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双目立体视觉技术及其在智慧农业中的应用研究进展 被引量：6
1
作者 杨学军 钟金彪 +3 位作者 林开颜 吴军辉 陈杰 司慧萍 《农业工程学报》 北大核心 2025年第1期27-39,共13页
双目立体视觉技术作为一种获取现实世界立体感知的重要方法,可以实现农业场景目标的三维定位和点云重建,提取立体三维信息,具有很大的应用潜力。该文介绍了双目立体视觉技术的应用流程,包括双目视觉标定、极线校正、立体匹配等方面,以... 双目立体视觉技术作为一种获取现实世界立体感知的重要方法,可以实现农业场景目标的三维定位和点云重建,提取立体三维信息,具有很大的应用潜力。该文介绍了双目立体视觉技术的应用流程,包括双目视觉标定、极线校正、立体匹配等方面,以及相关研究进展;综合近期文献,探讨了双目立体视觉技术在果实定位采摘与地图导航、生长参数测量和病害识别与施药等农业领域最新的应用。综述结果表明,双目立体视觉技术在农业中定位、测量和识别均具有较高精度,但仍面临模型复杂、场景受限、数据集少和立体匹配缺少评价标准等问题。展望该技术在农业领域的未来发展,应着重从算法设计与优化、智能辅助平台搭建、数据集构建和评价体系完善等方面开展研究探索。 展开更多
关键词 双目视觉 智慧农业 立体匹配 作物参数测量 三维目标定位 病害识别
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基于粒子群优化算法的农业机器人控制策略研究 被引量：10
2
作者 王娜 吴延凯 许娜 《农机化研究》 北大核心 2025年第1期205-209,共5页
介绍了粒子群优化算法的概念,并由数学模型、边界约束和环境约束对农业机器人优化约束模型进行了分析,实现了对农业机器人的动态避障和路径规划。仿真实验表明:针对复杂的作业环境,农业机器人可以进行最优避障路径规划,且算法收敛速度较... 介绍了粒子群优化算法的概念,并由数学模型、边界约束和环境约束对农业机器人优化约束模型进行了分析,实现了对农业机器人的动态避障和路径规划。仿真实验表明:针对复杂的作业环境,农业机器人可以进行最优避障路径规划,且算法收敛速度较快,能够满足设计要求,证明系统具有一定的可行性。 展开更多
关键词 农业机器人 粒子群 优化约束模型 避障 路径规划
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加强多元化食物生产系统植物工厂的人工智能创新 被引量：4
3
作者 龚化勤 景海春 +10 位作者 谭鑫 王宪辉 张玉成 林荣呈 杨名宇 林双 谢华玲 杨艳萍 叶世堂 李鹏 匡廷云 《中国科学院院刊》 北大核心 2025年第2期338-349,共12页
我国大食物安全面临日益严峻且复杂的多重挑战,粮食供需紧平衡、消费结构升级与资源约束交织。植物工厂是农业生产的高级形式,是摆脱“靠天吃饭”,应对灾害、战备、面向太空的多元化食物生产系统。然而,高成本极大地限制了植物工厂的应... 我国大食物安全面临日益严峻且复杂的多重挑战,粮食供需紧平衡、消费结构升级与资源约束交织。植物工厂是农业生产的高级形式,是摆脱“靠天吃饭”,应对灾害、战备、面向太空的多元化食物生产系统。然而,高成本极大地限制了植物工厂的应用和发展。人工智能的快速兴起将为植物工厂的创新发展与拓展应用带来新的契机。文章陈述了发展智慧植物工厂,建立多元化食物供给生产系统的战略意义,分析了植物工厂高成本的主要瓶颈在于一次性建筑投入大与折旧费用高,适生作物缺乏深度发掘与品种匮乏,生产过程高能耗与劳力成本,以及应用场景与产业模式狭窄等;指出人工智能在多元化食物生产、辅助育种、光源能源优化、精细环境控制、生产决策和任务管理等方面的创新优势,结合科学规划和政策引导,将打造多元化食物生产系统植物工厂的新生态。 展开更多
关键词 智慧植物工厂 适生作物品种 LED照明 精准环境控制 人工智能大模型
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基于尺度交互蒸馏网络的薄壳山核桃品种识别方法 被引量：2
4
作者 赵宁 陈智坤 +3 位作者 杨朋飞 王瑞多 张计育 李永荣 《农业工程学报》 北大核心 2025年第5期209-216,共8页
薄壳山核桃是一种重要的经济坚果,由于品种繁多,对其进行快速科学的鉴定是进行种质资源保护与品种选育的重要基础。为了实现薄壳山核桃品种的快速鉴定,该研究针对品种鉴定提出了基于尺度交互蒸馏网络的薄壳山核桃品种识别方法,通过学习... 薄壳山核桃是一种重要的经济坚果,由于品种繁多,对其进行快速科学的鉴定是进行种质资源保护与品种选育的重要基础。为了实现薄壳山核桃品种的快速鉴定,该研究针对品种鉴定提出了基于尺度交互蒸馏网络的薄壳山核桃品种识别方法,通过学习薄壳山核桃的可判别性特征实现品种鉴定。研究选择波尼等12种薄壳山核桃,建立了9048张实拍图像的品种识别数据集;针对薄壳山核桃图片取样中距离变化导致的目标尺度多样性问题,设计了一种全局-局部特征协同学习方案,用于提取尺度不变特征;与此同时,该研究结合尺度知识蒸馏方案,通过训练提取的不同尺度数据进行预测保证模型训练的有效性。结果表明,通过训练该方法对上述12个品种的薄壳山核桃品种识别准确率均达到了96.98%,显著提高了薄壳山核桃的品种鉴定准确率。该研究开发的薄壳山核桃品种自动识别模型对于未来果实鉴定及产品分选提供了技术手段。 展开更多
关键词 薄壳山核桃 品种鉴定 尺度交互蒸馏 多尺度上下文注意融合 知识蒸馏
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2005-2015年下辽河平原农田长期观测样地主要农作物收获期性状和产量数据集 被引量：1
5
作者 樊月玲 蒋正德 +2 位作者 叶佳舒 郑立臣 陈欣 《植物生态学报》 北大核心 2025年第8期1271-1282,共12页
下辽河平原地区是辽宁重要的粮食产区,辽宁沈阳农田生态系统国家野外科学观测研究站(以下简称“沈阳站”)位于下辽河平原中心地带,处于国际地圈生物圈计划(IGBP)东西向水分驱动因子和南北向热量驱动因子两条样带在我国境内的交叉区域。... 下辽河平原地区是辽宁重要的粮食产区,辽宁沈阳农田生态系统国家野外科学观测研究站(以下简称“沈阳站”)位于下辽河平原中心地带,处于国际地圈生物圈计划(IGBP)东西向水分驱动因子和南北向热量驱动因子两条样带在我国境内的交叉区域。因此,沈阳站的农田长期观测数据能很好地代表下辽河平原地区农田主要作物的性状,在指导该区域农业生产方面有重要意义,同时也为国家粮食安全提供数据参考。自1998年开始,沈阳站建立了10个农田生态系统生物长期监测样地,对作物生长动态、收获期性状和产量等生物指标,以及土壤、水分、大气环境要素开展持续观测,积累了大量连续观测数据。该数据集来源于沈阳站10个农田长期观测样地2005-2015年的作物收获期性状和产量连续观测数据,由8个部分组成,分别为轮作体系表、主要农药除草剂等使用情况表、农田灌溉制度表、水稻收获期植株性状表、玉米收获期植株性状表、大豆收获期植株性状表、作物收获期测产表和样地肥料投入情况工作表。台站的长期观测严格按照中国生态系统研究网络(CERN)观测规范实施,从调查前的前期准备到调查的过程以及调查完成后的数据整理录入等,实施全过程质量控制,以确保数据相对准确可靠。该数据集提供的下辽河平原地区农田主要农作物收获期性状和产量数据,可用于评估年际间产量波动,为优化区域农业种植结构、实现区域主栽作物高产稳产提供科学指导与决策依据,从而为国家的粮食安全提供强有力的保障。 展开更多
关键词 作物产量 收获期性状 生物量 长期定位观测 水稻 玉米 大豆
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基于高光谱技术与主成分分析的稻种品种识别研究 被引量：2
6
作者 陈林涛 刘兆祥 +3 位作者 蓝莹 牟向伟 马旭 王日俊 《中国农业科技导报(中英文)》 北大核心 2025年第3期104-111,共8页
为快速精准识别水稻种质资源,开发一种基于高光谱的高效识别方法。以9种稻种为试验样品,利用光谱仪测定2 700颗种子的高光谱反射率,利用主成分分析法(principal component analysis,PCA)对高光谱数据进行降维处理。为探讨PCA最佳的主成... 为快速精准识别水稻种质资源,开发一种基于高光谱的高效识别方法。以9种稻种为试验样品,利用光谱仪测定2 700颗种子的高光谱反射率,利用主成分分析法(principal component analysis,PCA)对高光谱数据进行降维处理。为探讨PCA最佳的主成分个数,比较了不同主成分个数与判别分析法(线性判别、二次判别和马氏距离判别)组合在基于种子高光谱数据建立水稻品种识别模型中的效果。对全波段数据样本进行主成分分析,以2~20个主成分个数作为特征变量,以预测集正确率为评价指标,建立3个品种判别模型,并比较其预测效果。结果表明,以累积贡献率≥85%为评价标准,选择2个主成分,3种模型预测集正确率分别为32.14%、38.69%和33.73%;以特征值≥1为标准,选择11个主成分,预测集正确率为68.21%、87.33%和83.18%;若考虑模型的正确率,选择20个主成分,预测集正确率分别为84.99%、95.71%和95.32%。利用主成分分析+判别分析方法的稻种高光谱品种识别模型可行,但主成分个数不同,判别分析法的评价标准不同,识别效果差异大。当主成分个数相同时,3种判别标准中二次判别分析方法的识别效果最佳,最佳组合为20个主成分个数+二次判别分析法,预测集正确率为95.71%。研究结果表明基于高光谱技术与主成分分析的识别方法可快速识别不同稻种,具有较高的应用价值。 展开更多
关键词 稻种 高光谱技术 主成分分析 品种识别
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低空经济政策和技术在农业农村的应用现状与前景 被引量：16
7
作者 何勇 王月影 +6 位作者 何立文 戴馥霜 朱姜蓬 唐宇 范建能 侯冰茹 王应宽 《农业工程学报》 北大核心 2025年第8期1-16,共16页
低空经济正在加速融入农业农村领域,成为推动农业现代化和乡村振兴的重要力量。该研究从农业低空经济应用现状、典型场景、亟需攻克的关键技术装备及应用空域等问题展开系统论述和分析。通过文献分析法深度剖析2000—2024年间全球低空... 低空经济正在加速融入农业农村领域,成为推动农业现代化和乡村振兴的重要力量。该研究从农业低空经济应用现状、典型场景、亟需攻克的关键技术装备及应用空域等问题展开系统论述和分析。通过文献分析法深度剖析2000—2024年间全球低空经济在农业农村领域的期刊文献与发明专利,挖掘关键词共现网络和文献共引关系,凝练研究热点及发展方向。系统梳理了低空经济在农田信息获取、低空植保作业、国土资源管理、环境与灾害监测和农业农村物流运输等典型应用场景,探讨了飞行器设计、飞行控制、机载任务载荷及信息感知等关键技术。基于中国低空空域管理实际情况结合欧美低空空域管理经验,提出了推进空域精细化管理、优化适航审定流程等建议,以推动中国低空经济高效、规范和可持续发展。然而当前农业低空经济仍面临飞行器自主避障、多机协同控制、能源续航等技术挑战,以及空域划设粗放、审批流程复杂等政策障碍。未来研究需聚焦轻量化传感器与智能算法开发、“空-天-地”一体化监测网络构建及空域动态优化管理,拓展其在碳汇监测、生物育种、灾害应急等新兴场景的应用。该研究成果可为农业农村低空经济发展提供理论依据和实践参考,助力加快建设农业强国,全面推进乡村振兴和农业农村现代化。 展开更多
关键词 低空经济 农业农村 无人机 应用场景 关键技术 空域管理
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基于视觉识别技术的稻粒特征识别检测系统 被引量：1
8
作者 刘春山 李金琼 +4 位作者 陈思羽 刘洪义 潘佳琦 焦仁宝 初旭宏 《农机化研究》 北大核心 2025年第5期138-144,共7页
通过视觉识别图像处理技术对稻谷谷粒进行处理,利用OTSU自适应阈值对稻谷图像进行二值化处理,采用中值滤波对图像进行降噪处理、图像分割和连通区域标记,基于几何形状特征阈值检测算法识别不同种类稻谷的长度、宽度、周长和面积像素值,... 通过视觉识别图像处理技术对稻谷谷粒进行处理,利用OTSU自适应阈值对稻谷图像进行二值化处理,采用中值滤波对图像进行降噪处理、图像分割和连通区域标记,基于几何形状特征阈值检测算法识别不同种类稻谷的长度、宽度、周长和面积像素值,提出一种综合的阈值通用旋转法,可实现不同谷粒的分类。根据获取谷粒图像样品和采集谷粒数目特征,基于形态学处理和分水岭变换分割算法对谷粒进行数目识别提取,最后根据检测的数目和整碎谷粒特征统计汇总稻谷谷粒的相关参数信息,将谷粒识别结果和相关数据信息保存在数据库中,便于进一步分析。研究结果表明:利用MatLab软件中GUI界面开发的稻谷检测系统对谷粒数目有较好的识别力,精确度达98.327%,对于整碎谷粒的识别误差在可控范围,满足要求与传统人工检测相比,具有检测快速、多样化等优点。 展开更多
关键词 检测系统 特征识别 图像处理 稻粒
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农业领域多模态融合技术方法与应用研究进展 被引量：10
9
作者 李道亮 赵晔 杜壮壮 《农业机械学报》 北大核心 2025年第1期1-15,共15页
多模态融合技术通过结合多源数据,可以克服单一模态的局限性。近年来,传感器以及遥感技术的发展为作物监测提供了更加丰富的数据源,光谱数据、图像数据、雷达数据以及热红外数据被广泛应用于作物监测中。通过利用计算机视觉技术以及数... 多模态融合技术通过结合多源数据,可以克服单一模态的局限性。近年来,传感器以及遥感技术的发展为作物监测提供了更加丰富的数据源,光谱数据、图像数据、雷达数据以及热红外数据被广泛应用于作物监测中。通过利用计算机视觉技术以及数据分析方法,可以从中获取作物的表型参数、理化特征等信息,从而有助于评估作物的生长状况、指导农业生产管理。现有研究多数是基于单一模态数据展开,而单一模态的数据仅有一种类型的输入,缺乏对整体信息的理解,且容易受到单模态噪声的影响;部分研究虽然采用了多模态融合技术,但仍未能充分考虑模态间的复杂交互关系。为了深入分析多模态融合技术在农业领域应用的潜力,本文首先阐述了农业领域中多模态融合的先进技术与方法,重点梳理了多模态融合技术在作物识别、性状分析、产量预测、胁迫分析及病虫害诊断领域中的应用研究成果,分析了多模态融合技术在农业领域中存在的数据利用程度低、有效特征提取难、融合方式单一等问题,并对未来发展提出展望,以期通过多模态融合的方法推动农业精准管理、提高生产效率。 展开更多
关键词 多模态融合 传感器 遥感技术 作物监测 计算机视觉 农业精准管理
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基于多项式回归和堆叠模型的花生产量预测 被引量：1
10
作者 漆海霞 黄荟良 +2 位作者 罗锡文 黄世淳 胡炼 《农业工程学报》 北大核心 2025年第8期165-174,共10页
为科学管理农业活动并提升花生产量预测精度,针对现有研究多依赖单一模型、难以捕捉气象因子与产量的复杂非线性关系,以及传统趋势分解方法(如移动平均法、高通滤波法)对长期趋势拟合不足等问题,该研究以广东省粤西南地区为研究区域,构... 为科学管理农业活动并提升花生产量预测精度,针对现有研究多依赖单一模型、难以捕捉气象因子与产量的复杂非线性关系,以及传统趋势分解方法(如移动平均法、高通滤波法)对长期趋势拟合不足等问题,该研究以广东省粤西南地区为研究区域,构建了一种基于多项式回归与堆叠模型的花生产量预测模型。基于2000—2023年粤西南16个地区的气象数据(气温、降水、日照、风速、相对湿度5种气象因子)及产量数据,首先采用多项式回归拟合趋势产量,表征科技进步与农业水平对产量的长期影响;其次,利用主成分分析对归一化后的气象数据降维,消除冗余并提取累计贡献率达90%的前12个主成分变量;最后,构建堆叠模型,以K最近邻、随机森林、梯度提升回归为基学习器,Lasso回归为元学习器,结合交叉验证策略集成多算法优势,解析气象因子与气象产量的非线性关系。结果表明,基于多项式回归与堆叠模型的花生产量预测模型的平均绝对百分比误差为2.09%,均方根误差为78.55 kg/hm^(2),决定系数R^(2)达0.96,较多项式回归与单一机器学习方法组合相比,平均绝对百分比误差降低0.22~0.68个百分点;采用花生生育期内不同月份的气象数据构建的产量预测试验显示,花生产量最早可以在营养生长期进行准确预测,预测时间可以提前至收获前2个月;在2020—2023年验证中,该预测模型平均绝对百分比误差均值为4.62%,表明其在不同年份的气候条件下仍然保持稳定性。该研究提出的模型通过融合趋势与气象动态影响,兼具高精度与提前预测能力,对于构建其他作物产量预测模型也具有一定的参考意义。 展开更多
关键词 预测 多项式回归 机器学习 主成分分析 花生 产量
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毛刷带式玉米高速导种装置的设计与试验 被引量：1
11
作者 何晓宁 王如正 +3 位作者 杨紫奥 尚书旗 李梦竹 王东伟 《农业工程学报》 北大核心 2025年第8期17-27,共11页
针对气吸式玉米高速播种机导种过程中种子碰撞损伤和投种精度差的问题,该研究设计了一种向控轮旋拨导向毛刷带转运投种的毛刷带式导种装置。通过对关键结构的设计和理论分析,确定影响导种性能的主要因素和各因素取值范围。利用Adams-EDE... 针对气吸式玉米高速播种机导种过程中种子碰撞损伤和投种精度差的问题,该研究设计了一种向控轮旋拨导向毛刷带转运投种的毛刷带式导种装置。通过对关键结构的设计和理论分析,确定影响导种性能的主要因素和各因素取值范围。利用Adams-EDEM耦合仿真方法进行向控轮导向过程单因素试验,结果表明:向控轮相对排种盘安装角度为15°时,种子满足导向要求且导向轨迹稳定;搭建试验台架,以刷毛长度、带轮直径为试验因素,粒距合格率、重播率、漏播率为试验指标,开展二次旋转正交组合试验,试验结果表明:在作业速度13 km/h条件下、刷毛长度为25 mm,带轮直径为53 mm时,粒距合格率为96.03%,漏播率为1.76%,重播率为3.48%;根据最优参数组合验证不同作业速度下导种装置的性能,结果表明,当作业速度在12~16 km/h时,粒距合格率不低于94.3%,重播率不高于3.92%,漏播率不高于3.19%,破损率不高于0.19%。该研究可为玉米高速播种作业条件下导种装置的设计优化提供参考。 展开更多
关键词 农业机械 玉米 高速播种 导种装置 Adams-EDEM
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基于神经辐射场和路径分析的油茶树表型参数提取 被引量：1
12
作者 朱幸辉 张杨聪 +1 位作者 谭泗桥 李斌 《农业工程学报》 北大核心 2025年第4期201-210,共10页
为提取油茶树的表型参数,解决复杂冠层结构植物和田间环境下表型提取速度慢且精度低的问题,该研究将传统的重建算法和聚类分割算法进行改进,提出一种基于神经辐射场和路径分析的表型参数提取方法。通过多视角相机获取油茶树图像,训练神... 为提取油茶树的表型参数,解决复杂冠层结构植物和田间环境下表型提取速度慢且精度低的问题,该研究将传统的重建算法和聚类分割算法进行改进,提出一种基于神经辐射场和路径分析的表型参数提取方法。通过多视角相机获取油茶树图像,训练神经辐射场生成三维点云模型,然后采用路径分析方法分割树干和叶片点云,提取油茶树的表型参数。试验结果表明:相比基于运动结构恢复的多视立体几何方法,采用神经辐射场重建的时间平均减少约90%,自由视角渲染图像峰值信噪比提升约10%。茎叶分割结果在召回率、精确率和分割时间等指标上优于几何特征法和区域生长法。计算的树高、冠幅、冠层高度和树干与人工测量结果的误差分别为0.519%、0.325%、0.364%、4.491%,叶长、叶宽、叶面积和叶形指数的决定系数分别为0.98、0.94、0.97、0.93。该方法不仅能快速构建真实形态的油茶树点云模型,而且能精准获取油茶树各器官的表型参数,可为复杂冠层植物的田间表型研究提供参考。 展开更多
关键词 油茶树 三维重建 神经辐射场 路径分析 表型参数
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基于SSA-LSTM-Attention的日光温室环境预测模型 被引量：1
13
作者 孟繁佳 许瑞峰 +3 位作者 赵维娟 宋文臻 高艺璇 李莉 《农业工程学报》 北大核心 2025年第11期256-263,共8页
建立准确的温室环境预测模型有助于精准调控温室环境促进作物的生长发育,针对温室小气候具有时序性、非线性和强耦合等特点,该研究提出了一种基于SSA-LSTM-Attention(sparrow search algorithm-long short-term memoryattention mechani... 建立准确的温室环境预测模型有助于精准调控温室环境促进作物的生长发育,针对温室小气候具有时序性、非线性和强耦合等特点,该研究提出了一种基于SSA-LSTM-Attention(sparrow search algorithm-long short-term memoryattention mechanism)的日光温室环境预测模型。首先,通过温室物联网数据采集系统获取温室内外环境数据;其次,使用皮尔逊相关性分析法筛选出强相关性因子;最后,构建环境特征时间序列矩阵输入模型进行温室环境预测。对日光温室的室内温度、室内湿度、光照强度和土壤湿度4种环境因子的预测,SSA-LSTM-Attention模型的平均拟合指数达到了97.9%。相较于反向传播神经网络(back propagation neural network,BP)、门控循环单元(gate recurrent unit,GRU)、长短期记忆神经网络(long short term memory,LSTM)和LSTM-Attention(long short-term memory-attention mechanism)模型,分别提高8.1、4.1、3.5、3.0个百分点;平均绝对百分比误差为2.6%,分别降低6.5、3.2、2.8、2.5个百分点。试验结果表明,通过利用SSA自动优化LSTM-Attention模型的超参数,提高了模型预测精度,为日光温室环境超前调控提供了有效的数据支持。 展开更多
关键词 日光温室 麻雀搜索算法 长短期记忆网络 注意力机制 环境预测模型
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基于Faster R-CNN的作物生物密度智能识别方法 被引量：1
14
作者 李修华 李倩 +2 位作者 张瀚文 丁璐 王泽平 《生物工程学报》 北大核心 2025年第10期3828-3839,共12页
准确获取大田作物数量和密度不仅是水肥管理按需投入的关键,也是保障作物产量和品质的关键。无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)航拍可以快速且大面积地获取大田作物的分布图像信息,但是单一类型密集目标的准确识别对于大多数识别算... 准确获取大田作物数量和密度不仅是水肥管理按需投入的关键,也是保障作物产量和品质的关键。无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)航拍可以快速且大面积地获取大田作物的分布图像信息,但是单一类型密集目标的准确识别对于大多数识别算法来说都是一个巨大的挑战。本研究以香蕉苗为例,通过无人机高空航拍香蕉园的图像,研究密集目标高效识别方法。本研究提出了一种“裁-识-拼”的策略,构建了一个基于改进的Faster R-CNN算法的计数方法。该方法先将包含高密集目标的图像按不同尺寸(模拟不同飞行高度)裁剪成大量图像瓦片,并采用对比度限制自适应直方图均衡化(contrast limited adaptive histogram equalization,CLAHE)算法提高图像质量,构建了包含36000张图像瓦片的香蕉苗数据集;然后采用经过参数优化的Faster R-CNN网络训练香蕉苗识别模型;最后将识别结果进行反拼接,并设计了一种边界去重算法,对最终的计数结果进行校正,以减少图像裁剪引起的香蕉苗重复识别。结果表明,经过参数优化的Faster R-CNN对不同尺寸的香蕉图像数据集的识别精度最高达到了0.99;去重算法可以将针对航拍原始图像的平均计数误差从1.60%降低到0.60%,香蕉苗的平均计数准确率达到99.4%。本研究提出的方法有效解决了高分辨率航拍图像中密集小目标识别难题,为精准农业中的作物密度智能监测提供了高效可靠的技术支撑。 展开更多
关键词 果园计数 香蕉 Faster R-CNN 深度学习 去重
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基于数据挖掘技术的拖拉机发动机故障诊断 被引量：2
15
作者 匡伟祥 《农机化研究》 北大核心 2025年第2期244-248,共5页
拖拉机是农业生产的重要工具,发动机是其核心部件,如发动机出现故障,将会直接影响农业生产效率和产量。为此,提出了一种使用数据挖掘技术进行拖拉机发动机故障诊断的方法。利用了机器学习技术和统计学,首先针对拖拉机田间运行信号噪音... 拖拉机是农业生产的重要工具,发动机是其核心部件,如发动机出现故障,将会直接影响农业生产效率和产量。为此,提出了一种使用数据挖掘技术进行拖拉机发动机故障诊断的方法。利用了机器学习技术和统计学,首先针对拖拉机田间运行信号噪音较大的问题,引入小波阈值去噪的方法;其次,基于卷积神经网络模型,引入一种注意力机制,提高故障诊断准确率,并通过对拖拉机传感器数据进行分析,可以帮助诊断和预测发动机故障;最后,通过实验结果验证了算法的有效性。研究结果不仅可以提高故障的准确性和效率,还能够节约维修成本和提高机器的利用率,具有较高的应用价值。 展开更多
关键词 拖拉机 发动机故障诊断 数据挖掘技术 机器学习 特征选择
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机器视觉技术在大体型家畜无接触体尺测量中的研究进展 被引量：2
16
作者 李振波 孙浩翔 +2 位作者 郭倩男 张涵钰 刘皓南 《农业工程学报》 北大核心 2025年第7期1-12,共12页
家畜体尺能直接反映其生长发育状态,对育种和养殖过程管理具有重要意义。基于机器视觉的家畜无接触体尺测量技术可以解决传统人工接触式测量中耗时、费力和主观误差等问题,同时能够降低养殖人员的劳动强度,避免家畜产生应激反应。近年来... 家畜体尺能直接反映其生长发育状态,对育种和养殖过程管理具有重要意义。基于机器视觉的家畜无接触体尺测量技术可以解决传统人工接触式测量中耗时、费力和主观误差等问题,同时能够降低养殖人员的劳动强度,避免家畜产生应激反应。近年来,随着机器视觉技术的迅猛发展,家畜无接触体尺测量方法也取得了突破性的进步。该研究聚焦于牛、羊、马和猪4种常见大体型家畜,按照体尺测量任务流程,概述了常见的家畜图像采集场景、图像采集设备和设备部署方式。基于近5年机器视觉在家畜无接触体尺测量中的应用,阐述了目前家畜图像分割算法和家畜体尺测量算法的研究现状。当前研究的着重点主要在于加速体尺测量过程,提升测量结果精度,以及增强测量设备的便携性这3个核心方面。结合当前研究中存在的公开数据集不足、深度学习前沿方法应用较少、算法在实际生产中应用和部署困难等问题,提出了未来应围绕应用生成式模型扩充家畜图像数据集、加速深度学习方法的迁移,开发适用多种家畜的通用测量模型等方面展开研究,旨在为后续的研究及应用提供参考。 展开更多
关键词 体尺测量 家畜 机器视觉 深度学习 图像采集 图像分割 数据集
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粮食生产大数据平台研究进展与展望 被引量：1
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作者 杨贵军 赵春江 +13 位作者 杨小冬 杨浩 胡海棠 龙慧灵 裘正军 李娴 江冲亚 孙亮 陈雷 周清波 郝星耀 郭威 王培 高美玲 《智慧农业(中英文)》 2025年第2期1-12,共12页
[目的/意义]农业大数据爆炸式发展,加速农业生产迈入数字化、智能化新时代。作为新质生产力,大数据服务于粮食生产全过程综合智能化管理决策,面临粮食生产大数据资源治理机制不明、全链条化粮食生产决策核心算法体系缺乏且对外依存度高... [目的/意义]农业大数据爆炸式发展,加速农业生产迈入数字化、智能化新时代。作为新质生产力,大数据服务于粮食生产全过程综合智能化管理决策,面临粮食生产大数据资源治理机制不明、全链条化粮食生产决策核心算法体系缺乏且对外依存度高、粮食生产全过程全要素的大数据平台缺乏等问题。[进展]本文综合分析了国内外粮食生产大数据、农情监测与智能决策算法、大数据平台方面的相关进展和面临的挑战,面向产前规划、产中监测与决策、产后综合评价等粮食生产全程管理决策需求,构建由多源异构粮食生产大数据治理、粮食生产知识图谱、“数据获取-信息提取-知识构建-智能决策-农机作业”全链条标准化算法体系、数字孪生典型应用场景等环节组成的粮食生产大数据智能平台。[结论/展望]应重点关注宏观管理监测和微观农场全程智能化生产作业需求,聚焦粮食生产典型应用场景,充分融合大数据与人工智能、数字孪生及云边端等新技术,探索技术联通集成为本,智能化服务为魂的大数据平台研发路径,创建开放式作物与环境传感接入、核心算法成熟度分级与云原生封装、高效数据与决策服务响应等为核心特色的开放共生型粮食生产大数据平台,实现数据-算法-服务全链条智能化、决策信息与智能装备作业一体化、粮食生产大数据平台与应用体系标准化,形成保障粮食安全高效绿色生产的新质生产力。 展开更多
关键词 粮食生产 大数据平台 农情监测 智能算法 决策支持 新质生产力
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基于双目视觉技术的茶叶嫩芽定位方法研究 被引量：1
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作者 朱龙舜 郑旻璐 《农机化研究》 北大核心 2025年第2期49-53,共5页
进一步提升茶叶嫩芽定位的准确性及茶叶嫩芽采摘的作业效率,选取双目视觉技术作为切入点,针对其识别、定位、采摘等环节展开设计研究。考虑茶叶嫩芽采摘的基础特征和双目视觉技术的应用条件,合理搭建双目视觉模型,选用立体匹配的核心定... 进一步提升茶叶嫩芽定位的准确性及茶叶嫩芽采摘的作业效率,选取双目视觉技术作为切入点,针对其识别、定位、采摘等环节展开设计研究。考虑茶叶嫩芽采摘的基础特征和双目视觉技术的应用条件,合理搭建双目视觉模型,选用立体匹配的核心定位算法,完成茶叶嫩芽的定位方法与采摘功能优化,并布置相应的试验机构,展开定位采摘验证试验。结果表明:基于双目视觉技术的茶叶嫩芽定位方法应用具有显著的优越性,较普通定位方法而言,识别误匹配率可降低至4.01%,平均漏采率为3.20%,嫩芽采摘完整率达93.40%,可以很好地促进茶叶嫩芽的后续处理加工,是采摘茶叶嫩芽的品质化的重要基础保障。 展开更多
关键词 茶叶嫩芽定位 双目视觉 立体匹配 采摘完整率 品质化
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基于改进YOLOv9s与自适应卡尔曼滤波的套袋葡萄视频计数方法 被引量：1
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作者 吕佳 冉洁 《农业工程学报》 北大核心 2025年第10期195-203,共9页
针对现有果实计数方法实时性不足,以及套袋葡萄遮挡和检测噪声导致追踪失败的问题,该研究提出一种基于改进YOLOv9s与自适应卡尔曼滤波的套袋葡萄视频计数方法。该方法由改进YOLOv9s检测模型、自适应卡尔曼滤波追踪算法和划线计数3个子... 针对现有果实计数方法实时性不足,以及套袋葡萄遮挡和检测噪声导致追踪失败的问题,该研究提出一种基于改进YOLOv9s与自适应卡尔曼滤波的套袋葡萄视频计数方法。该方法由改进YOLOv9s检测模型、自适应卡尔曼滤波追踪算法和划线计数3个子方法构成。在检测阶段,为减少YOLOv9s模型的参数量并提升推理速度,同时增强其在遮挡场景下的检测性能,设计了EFEM(efficient feature enhancement module)优化特征提取,并引入SEAM(spatially enhanced attention module)以提高遮挡情况下的检测性能。在追踪阶段,为解决因拍摄设备抖动和快速运动等因素引起的检测噪声导致卡尔曼滤波轨迹预测精度下降问题,提出一种自适应卡尔曼滤波追踪算法。该算法根据检测置信度自动调整噪声估计,以提高卡尔曼滤波对套袋葡萄轨迹的预测精度,进而提升追踪性能。在计数阶段,采用划线计数策略实现对套袋葡萄的自动计数。试验结果表明,在检测性能方面,改进后的YOLOv9s模型参数量减少了29.6%,推理速度达到了70帧/s;在追踪性能方面,改进后的追踪算法在高阶追踪准确率、多目标追踪准确率及ID调和平均数指标上,分别提升了4.3、2.2和2.5个百分点;在计数性能方面,平均计数精度达到了80.0%。综上,该方法在实时追踪与计数方面展现了良好的应用潜力,可为套袋葡萄收获前的产量估计提供技术支持。 展开更多
关键词 YOLOv9 套袋葡萄 果实追踪 果实计数 卡尔曼滤波
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基于深度学习与边缘计算的农作物病虫害检测装置设计 被引量：2
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作者 杨英 丘温河 +2 位作者 徐泽华 陈殊 张瑞详 《南方农机》 2025年第7期24-27,31,共5页
【目的】实现对植物尤其是农作物病虫害的实时、精准检测。【方法】结合最新AIOT技术与人工智能深度学习算法,设计了一款农作物病虫害检测装置。该装置分为数据采集、数据通信、数据处理以及应用软件部分。硬件上除传统IOT设计外,还使用... 【目的】实现对植物尤其是农作物病虫害的实时、精准检测。【方法】结合最新AIOT技术与人工智能深度学习算法,设计了一款农作物病虫害检测装置。该装置分为数据采集、数据通信、数据处理以及应用软件部分。硬件上除传统IOT设计外,还使用了OpenMV高清摄像头,并部署了基于深度学习的边缘计算模块;通信上使用了NB-IOT通信技术;算法上采用了YOLOv5算法对病虫害叶片进行实时精准检测,并应用了VAE_LSTM算法对病虫害进行预测。同时,从公共数据集PlantVillage-Dataset上收集了玉米、马铃薯、土豆3类农作物的13种病害叶片数据,进行了模型及算法的测试验证。【结果】20次迭代后,模型分类精度达到94.3%,满足农作物病虫害叶片分类要求。在测试数据集中,选择各类病害叶片输入训练好的模型进行测试,分类准确度均达93%以上。【结论】该装置可用于农田AIOT环境下对背景较为简单的农作物叶片进行图像数据采集与分析,实时监测与识别周边环境中农作物病虫害情况。未来将继续研究真实自然环境下大面积农作物病虫害图像智能识别与防治、病虫害海量数据标准化处理等。 展开更多
关键词 智慧农业 物联网 边缘计算 病虫害识别
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