鑿型鏟式深松機三維建模，運用ABAQUS、ISIGHT與FE-SAFE軟件對鑿型鏟式深松機數(shù)字化模型進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計與疲勞壽命分析。田間試驗結(jié)果表明，輕量化后的深松機作業(yè)時，當前進速度為2.1km/h、耕深為350mm、土壤含水率為15%時，強度性能扭矩最小，深松效果最佳。通過軟件ISIGHT的優(yōu)化設(shè)計及FE-SAFE的疲勞壽命分析后，整機質(zhì)量由0.55t降低到0.45t，降低了16.4%，實現(xiàn)了輕量化設(shè)計，為果園深松機的自主研發(fā)提供一定的參考。

摘要:針對鮮煙葉裝炕勞動強度大，用工成本高，安全隱患突出等問題，設(shè)計了一種烤房裝煙機雙旋轉(zhuǎn)式煙葉裝卸裝置，主要由載煙機構(gòu)、雙旋轉(zhuǎn)機構(gòu)、傾斜機構(gòu)及PLC控制系統(tǒng)構(gòu)成。提出了一種由錐齒輪組構(gòu)成的主、副旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，解決煙葉裝卸中脫落、刮傷、干涉等問題。利用投影法和遺傳算法對機構(gòu)進行設(shè)計，確定了該機構(gòu)結(jié)構(gòu)參數(shù)。為保證裝置具有良好的裝卸效果，對載煙機構(gòu)、傾斜機構(gòu)進行空間力系和運動學分析，確定了其結(jié)構(gòu)參數(shù)。以煙夾傾斜角、空心軸轉(zhuǎn)速和載煙桿長度為試驗因素，以煙葉裝卸成功率為評價指標，進行正交試驗。試驗結(jié)果表明，當煙夾傾斜角為23°、空心軸轉(zhuǎn)速為12r/min、載煙桿長度為650mm時，煙夾裝卸效果最優(yōu)，此時煙葉脫落率為1.5%，煙夾偏移率為1.4%，煙葉損傷率為2.1%，煙葉裝卸成功率為95%，裝置可靠性高。

摘要:為了檢測與無人機噴霧質(zhì)量相關(guān)的霧滴參數(shù)，并將其應(yīng)用于各種復雜環(huán)境，設(shè)計了一種基于水性丙烯酸樹脂和數(shù)字圖像處理技術(shù)的無人機噴霧質(zhì)量檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)由霧滴采樣模塊、圖像采集模塊、圖像處理模塊、無線通信模塊、圖像和數(shù)據(jù)存儲模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊組成。利用水性丙烯酸樹脂在遇到水時會發(fā)生變色反應(yīng)這一特性，將其制成霧滴采樣模塊，并對霧滴采集裝置上的霧滴圖像進行獲取，隨后利用數(shù)字圖像處理技術(shù)對霧滴圖像進行處理，計算得出霧滴參數(shù)。在農(nóng)田環(huán)境下，通過無人機噴霧試驗對系統(tǒng)的性能進行了評價。該系統(tǒng)可實時檢測霧滴粒徑、霧滴沉積密度、霧滴覆蓋率等4種霧滴參數(shù)，從而實現(xiàn)對無人機噴霧質(zhì)量的檢測。初步試驗結(jié)果表明，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，系統(tǒng)檢測結(jié)果分布曲線與水敏紙法檢測結(jié)果分布曲線基本一致，能夠及時、準確地檢測無人機噴霧質(zhì)量。

摘要:株高和莖粗是玉米株型中重要的表型參數(shù)，可以反映玉米的生長狀況和活力，地基激光雷達可實現(xiàn)表型參數(shù)的快速自動測量。首先，使用地基激光雷達獲取田間2個玉米品種在4個生長期的三維點云數(shù)據(jù)；其次，使用點云處理軟件對采集的玉米點云數(shù)據(jù)進行匹配、分割，人工點云測量玉米表型；之后，對玉米點云進行下采樣、直通濾波、基于隨機采樣一致性平面分割、統(tǒng)計濾波和圓柱分割等處理，分割單株玉米、去除地面點云、濾除離群點、植株點云分層和提取待測量莖稈點云；運用最高點提取和地面點分割，測量玉米株高，橢圓擬合測量莖橫截面長軸和短軸長度。結(jié)果表明，與田間測量值相比，京農(nóng)科728人工點云測量株高、莖橫截面長軸和短軸長度的均方根誤差分別為21.5、1.24、1.86mm，農(nóng)大84分別為23.6、1.56、1.23mm。與人工點云測量值相比，京農(nóng)科728自動點云測量值的均方根誤差分別為10.2、6.65、3.45mm，農(nóng)大84分別為7.1、4.95、3.26mm。研究表明，地基激光雷達點云數(shù)據(jù)測量株高、莖粗的方法，適用于不同生長期、不同品種的玉米，與人工田間測量方法具有高度的一致性，可以替代人工測量。

摘要:為了提高農(nóng)田平整作業(yè)中地勢測量速度與精度，本文提出一種基于無人機LiDAR的農(nóng)田平整地勢測量方法。通過無人機搭載LiDAR測量系統(tǒng)，獲取高精度農(nóng)田地勢點云數(shù)據(jù)。對采集的點云數(shù)據(jù)進行預處理，通過直通濾波方法去除z軸方向上的大量噪點。使用漸進式形態(tài)學濾波算法，分割農(nóng)田地面點與非地面點。在保留主要農(nóng)田地勢信息特征的基礎(chǔ)上，使用基于VoxelGrid濾波器的農(nóng)田地勢點云精簡方法對農(nóng)田地勢點云數(shù)據(jù)進行精簡。在4塊不同面積的農(nóng)田中，分別使用無人機LiDAR測量方式與全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）測量方式進行地勢測量試驗，試驗結(jié)果表明，與GNSS測量真值的平整度相比，其準確度分別為94.681%、91.364%、90.588%和90.287%，與GNSS測量真值的最大高程差相比，其準確度分別為99.391%、98.167%、97.025%和98.776%，與GNSS測量真值的高差分布列相比，其準確度分別為99.307%、97.914%、98.673%和95.110%。本文提出的基于無人機LiDAR的農(nóng)田地勢測量方法可快速精準測量農(nóng)田地勢信息，可為下一步農(nóng)田平整作業(yè)提供數(shù)據(jù)支持。

摘要:為實現(xiàn)自動導航農(nóng)機的避障，解決搭載在農(nóng)機頂部的全景相機獲取其周圍360°的圖像信息并精確實時快速檢測出障礙物的問題，提出了一種改進YOLO v3-tiny目標檢測模型，實現(xiàn)了田間行人和其他農(nóng)機的檢測與識別。為了提高全景圖像中小目標的檢測效果，以檢測速度快、輕量級的網(wǎng)絡(luò)模型YOLO v3-tiny為基礎(chǔ)框架，通過融合淺層特征與第二YOLO預測層之前的拼接層作為第三預測層，增加小目標的檢測效果；為了進一步增加網(wǎng)絡(luò)模型對目標特征的提取能力，借鑒殘差網(wǎng)絡(luò)的思想，在YOLO v3-tiny主干網(wǎng)絡(luò)上引入殘差模塊，增加網(wǎng)絡(luò)深度和學習能力，從而能夠較好地提高網(wǎng)絡(luò)的檢測能力。為了驗證模型的性能，建立了農(nóng)田環(huán)境下1100幅行人與農(nóng)機兩類障礙物圖像原始數(shù)據(jù)集，經(jīng)數(shù)據(jù)擴增后得到2200幅圖像數(shù)據(jù)集，按8∶1∶1將數(shù)據(jù)集劃分為訓練集、驗證集和測試集，在Pytorch 1.8深度學習框架下進行模型訓練，模型訓練完后用220幅測試集圖像對不同模型進行測試。試驗結(jié)果表明，基于改進YOLO v3-tiny的農(nóng)田障礙物檢測模型，平均準確率和召回率分別為95.5%和93.7%，相比于原網(wǎng)絡(luò)模型，分別提高了5.6、5.2個百分點；單幅全景圖像檢測耗時為6.3ms，視頻流檢測平均幀率為84.2f/s，模型內(nèi)存為64MB。改進后的模型，在保證檢測精度較高的同時，能夠滿足農(nóng)機在運動狀態(tài)下實時障礙物檢測需求。

摘要:為了實現(xiàn)農(nóng)田環(huán)境下的苗期玉米定位定量施肥作業(yè)，提高肥料利用率，本文設(shè)計了基于機器視覺的苗期玉米定位施肥控制系統(tǒng)，控制自驅(qū)動履帶式田間玉米定位施肥機，使用切片式排肥器結(jié)構(gòu)實現(xiàn)間歇式施肥。采集苗期玉米冠層圖像后，利用顏色特征區(qū)分連續(xù)拍攝過程中的大量背景圖像和識別錯誤的株心，改進了株心識別定位方法；建立施肥滯后誤差補償模型，實時計算施肥相對距離，準確計算排肥器的落肥時刻，實現(xiàn)了按株間歇式自動定位施肥。經(jīng)過試驗與驗證分析，改進的株心定位識別方法明顯縮減了圖像處理時間，提高了算法魯棒性；3個擋位施肥量（7.25、14.5、21.75g）的施肥穩(wěn)定性變異系數(shù)分別為1.93%、1.87%、1.93%，施肥量控制精度大于95%，施肥位置準確性平均誤差為3.2cm，可以實現(xiàn)精準定位施肥。本文設(shè)計的施肥控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)苗期玉米按株定位定量施肥，達到了減施提質(zhì)、科學施肥的目的。

摘要:針對變量施肥位置滯后問題，在已有研究的基礎(chǔ)上，以提高變量施肥機作業(yè)精度為目標，利用壓力傳感器、ArduinoUNO等設(shè)備搭建了滯后時間檢測系統(tǒng)，并建立了落肥時間及其影響因素之間的關(guān)系模型，以該模型為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)提出了基于滯后距離的施肥位置修正方法。該方法利用滯后時間和作業(yè)速度計算滯后距離，當機具與網(wǎng)格邊界距離與滯后距離相等時改變施肥狀態(tài)，實現(xiàn)施肥位置的修正。田間試驗結(jié)果表明：本文提出的滯后時間檢測方法的檢測精度為84.1%；建立的轉(zhuǎn)速-滯后時間模型能夠準確計算滯后時間，基于滯后距離的施肥位置修正方法能夠有效提高施肥位置精度，施肥位置滯后距離減小了61.8%。

摘要:針對基于深度相機的生豬體尺檢測中，生豬胸圍、腹圍因欄桿遮擋而無法準確測量的問題，本文提出一種基于閾值分析的三次B樣條曲線擬合和邊緣檢測相結(jié)合的方法，實現(xiàn)對側(cè)視點云缺失區(qū)域的補全。對DK深度相機采集到的模型豬左側(cè)原始點云數(shù)據(jù)進行預處理，采用直通濾波、體素網(wǎng)格下采樣、統(tǒng)計濾波及歐氏聚類等方法提取生豬的側(cè)視點云。對側(cè)視點云進行切片、閾值分析、投影，擬合得到曲線擬合之后的補全點云。對側(cè)視點云進行邊緣檢測得到邊緣點云，對邊緣點云的缺失區(qū)域進行擬合補全，得到完整的邊緣點云，將曲線擬合之后的補全點云與邊緣點云進行對比分析，剔除超出邊緣的補全點云得到最終補全點云。最后，分別對未補全點云、補全點云進行體尺測點的自動化提取和人工提取，比較點云補全前后體尺測點的提取誤差。試驗結(jié)果表明，通過本文方法對腹部缺失點云進行補全后，腹圍測點的提取誤差由1.54cm降至0.64cm，對胸部缺失點云補全后，胸圍測點的提取誤差由3.41cm降至0.89cm。

摘要:針對復雜造型灌木修剪過程中機器人末端運動平穩(wěn)性差的問題，提出了一種基于雙切矢連續(xù)的改進三次B樣條軌跡光順算法。首先建立了線性軌跡拐角過渡模型，利用B樣條曲線局部性質(zhì)構(gòu)造銜接點切矢約束，使初始不平滑的修剪軌跡經(jīng)光順處理后可達到G 2連續(xù)；其次構(gòu)建平面多段軌跡在不同光順算法下的過渡曲線，經(jīng)對比分析，本算法所構(gòu)造的過渡曲線在相同逼近誤差下，相比傳統(tǒng)圓弧過渡算法曲率極值降低40.5%，相比傳統(tǒng)三次B樣條過渡算法在銜接點處曲率更加連續(xù)，整體光順效果更優(yōu)；最后為驗證算法對空間修剪軌跡的光順效果，建立了5軸關(guān)節(jié)機器人模型進行鴨形軌跡修剪仿真，結(jié)果表明本算法可使機器人末端速度極值提升13.5%，加速度極值降低86.9%，機器人各關(guān)節(jié)運動更平穩(wěn)，驗證了本算法在復雜修剪軌跡光順方面的可行性與有效性。

摘要:為了提高有限樣本下遙感時序估產(chǎn)效果，本文提出一種基于BSO-SVR的香蕉遙感時序估產(chǎn)模型。該模型以廣西壯族自治區(qū)扶綏縣的71塊香蕉田塊為研究區(qū)，利用時間序列Sentinel-2遙感影像數(shù)據(jù)，結(jié)合實測產(chǎn)量數(shù)據(jù)，對2019—2020年香蕉產(chǎn)量進行預測與分析。融合閾值分割和形態(tài)學開操作方法，濾除香蕉關(guān)鍵生育期內(nèi)遙感影像的厚云和云陰影區(qū)域；引入頭腦風暴優(yōu)化算法(Brain storming optimization algorithm, BSO) 自動搜尋支持向量回歸算法（Support vector regression，SVR）的最優(yōu)懲罰因子和核函數(shù)參數(shù)，解決SVR模型的參數(shù)優(yōu)化不足導致模型預測精度低的問題；搭建基于BSO-SVR的時間序列遙感估產(chǎn)模型，深入挖掘多時相遙感信息，以提升香蕉估產(chǎn)準確度。結(jié)果表明，相較于網(wǎng)格搜索算法（Grid search，GS）和灰狼優(yōu)化算法（Grey wolf optimizer，GWO）搜尋SVR模型的最優(yōu)參數(shù)，本文提出的頭腦風暴優(yōu)化算法具有更高的預測精度和更快的預測速度， 在2019年和2020年BSO-SVR模型測試集的決定系數(shù)（Coefficient of determination，R 2）分別為0.777和0.793，驗證集R 2分別為0.765和0.636，運行時間分別為0.320、0.331s；與傳統(tǒng)的嶺回歸模型（Ridge regression，RR）和偏最小二乘回歸模型（Partial least squares regression，PLSR）相比，BSO-SVR模型的預測性能最佳，其次是RR模型，PLSR模型表現(xiàn)最差。本文提出的時序估產(chǎn)模型實現(xiàn)了香蕉田塊產(chǎn)量的精準預估。

摘要:Kinect v2深度測量受光照環(huán)境的影響較大，為定量分析光照因素對Kinect v2測量精度的影響，構(gòu)建Kinect v2深度測量試驗系統(tǒng)，進行了不同距離和不同光照強度下深度測量的正交試驗，得出了深度數(shù)據(jù)中噪聲分布的具體區(qū)域，建立了光照強度影響下深度數(shù)據(jù)修正模型，對深度測量誤差進行了補償。試驗結(jié)果表明，深度數(shù)據(jù)中的噪聲干擾主要存在于邊緣和4個邊角部分，且隨著測量距離的增加和光照強度的增大向中心部分逐漸擴散，但是光照強度的影響更為顯著，當光照強度超過6500lx時，深度數(shù)據(jù)的有效率不超過60%。利用光照強度補償模型對深度測量數(shù)據(jù)進行修正后，深度數(shù)據(jù)測量平均相對誤差縮小率為44.55%。在花生冠層信息獲取中進行了應(yīng)用，驗證了本文數(shù)據(jù)修正模型的有效性。

摘要:目前大部分對農(nóng)作物病害識別的研究都是基于公開數(shù)據(jù)集進行的，而這些公開數(shù)據(jù)集大多是簡單背景的單一病害圖像，當在真實農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中應(yīng)用時，往往無法滿足需求。本研究采用AlexNet、DenseNet121、ResNet18、VGG16模型在自行構(gòu)建的復雜背景農(nóng)作物圖像數(shù)據(jù)集2和公開的簡單圖像背景數(shù)據(jù)集1上進行對比實驗，結(jié)果表明在數(shù)據(jù)集1上取得了較好的效果，平均識別準確率基本都達到90%左右，而在數(shù)據(jù)集2上模型的識別效果普遍較差。為此本文在數(shù)據(jù)集2上采用SSD目標檢測模型，實現(xiàn)對復雜背景農(nóng)作物圖像病害區(qū)域的預測，實驗結(jié)果表明，最終模型在測試集的平均精度均值達到83.90%。

摘要:為解決設(shè)施環(huán)境下番茄病害在線探測問題，以溫室大棚內(nèi)采集的番茄葉部圖像作為研究對象，以番茄早疫病為例提出了一種結(jié)合顏色紋理特征（color moments+color coherence vector+co-occurrence among adjacent LBPs，CCR）并基于支持向量機（SVM）的CCR-SVM葉部圖像病斑識別方法。為實現(xiàn)小樣本及復雜背景下的快速識別，首先采用滑動窗口將訓練用番茄葉部病害圖像切割成小區(qū)域圖像，選取不包含背景的小區(qū)域圖像作為樣本，從而增加樣本數(shù)量和多樣性。通過訓練的CCR-SVM模型對早疫病病斑子圖像正負樣本分類識別。實驗結(jié)果表明，本文方法離線識別準確率為96.97%，在線平均識別準確率達86.39%，平均單幀圖像識別時間為0.073s。表明CCR-SVM模型可準確識別并定位復雜背景下的早疫病病斑，且該方法計算量小、系統(tǒng)要求低，為復雜環(huán)境下番茄病害快速識別提供了新的思路。

摘要:為了解決蘋果表面早期損傷難以檢測的問題，提出了一種基于近紅外相機成像技術(shù)和圖像閾值分割方法的蘋果表面早期損傷檢測方法。使用T2SL近紅外相機采集蘋果樣本近紅外圖像，通過最大類間方差法對近紅外圖像進行背景分割，基于圖像的灰度直方圖進行無損和有損區(qū)域分割閾值的設(shè)定，并結(jié)合形態(tài)學處理提取蘋果樣本的損傷區(qū)域。該方法對無表面損傷蘋果樣本的判別準確率是88%，對即時損傷后樣本的判別準確率是90%，對損傷后30min樣本的判別準確率達到96%?；诮t外相機成像和閾值分割的蘋果早期損傷檢測不需要建模學習，類似一種無監(jiān)督判別分析方法，研究結(jié)果表明，利用該方法進行蘋果表面早期損傷檢測是可行的。

摘要:為了實現(xiàn)蘋果內(nèi)部病變的無損檢測，設(shè)計了基于近紅外穩(wěn)態(tài)空間分辨技術(shù)的蘋果病變檢測系統(tǒng)。系統(tǒng)選用波長830nm的半導體激光器作為光源，選擇感光面積大、感光系數(shù)靈敏的FDS1010光電探測器實現(xiàn)蘋果內(nèi)部病變無損檢測。搭建試驗平臺對檢測系統(tǒng)的性能進行了分析，包括電流穩(wěn)定性、溫度穩(wěn)定性和光強穩(wěn)定性，系統(tǒng)穩(wěn)定性滿足試驗需求。選擇Evans Blue固體配制不同質(zhì)量分數(shù)的純吸收溶液，對檢測裝置的準確性和靈敏度進行驗證，發(fā)現(xiàn)隨著溶液濃度的升高，吸光度呈現(xiàn)線性變化的趨勢，在純吸收溶液中系統(tǒng)表現(xiàn)出了穩(wěn)定的檢測性能，且對不同質(zhì)量分數(shù)也表現(xiàn)出良好的分辨性能。根據(jù)穩(wěn)態(tài)空間分辨檢測技術(shù)原理，設(shè)計蘋果病變替換試驗，通過改變光源的位置，并記錄“源-探”之間的距離，依據(jù)漫射傳輸方程求出蘋果病變位置的光學參數(shù)，與目前已知的蘋果內(nèi)部組織光學參數(shù)一致。研究結(jié)果表明該系統(tǒng)可以實現(xiàn)蘋果內(nèi)部病變無損檢測。

摘要:提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)效率是推動農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的重要內(nèi)容，但傳統(tǒng)的基于前沿面的技術(shù)效率評價模型在實際應(yīng)用中存在模型運算速度慢和靈活性低等問題，難以對大量新增樣本的效率進行快速評價?；诖?，本研究將基于前沿面的DEA技術(shù)效率測算模型與集成學習模型相結(jié)合，提出一種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)效率的評估預測方法，并利用葡萄生產(chǎn)技術(shù)效率數(shù)據(jù)集驗證了模型的效果。研究結(jié)果顯示，Stacking融合模型的準確率和AUC分別達到了94.8%和0.984，均優(yōu)于其他對比模型，表明基于Stacking集成學習模型具有較高的預測準確性，能夠?qū)崿F(xiàn)更加高效、快速的技術(shù)效率評價。

摘要:針對我國現(xiàn)存網(wǎng)絡(luò)農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)庫同質(zhì)異構(gòu)、知識零散化、一物多詞、歧義解析缺乏規(guī)范等問題，提出了基于語義知識圖譜的農(nóng)業(yè)知識智能檢索方法。本文方法圍繞農(nóng)作物品種、農(nóng)作物病蟲害、農(nóng)作物簡介、模型方法4個要素，自頂向下構(gòu)建模式層；通過本體建模形成知識圖譜的概念框架，自底向上構(gòu)建數(shù)據(jù)層；通過數(shù)據(jù)獲取、知識抽取、融合、存儲建立實體間關(guān)聯(lián)關(guān)系。針對語料中歧義字段問題，本文方法在構(gòu)建知識圖譜中收集大量專有詞匯，并對其進行分詞及詞性標注。為了解決在農(nóng)業(yè)知識中一物多詞的問題，收集了數(shù)量龐大的主要農(nóng)作物別名，并作為實體賦予明確屬性，采用Bi-LSTM-CRF進行實體識別，并通過LSTM將問題進行分類，利用TF-IDF進行關(guān)鍵字提取，最后將知識存儲于Neo4j圖數(shù)據(jù)庫中，從而對相關(guān)農(nóng)業(yè)知識數(shù)據(jù)做規(guī)范分類，解決一物多詞、一義多解問題。

摘要:針對目前普及程度較高的以電話直接咨詢、集中技術(shù)培訓和專家現(xiàn)場指導為主的農(nóng)業(yè)信息服務(wù)，受時空和人力限制，存在及時性和便捷性欠缺的問題，研究開發(fā)Android端農(nóng)技智能問答機器人APP，為農(nóng)民提供信息服務(wù)。利用爬蟲工具采集互聯(lián)網(wǎng)平臺上的海量農(nóng)技問答數(shù)據(jù)，經(jīng)過預處理后形成語料。對語料特征進行自動標注后訓練CRF模型識別農(nóng)技命名實體。并根據(jù)詞頻和信息熵計算命名實體的評價指數(shù)，構(gòu)建“農(nóng)作物-病蟲害-農(nóng)藥”三元組知識庫。將知識庫導入Neo4j建立農(nóng)技知識圖譜。在Android端集成命名實體識別和知識圖譜查詢推薦算法，解決用戶問題的關(guān)鍵詞識別和查詢結(jié)果的擇優(yōu)推薦問題。所設(shè)計問答系統(tǒng)為農(nóng)技問答提供了一種智能解決方案，具有較高的自動化程度和應(yīng)用價值。

摘要:為解決農(nóng)業(yè)病蟲害問句分類過程中存在公開數(shù)據(jù)集較少、文本較短、特征稀疏、隱含語義信息較難學習等問題，以火爆農(nóng)資招商網(wǎng)為數(shù)據(jù)源，構(gòu)建了用于農(nóng)業(yè)病蟲害問句分類的數(shù)據(jù)集，提出了一種用于農(nóng)業(yè)病蟲害問句分類的深度學習模型BERT_Stacked LSTM。首先，BERT部分獲取各個問句的字符級語義信息，生成了包含句子級特征信息的隱藏向量。然后，使用堆疊長短期記憶網(wǎng)絡(luò)（Stacked LSTM）學習到隱藏的復雜語義信息。實驗結(jié)果表明，與其他對比模型相比，本文模型對農(nóng)業(yè)病蟲害問句分類更具優(yōu)勢，F(xiàn)1值達到了95.76%，并在公開通用領(lǐng)域數(shù)據(jù)集上進行了測試，F(xiàn)1值達到了98.44%，表明了模型具有較好的的泛化性。

摘要:為解決病蟲害文獻識別過程中存在語義特征學習不夠、上下文信息不能充分利用等問題，以病蟲害相關(guān)文獻摘要為研究對象，提出一種基于注意力池化策略和堆疊式雙向長短期記憶（Bi-directional long-short term memory, BiLSTM）的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型（AP-LSTM）。該模型采用堆疊式長短期記憶結(jié)構(gòu)，提高了對語義特征的學習能力，在進行堆疊操作時，通過將輸入向量與輸出向量拼接，進一步加強了對語義信息的表征；然后采用基于注意力機制的池化策略為不同的詞分配不同權(quán)重，使模型在抓住重點的同時能夠充分利用上下文信息。本文在包含1439條正例、1061條負例的自標注數(shù)據(jù)集上進行了實驗，所提出的AP-LSTM模型在該數(shù)據(jù)集上的精確率、召回率、〖JP2〗F1值和準確率分別為92.67%、97.20%、94.88%和94.00%，實驗結(jié)果表明，AP-LSTM模型能夠有效識別病蟲害文獻。

摘要:無人機（Unmanned aerial vehicle, UAV）作為一種靈活、高效的農(nóng)業(yè)環(huán)境信息和作物生長信息獲取技術(shù)的載體，近年來在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科研領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。無人機搭載感知成像設(shè)備已經(jīng)成為智慧農(nóng)業(yè)中信息獲取的重要技術(shù)手段，與地上或地下傳感器等共同構(gòu)成空地一體化系統(tǒng)，為智能化農(nóng)業(yè)管理提供數(shù)據(jù)支持和決策依據(jù)。多源信息融合是提高無人機感知能力的關(guān)鍵技術(shù)之一，其研究對于無人機的應(yīng)用有著重要意義。與單一信息獲取相比，基于多源數(shù)據(jù)融合的方法，將多源性的各類信息進行各種運算與處理，來提取目標的特征信息，以便進行分析與理解，最終實現(xiàn)對目標的識別、檢測和控制等?？偨Y(jié)了國內(nèi)外20多年來有代表性的相關(guān)研究和解決方案，從無人機影像背景復雜、目標較小、視場大、目標具有旋轉(zhuǎn)性的特點出發(fā)，對無人機目標檢測近期的研究進行了歸納和分析。最后討論了存在的問題，給出了今后的研究趨勢與發(fā)展方向判斷。

摘要:為了解我國家禽類地理標志保護產(chǎn)品時空特征，以2002—2020年家禽類地理標志產(chǎn)品數(shù)據(jù)為依據(jù)，借助空間分析方法，從整體、部門和品種3個層面分析了我國家禽類地理標志的空間分布特征，應(yīng)用莫蘭指數(shù)從全局和局部兩個維度對我國家禽類地理標志產(chǎn)品進行空間自相關(guān)分析?？臻g分布結(jié)果表明，家禽類地理標志登記整體呈增長趨勢，空間上在南北方向上呈“南強北弱”分布，東西方向上呈“U型”分布，區(qū)域間分布差異明顯；不同部門間家禽類地理標志登記增長趨勢差異明顯，省市分布呈“高數(shù)量省市少”的分布差異，空間上在南北方向呈“南強北弱”分布，東西方向差異明顯；不同品種家禽類地理標志登記數(shù)量差異明顯，受保護品種的資源占比情況與受保護品種總量占比不成正比，省市分布呈“高數(shù)量省市少，未申請省市多”分布，空間上呈“南強北弱，東強西弱”分布；空間自相關(guān)結(jié)果表明，在全局自相關(guān)上，部門綜合、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部和商標局的家禽類地理標志存在正的空間相關(guān)性，國家知識產(chǎn)權(quán)局家禽類地理標志不存在相關(guān)性；品種上，雞和鵝類地理標志存在正的相關(guān)性，鴨和鴿類地理標志不存在相關(guān)性。局部自相關(guān)結(jié)果表明，已登記家禽類地理標志的省份中，大部分省份的地理標志保護情況會影響到鄰近省份對家禽類地理標志的保護。在聚集差異上，家禽類地理標志在整體和部門間的聚集分布相似，均存在高-高聚集的省市集中于南部沿海地區(qū)，低-低聚集于北部地區(qū)，低-高聚集于中部和南部地區(qū)，高-低聚集于東部沿海地區(qū)現(xiàn)狀。品種均存在高-高聚集于南部地區(qū)，低-低聚集于北部地區(qū)現(xiàn)狀?？傮w上我國家禽類地理標志在中部地區(qū)和西部地區(qū)顯著性差異不大。

摘要:體長作為魚類主要可測量屬性之一，是其生長狀況監(jiān)測、水質(zhì)環(huán)境調(diào)控、餌料投喂、經(jīng)濟效益估算的重要信息依據(jù)。近年來，隨著成像技術(shù)、計算能力和硬件設(shè)備的快速發(fā)展，基于機器視覺的無損測量方法迅速興起，克服了傳統(tǒng)方法在魚體損傷、成本和性能方面的局限性，憑借快速準確、及時高效、可重復批量檢測的優(yōu)勢成為魚體長度測量的有力工具。通過文獻整理和分析，對基于機器視覺的魚體長度測量中所需的圖像采集設(shè)備、魚體輪廓提取算法和長度測量方法進行了系統(tǒng)的分析和總結(jié)，并對不同方法的優(yōu)缺點和適用場景進行了比較。最后，提出了魚體長度估算研究的主要挑戰(zhàn)和未來趨勢。

摘要:我國家禽養(yǎng)殖規(guī)模和數(shù)量在不斷擴大，智能化養(yǎng)殖是當前家禽飼養(yǎng)監(jiān)管的熱點研究方向。計算機視覺技術(shù)能夠提供無創(chuàng)、非侵入式、低成本、高效益的動物行為識別方式，用于檢測雞群活動水平、診斷疾病和發(fā)現(xiàn)死禽。總結(jié)了用于檢測雞和識別雞行為的視覺系統(tǒng)，并從表型參數(shù)和行為參數(shù)兩方面分別回顧了與繁殖性能的相關(guān)關(guān)系、表型性狀特征提取與識別以及行為識別算法；分析了當前視覺系統(tǒng)存在的問題并提出其優(yōu)化策略；討論了基于計算機視覺技術(shù)選留優(yōu)質(zhì)種公雞的可行性，并初步提出了公雞選種算法框架。最后展望了計算機視覺技術(shù)在家禽養(yǎng)殖行業(yè)的應(yīng)用前景及優(yōu)化方向。

摘要:以水體中氨氮濃度為研究對象，在水楊酸分光光度法基礎(chǔ)上結(jié)合微流控技術(shù)進行比色傳感實驗，實現(xiàn)對溶液中氨氮濃度的定量檢測。通過比較4種特征波長篩選方法對建模的影響，發(fā)現(xiàn)連續(xù)投影算法選出的波長變量最少，所建立的預測模型效果最好，建模集校正標準差和預測集校正標準差分別為0.00931mg/L和0.02857mg/L，相對分析誤差為11.2141。在優(yōu)化條件下測得該方法的線性范圍和檢測限分別為0.04~0.92mg/L和0.016mg/L。對養(yǎng)殖水體和海水進行加標回收實驗，平均回收率在95.8%~116%之間，相對標準偏差在2.1%~6.3%之間。結(jié)果證明了利用水楊酸分光光度法結(jié)合微流控技術(shù)檢測氨氮濃度方法的可行性。

摘要:準確實現(xiàn)魚群計數(shù)對于水產(chǎn)養(yǎng)殖中的生物量估算、存活率評估、養(yǎng)殖密度控制和運輸銷售管理等有著重要的指導作用。針對目前魚群計數(shù)方法難以處理復雜背景、多尺度魚群圖像的問題，提出了一種基于多尺度融合與無錨點YOLO v3（Multi-scale fusion and no anchor YOLO v3, MSF-NA-YOLO v3）的魚群計數(shù)方法。首先采集多源魚群圖像，構(gòu)建魚群計數(shù)數(shù)據(jù)集，其次采用基于多尺度融合的方法提取魚群圖像特征，最后基于CenterNet目標檢測網(wǎng)絡(luò)識別出魚群圖像中的魚體目標，實現(xiàn)魚群計數(shù)。在真實的魚群數(shù)據(jù)集上進行測試，計數(shù)準確率為96.26%，召回率為90.65%，F(xiàn)1值為93.37%，平均精度均值為90.20%。與基于YOLO v3、YOLO v4和ResNet+CenterNet的魚群計數(shù)方法相比，召回率分別提高了5.80%、1.84%和3.48%，F(xiàn)1值分別提高了2.26%、0.33%和1.68%，平均精度均值分別提高了5.96%、1.97%和3.67%，表明基于本研究方法的計數(shù)結(jié)果與實際計數(shù)結(jié)果相差較小，綜合性能更好。

摘要:針對現(xiàn)有多目標魚體檢測大多針對受控環(huán)境進行，泛化能力有限的問題，提出了一種簡單、有效的復雜背景下多目標魚體檢測模型。通過遷移學習構(gòu)建基于DRN的特征提取方法，對原始圖像進行特征提取，結(jié)合RPN進一步生成候選檢測框；構(gòu)建基于Faster R-CNN的復雜背景多目標魚體檢測模型。在ImageNet2012數(shù)據(jù)集上的實驗結(jié)果表明：該模型對復雜背景下金魚的檢測平均精度達到89.5%，遠高于R-CNN+AlexNet模型、Faster R-CNN+VGG16模型和Faster R-CNN+ResNet101的檢測精度，表明該模型可以高效精確地實現(xiàn)復雜背景下的多目標魚體檢測。

摘要:為了提高池塘水體中溶解氧含量（DO）預測精度，本文提出了一種基于改進的天牛須搜索算法(Improved beetle antennae search algorithm, IBAS)和長短期記憶網(wǎng)絡(luò)(Long short-term memory, LSTM)相結(jié)合的溶解氧含量預測模型。為了降低模型輸入維度，提高模型計算效率，采用皮爾遜(Pearson)相關(guān)系數(shù)分析法得出各因子與溶解氧含量之間的相關(guān)性，提取強關(guān)聯(lián)因子作為模型輸入特征；為了使天牛須搜索算法(Beetle antennae search algorithm, BAS)在全局搜索和局部搜索中達到平衡，提高算法的收斂速度，提出衰減因子指數(shù)遞減策略改進天牛須搜索算法，將衰減因子γ與迭代次數(shù)相聯(lián)系并呈指數(shù)函數(shù)遞減；通過IBAS優(yōu)化LSTM網(wǎng)絡(luò)，得到最優(yōu)參數(shù)組合策略，建立P-IBAS-LSTM非線性溶解氧含量預測模型。并利用該模型對江蘇省宜興市水產(chǎn)養(yǎng)殖研究中心某池塘水體溶解氧含量進行驗證，預測2h后的溶解氧含量。在與常見的7種模型對比中發(fā)現(xiàn)，本文所提出的方法在各項指標中都取得了最優(yōu)的性能，均方誤差(MSE)為0.6442mg2/L2、均方根誤差(RMSE)為0.8026mg/L、平均絕對誤差(MAE)為0.5306mg/L。實驗結(jié)果表明本文所提出的模型預測精度更高，泛化性能更強，可以滿足實際對溶解氧含量準確預測的需求，并為池塘養(yǎng)殖中水質(zhì)預警控制提供參考。

摘要:針對目前國內(nèi)蝗蟲監(jiān)測主要以人工監(jiān)測為主、監(jiān)測效率低且計數(shù)不準確的問題，以5齡東亞飛蝗為實驗對象，提出了一種蝗蟲視頻計數(shù)方法K-SSD-F算法。該方法可以實時、連續(xù)、自動監(jiān)測蝗蟲的數(shù)量。首先利用背景分離法中的KNN算法提取視頻前后幀的時空特征；然后通過標注好的數(shù)據(jù)訓練SSD模型，并對視頻進行檢測，提取視頻的靜態(tài)特征，二者結(jié)合以提高計數(shù)準確率；最后利用補幀算法識別因姿態(tài)變化導致的漏計數(shù)的幀。實驗結(jié)果表明，蝗蟲識別準確率為97%，召回率為89%，平均檢測精度（mAP）為88.94%，F(xiàn)1值為92.82%，且檢測速度達到了19.78f/s。本文方法具有較好的魯棒性，可以實現(xiàn)蝗蟲的實時和自動計數(shù)，其精度優(yōu)于其他模型，也可為其他種類的昆蟲自動識別計數(shù)提供理論基礎(chǔ)。

摘要:目前奶牛體況評分主要為人工，但受人工主觀性影響，評分結(jié)果的可靠性較差，評定過程耗時費力，嚴重依賴于評估人員的經(jīng)驗，基于計算機視覺的奶牛體況評分研究逐漸成為研究熱點。奶牛體況評分的發(fā)展主要經(jīng)歷了人工評分階段、傳統(tǒng)機器學習階段和深度學習階段，后兩者又可細分為2D領(lǐng)域和3D領(lǐng)域的研究。當前基于傳統(tǒng)機器學習的奶牛體況評分方法主要存在依賴于人工標記的問題，單純地改進降維、提取特征的方法，只能在特定的情況得到提高，使用場景局限，且效果提升有限。隨著深度學習的興起，研究者們開始對不需要人工標記特征的方法進行探索。深度學習與3D技術(shù)的使用使得自動體況評分的精度有了進一步的提升，但在實際生產(chǎn)中，為滿足奶牛不同生長階段營養(yǎng)管理需求，奶牛體況值與理想值差應(yīng)始終維持在±0.25以內(nèi)，現(xiàn)有自動評分系統(tǒng)的精度與實際養(yǎng)殖管理的理想標準仍具有一定差距。本文通過文獻分析，對當前利用計算機視覺的奶牛體況評分的研究熱點和理論進行總結(jié)研究，提出潛在的研究方向。

摘要:針對利用熱紅外技術(shù)檢測奶牛乳房炎精度低的問題，提出了一種改進YOLO v3-tiny的奶牛乳房炎自動檢測方法，構(gòu)建了自動檢測奶牛關(guān)鍵部位模型。改進YOLO v3-tiny算法以YOLO v3-tiny為基礎(chǔ)，首先在卷積層與池化層之間加入殘差網(wǎng)絡(luò)，增加網(wǎng)絡(luò)深度，進行深層次地特征提取、高精度地檢測分類；其次在網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵位置加入了壓縮激勵（Squeeze and excitation, SE）注意力模塊，強化有效特征，增強特征圖的表現(xiàn)能力；最后比較了激活函數(shù)ReLU、Leaky ReLU與Swish的性能，發(fā)現(xiàn)激活函數(shù)Swish優(yōu)于激活函數(shù)ReLU和Leaky ReLU，故將網(wǎng)絡(luò)模型主干部分卷積層中的激活函數(shù)更改為Swish激活函數(shù)。改進后的奶牛關(guān)鍵部位檢測模型檢測結(jié)果準確率為94.8%，召回率為97.5%，平均檢測精度為97.9%，F(xiàn)1值為96.1%，與傳統(tǒng)模型相比，準確率提高了9.9個百分點，召回率提高了1.7個百分點，平均檢測精度提高了2.2個百分點，F(xiàn)1值提高了6.2個百分點，性能指標均優(yōu)于YOLO v3-tiny模型，滿足實時檢測的要求。使用該目標檢測算法進行奶牛乳房炎檢測試驗，將獲得的溫差與溫度閾值比較，判定奶牛乳房炎的發(fā)病情況，并以體細胞計數(shù)法進行驗證。結(jié)果表明，奶牛乳房炎檢測精度可達77.3%。證明該方法能夠?qū)崿F(xiàn)奶牛關(guān)鍵部位的精準定位并應(yīng)用于奶牛乳房炎檢測。

摘要:基于熱紅外視頻的生豬體溫實時檢測過程中，針對生豬頭部姿態(tài)多變不能準確檢測耳根溫度的問題，提出了一種生豬耳根溫度精準檢測方法。首先，根據(jù)生豬頭部運動軌跡數(shù)據(jù)，對飼喂欄通道進行最佳耳根測溫區(qū)域劃分；然后，提出了一種位置偏移算法，檢測最佳耳根測溫區(qū)域中的頭部姿態(tài)端正幀（Head posture correct frame，HPCF）；最后，構(gòu)建了基于YOLO v4的生豬頭部和耳根檢測模型，對生豬頭部和耳根區(qū)域進行精準定位，實現(xiàn)了HPCF的自動檢測，分別提取HPCF的左、右耳根檢測框內(nèi)的最高溫度作為各自的耳根溫度。試驗結(jié)果表明，基于YOLO v4模型的平均檢測精度(mAP)達到93.15%，頭部和耳根定位精準；HPCF檢測準確率為91.33%；將算法提取的耳根溫度和手動提取的耳根溫度進行比較，分析結(jié)果表明，對于測試的HPCF中的左右耳根溫度，誤差在0.3℃以內(nèi)的測試圖像分別占97％和98％。上述研究結(jié)果可為生豬體溫異常實時監(jiān)測與預警提供技術(shù)手段。

摘要:為了提高生豬頭部在線檢測的實時性，實現(xiàn)基于熱紅外視頻的生豬耳根體表溫度在線監(jiān)測，提出一種基于最優(yōu)步長的生豬頭部快速檢測方法。首先在生豬頭部左右兩側(cè)的可能運動區(qū)域，設(shè)計5條動態(tài)掃描線，從通道入口開始掃描頭部的運動狀態(tài)。在生豬頭部左右兩側(cè)可能的運動區(qū)域，沿水平方向分別設(shè)計生豬頭部檢測框的左邊線和右邊線。在生豬頭部前側(cè)可能的運動區(qū)域，沿垂直方向依次設(shè)置了生豬頭部檢測框的下框動態(tài)掃描邊線、垂直區(qū)間動態(tài)掃描線和垂直區(qū)間動態(tài)掃描線的下限線；其次，當生豬進入通道時，將高溫閾值分別與左邊線和右邊線的溫度進行比較，計算左框和右框的動態(tài)掃描線是否需要水平平移，進而確定生豬頭部檢測框體左邊線和右邊線的位置；最后，將高溫閾值與垂直區(qū)間動態(tài)掃描線的溫度進行比較，計算出最優(yōu)垂直移動步長，進而分別確定生豬頭部檢測框體上邊線和下邊線的位置，實現(xiàn)基于最優(yōu)步長的頭部快速檢測。利用采集到的40頭生豬視頻數(shù)據(jù)，在Matlab及C#平臺上進行了測試，并與骨架掃描策略、壓縮感知、核相關(guān)濾波等方法進行對比分析。結(jié)果表明，本文方法檢測平均幀速分別比骨架掃描策略、壓縮感知方法提高了74.4%和54.1%，檢測精度比壓縮感知、核相關(guān)濾波分別提高了11.03、13.82個百分點，耳根溫度平均誤差為0.235℃。

摘要:針對離子選擇電極預測土壤硝態(tài)氮濃度易受土壤懸液組分影響的問題，以提高離子選擇電極預測土壤硝態(tài)氮濃度精準度為目標，探討了Nernst、SAM、BP-ANN 3種模型的濃度預測性能。開展標準溶液檢測實驗，預判3個模型的預測性能，結(jié)合田間玉米監(jiān)測實驗和盆栽粉冠番茄監(jiān)測實驗驗證樣本實驗結(jié)果。實驗結(jié)果表明，3個模型的預測結(jié)果與樣本真值均具有較好的一致性。其中，SAM模型的濃度預測結(jié)果最為精確，其決定系數(shù)均不小于0.9，且MAE、MRE、RMSE分別為2.03~5.08mg/L、0.64%~8.79%、2.21~5.49mg/L。SAM濃度預測模型具有精度較高、抗干擾性好的特點，對基于ISE的土壤硝態(tài)氮原位檢測具有一定的參考價值。

摘要:為對冬小麥作物-土壤全氮含量進行一體化監(jiān)測，提出一種基于改進灰狼優(yōu)化算法(Improved grey wolf optimization algorithm，IGWO)的冬小麥作物-土壤全氮含量共同冠層高光譜特征波長選擇方法。以河南省漯河市郾城區(qū)的40塊拔節(jié)期冬小麥農(nóng)田為研究區(qū)，通過采集冬小麥冠層反射光譜，結(jié)合實驗室測定精確全氮含量，利用IGWO算法選擇冬小麥作物-土壤共同特征波長。結(jié)果表明，相較于遺傳算法(Genetic algorithm，GA)等其他仿生學優(yōu)化算法，改進灰狼優(yōu)化算法可以選擇冬小麥作物-土壤共同冠層反射光譜特征波長。在隨機森林(Random forest，RF)回歸模型下，冬小麥作物和土壤全氮含量測試集的決定系數(shù)(Coefficient of determination，R 2)分別為0.7888和0.7534。與其他仿生學算法相比，IGWO選擇的特征波長405、495、582、731、808nm預測性能最佳，能夠有效利用全譜信息且符合冬小麥生理特征。改進灰狼優(yōu)化算法能夠選擇冬小麥作物-土壤共同的冠層反射光譜特征波長，實現(xiàn)對冬小麥作物-土壤全氮含量的較高精度估計，可作為估測田間冬小麥作物-土壤全氮含量的有效途徑。

摘要:為了提高農(nóng)田土壤-作物全氮一體化檢測精度，以冬小麥冠層光譜為研究對象，定量分析了4種數(shù)據(jù)降維方法（保持鄰域嵌入法（NPE）、t分布隨機近鄰嵌入法（t-SNE）、拉普拉斯映射法（LE）和局部線性嵌入法（LLE））在冠層光譜特征提取及作物、土壤全氮含量檢測精度。分別采集了豫麥49-198、周麥27、矮抗58和西農(nóng)509等4個品種的冬小麥在4個施氮水平下的作物冠層光譜反射率以及對應(yīng)的作物、土壤全氮含量。選取波段400~900nm的可見光與部分近紅外波段分別進行NPE、t-SNE、LE以及LLE數(shù)據(jù)降維處理，隨后在4組降維特征的基礎(chǔ)上，建立了隨機森林回歸模型。對比全譜信息以及4組降維特征在作物、土壤全氮含量的預測性能表明，利用LLE-RF混合方法取得了最優(yōu)的氮素預測效果，作物全氮含量預測決定系數(shù)R2v為0.9150，預測均方根誤差（RMSEP）為0.2212mg/kg；土壤全氮含量預測決定系數(shù)R2v為0.8009； RMSEP僅為0.0085mg/kg，均優(yōu)于原始全譜數(shù)據(jù)以及其他3組降維特征。實驗結(jié)果表明，利用LLE降維后得到的特征光譜信息可有效地表征作物全氮含量以及土壤全氮含量。

摘要:針對高光譜技術(shù)應(yīng)用于土壤養(yǎng)分定量檢測中忽略彩色圖像外部特征與土壤養(yǎng)分的內(nèi)在關(guān)系的問題，結(jié)合土壤的光譜信息與圖像特征構(gòu)建一種圖譜特征融合的土壤全氮含量預測模型，探究圖譜特征融合對于土壤全氮含量的預測能力。通過實驗室高光譜成像儀獲取土壤樣品的高光譜圖像，從高光譜圖像提取土壤的光譜信息與圖像特征。使用無信息變量消除算法（Uniformative variable elimination，UVE）和競爭性自適應(yīng)重加權(quán)采樣算法（Competitive adaptive reweighted sampling，CARS）的聯(lián)合算法對光譜信息進行特征波長的選擇，選擇后的特征波長作為土壤光譜信息；通過相關(guān)性分析選擇與土壤全氮含量相關(guān)性較高的圖像特征。將CatBoost（Categorical Boosting）算法應(yīng)用到土壤全氮含量預測中，分別對基于單一光譜信息、單一圖像特征和圖譜特征融合對土壤全氮含量進行預測并比較。結(jié)果表明，UVE-CARS聯(lián)合算法選取的特征波長為942、1045、1199、1305、1449、1536、1600nm，與含氮基團的倍頻吸收相吻合。與土壤全氮含量相關(guān)性較高的圖像特征為角二階矩、能量、慣性矩、灰度均值和熵。通過CatBoost算法建立的基于單一光譜信息特征波長的模型最終預測土壤全氮含量R 2為0.8329，RMSE為0.2033g/kg；基于圖像特征建立的模型最終預測土壤全氮含量R 2為0.8017，RMSE為0.2197g/kg；基于圖譜特征融合建立的模型最終預測土壤全氮含量R 2為0.8668，RMSE為0.1602g/kg，預測精度均高于單一光譜特征和單一圖像特征的預測精度，與基于單一光譜特征和單一圖像特征相比，基于高光譜圖譜特征融合的土壤全氮含量預測模型效果較好，為土壤全氮含量的預測研究提出一種新的方法。

摘要:為快速無損獲取土壤有機質(zhì)含量信息，基于光譜學原理設(shè)計了一款便攜式土壤有機質(zhì)含量檢測儀。檢測儀主要由機械部分、光路系統(tǒng)和控制部分組成，其中機械部分為檢測儀提供平臺支撐，光路部分由光源、藍寶石玻璃、濾光片和光電探測器組成，控制系統(tǒng)實現(xiàn)對土壤測量信號的采集和處理。便攜式土壤有機質(zhì)檢測儀工作時，光源發(fā)出光照射到待測土壤表面，漫反射光經(jīng)過濾光片濾波后由光電轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)光信號轉(zhuǎn)換成電信號，再經(jīng)信號處理單元計算出各個敏感波長處的反射率，通過測量光譜反射率檢測土壤有機質(zhì)含量。采集了北京市中國農(nóng)業(yè)大學上莊實驗站土壤的光譜數(shù)據(jù)和土壤有機質(zhì)含量實測值，經(jīng)過光譜數(shù)據(jù)預處理后，對比了CARS、MCUVE、MWPLS和隨機蛙跳4種波長篩選算法對土壤光譜的處理結(jié)果，建立了土壤有機質(zhì)含量的偏最小二乘和隨機森林預測模型。結(jié)果表明，基于CARS算法挑選出的4個特征波長建立的隨機森林模型預測精度最好，建模集R 2為0.923，預測集R 2為0.888。將CARS-RF模型嵌入有機質(zhì)檢測儀系統(tǒng)，實驗結(jié)果表明檢測儀測量值與標準值的相關(guān)系數(shù)達到0.891。開發(fā)的檢測儀精度較高，可以實現(xiàn)快速檢測土壤有機質(zhì)含量。

摘要:設(shè)計了一種基于樹莓派的表層土壤容重檢測系統(tǒng)，利用易于獲取的土壤表面圖像特征對表層土壤容重進行預測。提取圖像的Tamura紋理特征以及圖像的分形維數(shù)特征。經(jīng)過驗證，Tamura 紋理特征中的粗糙度、對比度、方向度以及圖像分形維數(shù)特征與土壤容重的相關(guān)性較高，相關(guān)系數(shù)分別為-0.754、-0.799、-0.806、-0.849，因而選用這4個參數(shù)作為預測模型輸入。分別采用SVM回歸模型和GRNN回歸模型以及基于SVM、GRNN的Bagging集成模型對土壤容重進行預測?；赟VM、GRNN的Bagging集成模型預測結(jié)果同環(huán)刀法得到的結(jié)果進行相關(guān)性分析，決定系數(shù)R 2達到0.8641，預測結(jié)果的平均絕對誤差（MAE）達到了0.0316g/cm 3，相對單一SVM回歸模型和單一GRNN回歸模型具有更好的預測結(jié)果?；跇漭傻霓r(nóng)田表土層土壤容重檢測系統(tǒng)的田間實時測量結(jié)果顯示測量的平均絕對誤差（MAE）為0.0412g/cm 3，滿足了田間精準、快速檢測的要求。

摘要:針對基于電流-電壓四端法的車載式土壤電導率測量系統(tǒng)激勵源會隨著土壤負載的變化而波動，從而影響測量結(jié)果的問題，采用波形標準、抗干擾能力強的可調(diào)頻、調(diào)幅數(shù)字信號發(fā)生器代替普通激勵源，通過探究信號發(fā)生器不同頻率、幅值對實驗結(jié)果的影響，進而找到最適合車載式測量系統(tǒng)的頻率與幅值。為減少大田復雜環(huán)境對實驗結(jié)果的影響，實驗分為實驗室探究性實驗和大田驗證性實驗。實驗室探究性實驗設(shè)置5個幅值和20個頻率進行實驗，通過分析60組樣本的6000組實驗室數(shù)據(jù)可知，同頻率下幅值越大實驗效果越好，最佳幅值為10V；同幅值下隨著頻率的增加土壤電導率呈現(xiàn)先增加后減小的拋物線趨勢，幅值10V、頻率100Hz梯度下土壤電導率測量值和參考值決定系數(shù)R 2達到0.9505，實驗效果最佳。大田驗證性實驗最佳幅值仍為10V，但由于土壤負載隨著電極間距的變大而變大，大田驗證性實驗最佳頻率變?yōu)?kHz，幅值10V、頻率1kHz梯度下電導率測量值和參考值R 2為0.8484，為最佳實驗效果。

摘要:鎂離子(Mg 2+)是植物光合、呼吸及遺傳物質(zhì)合成等重要生理過程的必需營養(yǎng)元素，準確檢測無土栽培營養(yǎng)液中Mg 2+含量對作物生產(chǎn)調(diào)控具有重要意義。Mg 2+熒光探針材料合成復雜且易受鈣離子(Ca 2+)、鋅離子(Zn 2+)干擾。本研究采用水楊醛熒光探針開展了營養(yǎng)液Mg 2+檢測，系統(tǒng)測定了該分子探針的靈敏性、選擇性、抗干擾性，并通過加標回收率結(jié)果證明了水楊醛熒光探針測定的重復性。試驗結(jié)果表明：在Mg 2+濃度0~800μmol/L范圍內(nèi)，水楊醛探針熒光響應(yīng)強度線性良好，決定系數(shù)達到0.999，響應(yīng)時間約為2min，可實現(xiàn)對溶液中Mg 2+的快速測定；探針對Mg 2+的選擇性良好，等濃度Ca 2+、Zn 2+熒光響應(yīng)強度同比增長系數(shù)僅為Mg 2+強度的2.5%、9.1%。同時，探針具有較好的抗干擾性，Ca 2+、Zn 2+與Mg 2+等量共存，較單一Mg 2+溶液水楊醛熒光探針測定熒光強度同比增長系數(shù)在-0.004~0.009之間，上下波動小于0.01。Ba 2+、Cu 2+、Mn 2+、Fe 2+、Fe 3+對水楊醛探針存在熒光猝滅影響；實際樣本的加標回收率為99%~104.9%，較離子色譜法測定結(jié)果的相對誤差不大于1.33%，RMSE為5.78mol/L。本研究初步驗證了水楊醛熒光探針用于營養(yǎng)液Mg 2+檢測的可行性。

摘要:我國在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中仍然使用傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式，造成大量人力物力浪費的同時，也不利于農(nóng)業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展。遠程控制技術(shù)能夠自動、高效、精確地控制終端設(shè)備，從而將人力從傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式中解放出來，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有十分重要的作用。因此，將現(xiàn)代工業(yè)控制技術(shù)、無線通信技術(shù)以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，不僅能改進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理模式，也可以提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，有助于將現(xiàn)代農(nóng)業(yè)變?yōu)橹腔坜r(nóng)業(yè)。通過對國內(nèi)外農(nóng)業(yè)中應(yīng)用遠程控制技術(shù)現(xiàn)狀進行綜述，并分析和總結(jié)了當前農(nóng)業(yè)中所使用遠程控制技術(shù)存在的問題，同時，歸納總結(jié)了ZigBee、WiFi、LoRa、NB-IoT、5G等通信技術(shù)中存在的問題和解決方案，最后指出5G技術(shù)縮短了數(shù)據(jù)獲取、傳輸?shù)臅r間，擴大了數(shù)據(jù)采集的空間，將5G技術(shù)應(yīng)用到農(nóng)業(yè)遠程控制中是未來研究方向，即利用傳感器等技術(shù)采集數(shù)據(jù)信息，通過5G網(wǎng)絡(luò)上傳到服務(wù)器或云端，并對其進行分析處理，從而做出正確的決策。

摘要:為滿足對異步電機暫穩(wěn)態(tài)過程準確、快速仿真的需要，提出了一種基于移頻理論的多模式voltage-behind-reactance (VBR)異步電機仿真模型。首先，基于希爾伯特變換，將電氣信號轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的解析信號；其次，進一步引入移頻變換技術(shù)，分別構(gòu)建多尺度VBR與近似VBR異步電機移頻仿真模型。最后，通過不同的移動頻率和不同的VBR模型之間的切換，實現(xiàn)準確、高效的多時間尺度暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)過程仿真。當移動頻率等于零時，該模型與傳統(tǒng)電磁暫態(tài)近似VBR電機模型等價，可刻畫高頻暫態(tài)過程，且電機模型具有恒定阻抗矩陣，大幅度提升了仿真效率；當移動頻率等于系統(tǒng)基波頻率時，采用多尺度VBR移頻暫態(tài)模型，模型可使用大步長仿真，獲得低頻暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)的包絡(luò)曲線。仿真結(jié)果表明，所提出的模型可實現(xiàn)準確和高效的異步電機多時間尺度暫態(tài)與穩(wěn)態(tài)仿真。

摘要:針對我國農(nóng)村綜合能源建設(shè)無法照搬城市能源結(jié)構(gòu)的問題，結(jié)合光伏扶貧和農(nóng)村沼氣循環(huán)利用模式，創(chuàng)新性地設(shè)計出融合農(nóng)村產(chǎn)業(yè)發(fā)展特色的農(nóng)村綜合能源站，并提出優(yōu)化配置方法。該模型綜合考慮光伏扶貧、沼氣循環(huán)利用成本、收益和農(nóng)村能源站電、熱、冷約束，對燃氣輪機、燃氣鍋爐、電制冷機、儲能裝置等裝置容量進行優(yōu)化配置。以北方某貧困村為研究對象，利用當?shù)毓夥鲐氄咧С旨吧镔|(zhì)資源豐富特點，對其農(nóng)村綜合能源站設(shè)備進行優(yōu)化配置，分析了基于光伏扶貧的農(nóng)村綜合能源站的收益。算例分析表明，本文提出的農(nóng)村綜合能源站優(yōu)化配置結(jié)果合理有效，為未來農(nóng)村綜合能源規(guī)劃及綠色產(chǎn)業(yè)扶貧提供理論和技術(shù)支持。

摘要:隨著高滲透率分布式電源與電動汽車的接入，智能配電網(wǎng)運行狀態(tài)日趨復雜多變，呈現(xiàn)常態(tài)化的不確定性與波動性，對協(xié)調(diào)優(yōu)化控制提出了更高的要求。針對分布式電源隨機性出力制約其消納與利用、電動汽車無序充電加劇尖峰負荷等問題，根據(jù)分布式電源出力與負荷預測結(jié)果，提出了一種計及電動汽車有序充電的智能配電網(wǎng)協(xié)調(diào)優(yōu)化控制方法。該方法主要對響應(yīng)分時電價的電動汽車的充電時間、充電順序與充電位置進行動態(tài)優(yōu)化，高效匹配分布式電源的隨機性、波動性出力。綜合考慮分布式電源消納、負荷峰谷差與峰負荷、電動汽車用戶的充電成本與充電滿意度，構(gòu)建了多目標協(xié)調(diào)優(yōu)化控制模型，并采用粒子群-非支配排序遺傳混合優(yōu)化算法進行求解。算例分析結(jié)果表明，所提模型與方法能夠有效減少EV用戶充電成本、提升EV用戶充電滿意度、促進DG消納、削峰填谷以及降低網(wǎng)損。

摘要:作為一種能夠精準分析用戶特征、描繪用戶行為的數(shù)據(jù)分析工具，用戶畫像技術(shù)近年來受到廣泛關(guān)注。本文首先闡述了用戶畫像的基本概念和特征，綜述了用戶畫像構(gòu)建關(guān)鍵技術(shù)的國內(nèi)外研究進展，并分析比較了不同技術(shù)的特性和優(yōu)缺點。然后對用戶畫像技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用研究進行了系統(tǒng)分析，包括農(nóng)戶特征描述、農(nóng)業(yè)服務(wù)的個性化推薦、農(nóng)產(chǎn)品精準營銷和農(nóng)業(yè)經(jīng)營管理決策支持等多方面。最后，總結(jié)了當前用戶畫像技術(shù)存在的問題，并對未來研究的趨勢及用戶畫像技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用前景進行了展望。

摘要:為解決傳統(tǒng)兔舍環(huán)境參數(shù)預測方法忽略環(huán)境參數(shù)間耦合關(guān)系的問題，提出了基于LSTM的Seq2Seq兔舍環(huán)境多參數(shù)關(guān)聯(lián)序列預測模型。在建模過程中，使用雙層LSTM作為Seq2Seq結(jié)構(gòu)的編碼器和解碼器，以提高環(huán)境參數(shù)預測模型的表征能力及預測精度，而Seq2Seq結(jié)構(gòu)不僅能夠有效提取兔舍環(huán)境參數(shù)序列自身時間相關(guān)性，還能夠挖掘參數(shù)間的耦合關(guān)系。利用該模型對浙江省嵊州市某兔場兔舍環(huán)境數(shù)據(jù)進行實驗及預測。結(jié)果顯示，該兔舍環(huán)境多參數(shù)預測模型取得了良好的預測性能，分別與標準LSTM、標準SVR模型對比分析，溫度預測精度分別提高28.41%和48.60%，相對濕度預測精度分別提高9.84%和56.08%，二氧化碳濃度預測精度分別提高5.39%和11.19%。表明所提出的兔舍環(huán)境多參數(shù)預測模型能夠充分挖掘關(guān)聯(lián)環(huán)境參數(shù)序列間的耦合關(guān)系，滿足兔舍環(huán)境數(shù)據(jù)精準預測的需要。

摘要:針對智慧溫室科普中幻燈片講解對知識的傳達不直觀，實地參觀的成本高昂，并且這兩種方案中智慧溫室控制系統(tǒng)的人機交互界面缺乏吸引力問題，設(shè)計了基于虛擬現(xiàn)實（VR）的智慧溫室科普系統(tǒng)。該系統(tǒng)集溫室大棚三維場景展示、溫室設(shè)備三維仿真、溫室設(shè)備交互功能于一體，采用4層軟件架構(gòu)體系：模型層、Unity3D服務(wù)層、業(yè)務(wù)邏輯層和表現(xiàn)層。進行了虛擬現(xiàn)實科普和幻燈片科普的對比實驗，通過事后問卷調(diào)查法對比了兩種方案的科普效果，同時對科普系統(tǒng)進行了可用性評估。實驗結(jié)果顯示，使用虛擬現(xiàn)實的體驗者中，100%的體驗者認為自己在學習過程中保持專注，93.3%的體驗者相比幻燈片講解更喜歡虛擬現(xiàn)實，33.3%的體驗者認為自己有強烈的知識獲得感，并且他們客觀題的平均得分比使用幻燈片的體驗者高13.96%。以上結(jié)果表明虛擬現(xiàn)實科普系統(tǒng)具有較高的可用性。

摘要:為研究溫室內(nèi)光照及空氣溫濕度的變化趨勢，指導溫室作物生產(chǎn)，以下沉式日光溫室為研究對象，利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)光照強度與空氣溫濕度的實時采集，分析在夏季日光溫室內(nèi)部光照強度及空氣溫濕度的變化趨勢，得到靠近溫室內(nèi)南側(cè)測點（S）、北墻測點（N）、東側(cè)測點（E）、西側(cè)測點（W）、中部測點（M）與室外測點（O）的光照強度變化趨勢，以及溫室跨度1/2截面內(nèi)不同位置處的空氣溫濕度變化特征。實驗結(jié)果表明，夏季晴朗天氣下，溫室內(nèi)外日間平均光照強度由大到小依次為O（68267lx）、S（53359lx）、M（44770lx）、W（44141lx）、N（38907lx）、E（28615lx），南北方向光照環(huán)境較東西兩側(cè)光照環(huán)境更為接近，溫室內(nèi)日間平均溫度高于35℃，日間平均相對濕度低于50%，不利于作物生長。夏季陰天時，溫室內(nèi)整體光照較弱，溫室整體溫、光、濕環(huán)境較晴朗天氣下均勻，靠近北墻區(qū)域的光照明顯不足（日間平均光強7985lx）。

摘要:針對目前傳統(tǒng)溫室當中仍然存在著遠程操作困難、數(shù)據(jù)采集需要人工干預、智慧化程度低等問題，構(gòu)建了以邊緣計算為基礎(chǔ)的智慧化邊緣Mesh傳感網(wǎng)，并提出一種基于改進LEACH算法的溫室溫濕度傳感網(wǎng)簇頭選舉方法。利用ESP8266-12F型無線模塊、NodeMCU型物聯(lián)網(wǎng)擴展板和DHT-11型溫濕度傳感器組建了溫濕度傳感節(jié)點并開發(fā)了自動化數(shù)據(jù)采集算法，基于ESP8266-12F型無線模塊構(gòu)建了邊緣無線Mesh傳感網(wǎng)，實現(xiàn)了節(jié)點之間的自動化組網(wǎng)。針對中心路由器多節(jié)點負載消耗大以及信號傳輸速率低等問題提出了一種基于中心路由器RSSI值劃分網(wǎng)絡(luò)的方法，提升了網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率，在此基礎(chǔ)之上改進了 LEACH算法，設(shè)計了一種適用于溫室溫濕度Mesh傳感網(wǎng)的Sink簇頭選舉方法，以均衡網(wǎng)絡(luò)整體的能量效率。仿真結(jié)果表明，當初始簇頭概率為0.1時，原始LEACH算法在中心位置出現(xiàn)簇頭的概率為10.86%；應(yīng)用權(quán)重k=1改進LEACH算法在中心位置出現(xiàn)簇頭的概率為17.42%；應(yīng)用權(quán)重k=2改進LEACH算法在中心位置出現(xiàn)簇頭的概率為24.96%。

摘要:為預測溫室番茄水分脅迫程度，利用傳感器獲取溫室內(nèi)部環(huán)境信息，包括空氣溫度(Ta)、空氣相對濕度（Rh）、基質(zhì)濕度（Hs）、光照強度(Li)、二氧化碳濃度(CO2)和基質(zhì)溫度（Ts），通過氣象站獲取溫室外部環(huán)境信息，包括風速(Ws)、室外相對濕度(Rho)和室外空氣溫度(Tao)。根據(jù)以上9個參數(shù)建立基于布谷鳥搜索優(yōu)化CatBoost（CS-CatBoost）的溫室番茄水分脅迫指數(shù)（CWSI）預測模型。通過梯度提升算法計算特征權(quán)重并進行篩選，對比不同輸入特征數(shù)量下CS-CatBoost算法的性能。同時，與原CatBoost模型、CS-LightGBM模型和CS-RF模型進行對比分析。結(jié)果表明，當模型的輸入?yún)?shù)數(shù)量為7時，CS-CatBoost與CatBoost、CS-LightGBM、CS-RF相比，RMSE降低了0.0123、0.0118和0.0311，MAE下降了0.0066、0.0075和0.0208，MAPE下降了0.963、1.1232和3.0892，R 2則提高了0.0177、0.0165和0.0767。在模型輸入?yún)?shù)數(shù)量為其他值時，CS-CatBoost模型的預測能力均優(yōu)于其他3種模型。該研究證明了CS-CatBoost模型擁有較好的預測能力與泛化能力，可為溫室番茄種植的水分脅迫程度分析提供一種新的策略，從而提高農(nóng)業(yè)水資源的利用效率。

摘要:針對現(xiàn)有滾筒篩分設(shè)備應(yīng)用在堆肥行業(yè)中部件易損耗、篩分效率低且能耗高等問題，設(shè)計了一種滾筒式堆肥物料篩分機，設(shè)計了新型傳動方式，增設(shè)了清篩裝置。構(gòu)建了滾筒篩分機物料顆粒運動數(shù)學模型，確定了關(guān)鍵部件結(jié)構(gòu)參數(shù)，對影響篩分機工作性能的主要因素進行了試驗和分析。以滾筒篩分機的喂料量、滾筒轉(zhuǎn)速和滾筒傾角為試驗因素，基于最優(yōu)篩分效果，采用三因素五水平試驗，分析篩分效率和功耗的最佳參數(shù)組合。結(jié)果表明：當喂料量39.6t/h、滾筒轉(zhuǎn)速12.4r/min、滾筒傾角5.6°時，滾筒篩分機篩分效果最佳，篩分效率為96%，功耗為2.55kW。通過工廠試驗驗證，在最優(yōu)參數(shù)組合條件下，篩分效率為95%，功耗為2.69kW，與模型預測結(jié)果的相對誤差為1.1%和5.5%，滿足物料篩分質(zhì)量要求。

摘要:針對牛糞好氧發(fā)酵生產(chǎn)生物有機肥過程中，由于工藝參數(shù)不當造成的發(fā)酵周期長、肥料質(zhì)量差及秸稈資源短缺等問題，以牛糞和核桃果枝為原料，以C/N比、菌劑類型、翻堆間隔時間為試驗因素，以發(fā)芽指數(shù)、有機質(zhì)質(zhì)量分數(shù)、總養(yǎng)分質(zhì)量分數(shù)為試驗指標，在大量單因素試驗的基礎(chǔ)上，選取較優(yōu)的水平開展多因素正交試驗，確定了最優(yōu)工藝組合。試驗結(jié)果表明，當C/N比為25，菌劑選用菌劑2,翻堆間隔時間為4d時，牛糞好氧發(fā)酵的升溫速度快，高溫維持時間長，發(fā)酵周期短，發(fā)酵所得的生物有機肥產(chǎn)品的腐熟度高，有效活菌數(shù)（cfu）達到2×108個/g，總養(yǎng)分質(zhì)量分數(shù)為14.86%，發(fā)芽指數(shù)可達96.6%。

摘要:針對對蝦前處理的定向環(huán)節(jié)依賴人工操作、未實現(xiàn)自動化作業(yè)的問題，以南美白對蝦為研究對象，提出了一種分流式腹背定向方法。該定向方法基于對蝦腹背輪廓曲線斜率差異的特征判斷腹背朝向，然后通過分選的方式實現(xiàn)腹部朝前和背部朝前兩類對蝦的分流，達到腹背定向的目的。理論分析表明，采用雙行光電檢測的方法可以判斷對蝦的腹背朝向，通過控制對蝦的輸送間隙可以分選對蝦，最終實現(xiàn)對蝦的腹背分流定向。根據(jù)腹背定向方法，設(shè)計了對蝦腹背定向系統(tǒng)，完成了系統(tǒng)的硬件搭建與軟件開發(fā)。系統(tǒng)硬件主要由光電對射傳感器、輸入輸出模塊、計算機和分流機構(gòu)組成。試驗結(jié)果表明，針對大型規(guī)格和中型規(guī)格對蝦，定向系統(tǒng)的平均檢測正確率分別為96.9%和98.8%，定向系統(tǒng)的平均定向成功率分別為95.4%和97.5%。

摘要:針對目前輥軸式對蝦剝殼機存在的物料規(guī)格適應(yīng)性差、自動化程度不高等問題，研究了基于機器視覺技術(shù)的物料信息檢測方法和設(shè)備運行參數(shù)控制技術(shù)，設(shè)計了輥軸式對蝦剝殼機參數(shù)檢測與控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由圖像采集模塊、參數(shù)檢測模塊和控制模塊3部分組成，能夠?qū)崿F(xiàn)剝殼機主要參數(shù)的實時檢測和優(yōu)化調(diào)控。通過分析對蝦像素數(shù)量與對蝦質(zhì)量的關(guān)系，結(jié)合對蝦規(guī)格劃分范圍，提出了對蝦規(guī)格和對蝦喂入速率的檢測模型。根據(jù)剝殼機的工作特點，提出了輥軸轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)速、挺桿頻率、原料提升帶轉(zhuǎn)速和水流速率的檢測方法。試驗結(jié)果表明，對蝦規(guī)格、喂入速率、輥軸轉(zhuǎn)角、輥軸轉(zhuǎn)速、挺桿頻率、原料提升帶轉(zhuǎn)速、水流速率的檢測誤差分別為0、3.46%、0.51%、1.73%、1.93%、3.34%、0.92%；輥軸轉(zhuǎn)角、輥軸轉(zhuǎn)速、挺桿頻率、原料提升帶轉(zhuǎn)速的控制誤差分別為0.53%、1.04%、2.15%、3.34%。該系統(tǒng)實現(xiàn)了對蝦剝殼機運行參數(shù)的自動調(diào)控。

摘要:山核桃殼是山核桃加工生產(chǎn)中的內(nèi)源性異物，其顏色與果仁差異性較小，難以通過顏色進行準確識別。針對此問題，提出了一種基于高光譜成像和深度學習的山核桃內(nèi)源性異物檢測方法。以山核桃為研究對象，根據(jù)山核桃的組成和結(jié)構(gòu)特征，將山核桃分為內(nèi)仁、外仁、內(nèi)殼和外殼4種組分，使用高光譜成像技術(shù)獲取了各組分的高光譜圖像，依次通過大津法、形態(tài)學算法和邏輯與運算對高光譜圖像進行了背景分割，提取了山核桃各組分像素點的光譜，并利用多元散射校正對各組分光譜進行了預處理?；谝痪S神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（1DCNN），提取各組分光譜的深度特征，建立山核桃內(nèi)源性異物的1DCNN檢測模型。為了提高檢測模型的性能，將歸一化的各組分光譜轉(zhuǎn)化為二維向量，作為二維卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（2DCNN）的輸入，建立2DCNN山核桃內(nèi)源性異物的檢測模型，模型的性能優(yōu)于所建立的1DCNN模型，將訓練集和測試集的分類正確率分別提高到100％和98.5%。

摘要:保障冰鮮水產(chǎn)品的質(zhì)量安全是提升水產(chǎn)行業(yè)供求效益的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，冷鏈儲運的發(fā)展急需一種快速無損的魚肉品質(zhì)檢測技術(shù)。以冰鮮鯧魚為研究對象，提出用于鯧魚新鮮度質(zhì)變敏感區(qū)域定位與評估的目標檢測網(wǎng)絡(luò)SSD優(yōu)化方法。首先，建立冰鮮鯧魚新鮮度目標檢測數(shù)據(jù)集。其次，依據(jù)先驗知識，以鯧魚的魚眼和魚鰓作為感興趣區(qū)域，基于SSD目標檢測算法自動定位與識別圖像中的質(zhì)變敏感區(qū)域，構(gòu)建鯧魚新鮮度評估目標檢測模型，通過改進主干網(wǎng)絡(luò)和設(shè)計自適應(yīng)先驗框提升網(wǎng)絡(luò)性能。優(yōu)化后的SSD網(wǎng)絡(luò)在金鯧魚和銀鯧魚數(shù)據(jù)集上的平均檢測精度均值分別達到98.97%和99.42%，檢測速度達到37幀/s。

摘要:在實際的農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)銷售場景中，消費者共同購買行為所形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)非常復雜且多變。雖然社區(qū)發(fā)現(xiàn)算法可以有效挖掘出共同購買行為背后隱藏的信息，但存在分析結(jié)果不易理解、支持決策條件不足的問題。為此，考慮到社區(qū)發(fā)現(xiàn)算法在共同購買網(wǎng)絡(luò)分析中的廣泛應(yīng)用及可視化技術(shù)對分析結(jié)果的呈現(xiàn)能力，提出一種基于社區(qū)發(fā)現(xiàn)的共同購買網(wǎng)絡(luò)可視化分析方法。該方法首先利用社區(qū)發(fā)現(xiàn)算法Clauset-Newman-Moore（CNM）劃分共同購買網(wǎng)絡(luò)，其次對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的不同社區(qū)中農(nóng)產(chǎn)品數(shù)量、共同購買行為頻數(shù)和農(nóng)產(chǎn)品價格眾數(shù)所占百分比進行分析，然后對各社區(qū)共同購買農(nóng)產(chǎn)品的消費者信息進行交互式分析，最后將分析結(jié)果進行交互式可視化展示，根據(jù)可視化界面得出共同購買的一些行為規(guī)律，進而深度挖掘消費者的消費模式。為了更好地呈現(xiàn)該分析方法，通過設(shè)計實現(xiàn)的可視化分析界面，交互式探索分析了一組在青島地區(qū)的農(nóng)產(chǎn)品動態(tài)銷售數(shù)據(jù)。

摘要:食源性疾病是公共衛(wèi)生關(guān)注的主要問題。根據(jù)2015—2019年我國豬肉產(chǎn)品抽查數(shù)據(jù)(n=22340)，開展了一項關(guān)于豬肉產(chǎn)品的質(zhì)量安全影響因素分析，評估我國豬肉產(chǎn)品市場的安全狀況。結(jié)果顯示，豬肉產(chǎn)品不合格率從2015年的10.87%下降到2019年的2.44%，這意味著近年來我國豬肉產(chǎn)品的安全性有了很大提高。通過對影響豬肉產(chǎn)品安全的主要因素進行分析，發(fā)現(xiàn)添加劑的檢出率為1.62%，是影響豬肉產(chǎn)品安全的主要因素之一。其次，微生物污染和獸藥殘留也是影響豬肉產(chǎn)品安全的重要因素，與受季節(jié)和溫度影響的微生物污染不同，獸藥殘留水平主要與動物疾病有關(guān)。此外，重金屬污染雖然只占所有抽樣產(chǎn)品的0.17%，但與其他因素相比，重金屬污染與原料養(yǎng)殖環(huán)境污染密切相關(guān)，可能會在很長一段時間內(nèi)對產(chǎn)品安全產(chǎn)生持久的影響。

摘要:隨著信息技術(shù)、包裝和物流技術(shù)的快速發(fā)展，包括農(nóng)產(chǎn)品在內(nèi)的電商產(chǎn)品范圍和規(guī)模越來越大，同時，網(wǎng)上購物在線評論數(shù)據(jù)也呈指數(shù)級增加。在線評論成為關(guān)注的熱點。以京東電商平臺為例，挖掘雞蛋消費在線評論文本，深入分析消費者雞蛋消費情感傾向，提出了一種結(jié)合機器學習的領(lǐng)域情感詞典（Domain sentimental lexicon with machine learning，DSLML）分類方法，該方法通過情感傾向逐點互信息(Semantic orientation pointwise mutual information，SO-PMI)方法構(gòu)建領(lǐng)域情感詞典，并選擇機器學習模型作為情感分類器，實現(xiàn)對雞蛋在線評論的情感傾向分類；然后構(gòu)建LDA主題模型挖掘出雞蛋評論中的正、負向主題。實驗結(jié)果表明，與單獨的機器學習模型和領(lǐng)域情感詞典（Domain sentimental lexicon，DSL）相比，DSLML分類模型在文本情感傾向分類中的各指標均有所提升；主題挖掘結(jié)果表明，消費者最為關(guān)心的是雞蛋品質(zhì)和包裝。本研究結(jié)論可以為雞蛋電商經(jīng)營者有針對性提升經(jīng)營策略、提高服務(wù)質(zhì)量提供數(shù)據(jù)支持和理論支撐。

摘要:深入挖掘和分析生鮮農(nóng)產(chǎn)品的電商評論數(shù)據(jù)對于降低消費者的感知風險、輔助消費者決策具有重要意義。首先闡述了中文在線評論文本數(shù)據(jù)的獲取方式、預處理方法、文本表示方法、基于不同模型和技術(shù)的文本情感分析等研究進展，然后重點分析了評論文本對生鮮農(nóng)產(chǎn)品銷量的影響機制、評論的信息屬性和情感屬性以及評論矛盾性對生鮮農(nóng)產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)銷量影響的最新研究成果，并提出未來研究將進一步注重提升評論數(shù)據(jù)的質(zhì)量、融合評論中的多模態(tài)數(shù)據(jù)和研究表情符號在情感表達中的作用。

摘要:生食水產(chǎn)品攜帶微生物、寄生蟲和病菌等危害生食水產(chǎn)品品質(zhì)的有害副產(chǎn)物,為延長生食水產(chǎn)品的貨架期，保證其食用的安全性，殺菌環(huán)節(jié)至關(guān)重要。不同品類水產(chǎn)品需要不同的殺菌強度，過低則會導致殺菌不完全影響其保質(zhì)期，過高則損害生食水產(chǎn)品的蛋白質(zhì)質(zhì)量影響其口感，因此需要對殺菌強度進行智能調(diào)控。本文設(shè)計適用于生食水產(chǎn)品的紫外線殺菌強度智能調(diào)控系統(tǒng)，包括傳感層、信號處理層、數(shù)據(jù)收集整理層和分析執(zhí)行層，傳感層對加工生產(chǎn)線上生食水產(chǎn)品品類信息和環(huán)境信息實時采集、存儲、上傳云端數(shù)據(jù)庫，對比殺菌數(shù)據(jù)判斷殺菌等級，并自動化調(diào)節(jié)紫外線殺菌強度，實現(xiàn)了自動化生產(chǎn)線水產(chǎn)品分類分級殺菌。在牡蠣加工生產(chǎn)線上對牡蠣進行智能表面殺菌試驗，并檢測了相同環(huán)境下作為牡蠣傳統(tǒng)品質(zhì)指示指標的牡蠣揮發(fā)性鹽基氮含量的變化，且測得其殺菌前后菌落總數(shù)，殺菌水產(chǎn)品平均貨架期提升4d，殺菌率為96.47%。結(jié)果表明本智能紫外線殺菌系統(tǒng)殺菌效果好，對生食水產(chǎn)品貨架期提升效果顯著。

摘要:對于生鮮蛋供應(yīng)鏈知識圖譜構(gòu)建過程中供應(yīng)鏈領(lǐng)域?qū)嶓w名稱多樣、特征信息提取不充分的問題，提出了一種基于BERT-CRF模型（Bidirectional encoder representations from transformers-conditional random field）的命名實體識別方法。該方法使用BIO（Begin、Internal、Other）標記規(guī)則進行序列標注，以字向量和位置向量作為輸入，通過BERT預訓練模型提取輸入序列全局特征,并在模型的末端添加CRF層引入硬約束，構(gòu)建適合生鮮蛋供應(yīng)鏈領(lǐng)域命名實體識別的模型框架。所提出的模型與其他3種命名實體識別模型在自建數(shù)據(jù)集上進行了對比實驗，該數(shù)據(jù)集包含12810條文本語料數(shù)據(jù)，5大類21個小類。實驗結(jié)果表明，本文模型取得了很好的結(jié)果，準確率、召回率和F1值分別達到91.82%、90.44%、91.01%，驗證了本文模型優(yōu)于其他3種模型。最后本文模型使用自建的食品領(lǐng)域菜譜數(shù)據(jù)集進行實驗，結(jié)果表明模型具有一定的泛化能力。

摘要:針對農(nóng)用運輸車制動性能快速測試驗證及等效路面試驗精度差的問題，設(shè)計一種整車制動性能試驗臺，以實現(xiàn)農(nóng)用運輸車不解體測試。基于整車制動過程能量分配提出機電慣量耦合補償機理，基于多級組合飛輪、滾筒組轉(zhuǎn)動件機械慣量及電機輸出電慣量耦合補償實現(xiàn)被檢車輛慣量無級模擬，匹配農(nóng)用運輸車制動過程中整車的能量轉(zhuǎn)移分配。建立轉(zhuǎn)速-轉(zhuǎn)矩雙輸入電機矢量雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，提高電機輸出轉(zhuǎn)矩控制精度。基于Matlab/Simulink建立農(nóng)用運輸車整車-試驗臺機電慣量耦合補償仿真模型，對比在純機械慣量補償及機電慣量耦合補償兩種條件下模型常規(guī)制動的參數(shù)輸出情況，驗證了機電慣量耦合補償?shù)挠行?。搭建制動性能試驗臺硬件及上下位機分布式測控系統(tǒng)，并基于某型農(nóng)用運輸車進行慣量補償對比試驗。試驗結(jié)果表明：基于機電慣量耦合補償前、后軸速度平均偏差為1.539km/h，速度偏差方差為1.730km 2/h 2，能夠?qū)崟r匹配制動過程中被檢農(nóng)用運輸車的能量轉(zhuǎn)移情況，提高整車臺架不解體試驗的有效性及等效路面試驗精度。

摘要:針對176kW拖拉機單排行星機構(gòu)、兩區(qū)段液壓機械無級變速器（Hydro-mechanical continuously variable transmission，HMCVT）傳動系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)傳動效率進行了分析。為揭示系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)特性與預測傳動效率的變化規(guī)律，研究靜液壓傳動系統(tǒng)（Hydrostatic transmission system，HST）輸入輸出軸扭矩比變化規(guī)律，通過轉(zhuǎn)換機構(gòu)研究行星輪系（Epicyclic gear train，EGT）傳動構(gòu)件間扭矩比變化規(guī)律，構(gòu)建HST流量連續(xù)性方程與變速器輸入軸扭矩平衡方程并進行求解，使HST與EGT建立有機聯(lián)系，最終獲得HMCVT傳動系統(tǒng)效率表達式。為驗證該穩(wěn)態(tài)傳動效率表達式準確性，按照換擋策略對該HMCVT物理樣機進行了10種工況臺架試驗。臺架試驗結(jié)果表明，該傳動系在大負荷牽引作業(yè)時，除工況1、2外，傳動效率均高于0.85。仿真與臺架試驗結(jié)果表明，仿真較好地反映了HMCVT傳動系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)特性，最小排量比工況仿真誤差約為4.7%，其余工況誤差小于2%。

摘要:針對傳統(tǒng)多機協(xié)同路徑規(guī)劃方法未充分考慮從機自主性，地頭轉(zhuǎn)彎路徑可能發(fā)生重疊，存在碰撞風險的問題，本文提出一種面向主從跟隨模式的多機協(xié)同作業(yè)導航路徑規(guī)劃方法?；诜较虬鼑兴惴ê头蛛x軸定理建立農(nóng)機安全狀態(tài)檢測模型，檢測農(nóng)機之間是否發(fā)生碰撞；建立基于地塊全覆蓋算法的主機路徑規(guī)劃模型，計算最佳作業(yè)方向角并規(guī)劃地頭轉(zhuǎn)彎模型；建立從機作業(yè)路徑規(guī)劃模型，根據(jù)主機與從機在協(xié)同作業(yè)中的相對距離要求規(guī)劃從機直線作業(yè)路徑，制定協(xié)同轉(zhuǎn)彎策略，根據(jù)主機和從機的轉(zhuǎn)彎狀態(tài)判定從機停車等待時刻，避免因轉(zhuǎn)彎路徑交疊引發(fā)的碰撞危險。以某小麥收獲地塊為測試場景開展仿真試驗。試驗結(jié)果表明，所建方法能夠規(guī)劃出地塊覆蓋率高、作業(yè)時間短、動力消耗少的多機協(xié)同作業(yè)路徑；當?shù)仡^轉(zhuǎn)彎路徑發(fā)生重疊時，主機和從機能夠根據(jù)所設(shè)計的協(xié)同轉(zhuǎn)彎策略先后轉(zhuǎn)向，避免碰撞危險；路徑規(guī)劃算法用時最小值為0.453s、最大值為1.563s、平均值為0.951s，可為小麥、青貯收獲等主從跟隨式多機協(xié)同自主作業(yè)提供有效的全局作業(yè)路徑。

摘要:為了實現(xiàn)農(nóng)田作業(yè)環(huán)境下的多機協(xié)同導航作業(yè)的遠程調(diào)度管理，開展了基于改進A*算法和Bezier曲線的全局路徑規(guī)劃研究。闡述了農(nóng)田作業(yè)環(huán)境下的多機協(xié)同路徑規(guī)劃，多機協(xié)同路徑規(guī)劃分為全局路徑規(guī)劃和局部動態(tài)避障；利用改進A*算法實現(xiàn)了全局路徑尋優(yōu)和拐角優(yōu)化，并基于Bezier曲線對全局路徑進行了平滑處理；根據(jù)隨機生成的障礙物環(huán)境地圖和涿州試驗農(nóng)場環(huán)境地圖，利用Matlab平臺分別對全局路徑規(guī)劃算法進行了仿真試驗。仿真結(jié)果表明，通過調(diào)節(jié)改進A*算法中的權(quán)重w(n)，搜索效率得到了明顯提高，基于涿州試驗農(nóng)場的仿真試驗中，優(yōu)化后算法運行時間為0.832s；通過對全局路徑進行拐角優(yōu)化，在路徑長度相近的情況下，有效降低了轉(zhuǎn)彎次數(shù)；同樣，利用Bezier曲線進行路徑平滑后，拐角處的尖峰得到了優(yōu)化，確保農(nóng)機在實際農(nóng)田作業(yè)中平穩(wěn)行進，初步滿足了實時性和平滑性需求，為實現(xiàn)農(nóng)田作業(yè)環(huán)境下的多機協(xié)同路徑規(guī)劃提供了基礎(chǔ)。