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《农业工程学报》 CSCD 北大核心

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《农业工程学报》（以下简称《学报》）创刊于1985年，面向国内外公开发行。《学报》是由中国科学技术协会主管、中国农业工程学会主办的全国性专业学术期刊。读者对象为农业工程学科及相关领域的科研、教学及生产...查看详情>>
  • 主办单位中国农业工程学会
  • 国际标准连续出版物号1002-6819
  • 国内统一连续出版物号11-2047/S
  • 出版周期半月刊
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不同烘焙预处理条件对竹屑颗粒可磨性的影响
1
作者 陈剑峰 成伟 +5 位作者 张俊杰 蒋好 李赓 田旭 邵敬爱 陈汉平 《农业工程学报》 北大核心 2025年第6期237-246,共10页
生物质本身可磨性差,原料磨细制粉困难,而烘焙是清洁高效的预处理方法之一。该研究以竹屑颗粒作为原料,探究了不同烘焙温度与氧气浓度对生物质基本理化性质、可磨性与粒度分布的影响。结果表明:随着焙烧温度和氧浓度的提高,样品的热值... 生物质本身可磨性差,原料磨细制粉困难,而烘焙是清洁高效的预处理方法之一。该研究以竹屑颗粒作为原料,探究了不同烘焙温度与氧气浓度对生物质基本理化性质、可磨性与粒度分布的影响。结果表明:随着焙烧温度和氧浓度的提高,样品的热值提升明显,且烘焙后样品的H/C比和O/C比下降明显;在傅里叶红外光谱分析中,烘焙生物质的主要官能团的典型峰峰值随着烘焙程度的加深而下降;烘焙程度的加深也有助于样品可磨性的提升,烘焙后样品的哈氏可磨指数明显提升;烘焙预处理同样能改善研磨后样品的粒度分布,但会使样品的均匀性降低;采用响应面分析进一步优化试验,得到竹屑颗粒最佳烘焙条件为:270℃左右的烘焙温度、10%左右的氧气浓度。该研究结果将为竹屑颗粒的进一步高质化利用提供理论参考。 展开更多
关键词 烘焙 生物质 可磨性 粒度分析 响应面分析
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基于改进YOLOv8s与RGB-D信息融合的番茄采摘机器人识别与定位方法
2
作者 樊湘鹏 张岩琪 +3 位作者 周硕 任美飞 王雨薇 柴秀娟 《农业工程学报》 北大核心 2025年第15期106-116,共11页
采摘机器人视觉感知系统是完成选择性收获的基本条件。针对在非结构设施环境中番茄特定种植模式约束下,现有采摘机器人果实识别与定位精度低导致的采收成功率不高等问题,该研究面向番茄采摘机器人性能提升,在自建数据集基础上,提出一种... 采摘机器人视觉感知系统是完成选择性收获的基本条件。针对在非结构设施环境中番茄特定种植模式约束下,现有采摘机器人果实识别与定位精度低导致的采收成功率不高等问题,该研究面向番茄采摘机器人性能提升,在自建数据集基础上,提出一种基于改进YOLOv8s和RGB-D多源信息融合感知的番茄采摘机器人识别与定位方法。首先,利用空间重构卷积单元和通道重构卷积单元进行串联组合构建空间和通道重建卷积结构实现轻量化目标;然后,在YOLOv8s颈部结构中引入SimAM三维注意力机制,使模型更加关注复杂环境下番茄的关键特征;最后使用MPDIoU损失改进损失函数,解决因果实重叠导致的检测帧失真问题,减少番茄的漏检现象。结果表明,相比于原始YOLOv8s模型,改进模型的平均精度均值(mAP_(50))由91.49%增加到95.81%,模型大小由22.5 M减小到17.6 M,推理时间也从10.6 ms减少到8.7 ms,与YOLOv5、YOLOv6、YOLOv7、YOLOv8、YOLOv9和YOLOv10系列模型相比,改进的YOLOv8s模型在识别精度、检测速度和计算效率上具有明显优势。在改进YOLOv8s模型基础上,将RGB图像与Depth图像信息配准并融合获取番茄中心点在空间中的位置坐标,利用RealSense D435 RGB-D相机和NVIDIA Jetson AGX Orin边缘设备构建视觉感知决策系统,自主开发了番茄采摘执行系统,并开展了定位精度和采摘抓取试验。单帧图像平均耗时50 ms,采摘抓取成功率为94.73%,损伤率仅为4.17%。该研究有效解决了果实采收机器人视觉感知环节面临的技术挑战,并且适合在性能受限设备上部署应用,可为番茄等果实采收机器人识别与定位提供关键技术支撑。 展开更多
关键词 采摘机器人 识别定位 YOLOv8s RGB-D 融合感知 番茄抓取
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基于优选小波分量的收获机作业部件载荷谱加速编辑方法 被引量：2
3
作者 杨子涵 黄胜操 +3 位作者 朱华英 陈度 朱忠祥 宋正河 《农业工程学报》 北大核心 2025年第2期58-65,共8页
为提高实验室场景下开展收获机械耐久性试验验证的效率,该研究以联合收获机作业部件载荷为例,开展载荷谱加速编辑方法分析。在传统基于小波分解的加速编辑方法基础上,讨论了不同小波分量差异选取对加速编辑效果的影响,尝试利用伪损伤比... 为提高实验室场景下开展收获机械耐久性试验验证的效率,该研究以联合收获机作业部件载荷为例,开展载荷谱加速编辑方法分析。在传统基于小波分解的加速编辑方法基础上,讨论了不同小波分量差异选取对加速编辑效果的影响,尝试利用伪损伤比例界限对小波分量进行筛选,并通过极值差方法对小波分量中高损伤贡献片段进行识别,形成了基于优选小波分量的载荷谱加速编辑方法。利用实测载荷数据将该方法与基于小波分解和时域损伤保留两种方法进行了对比分析,结果表明,在伪损伤保留比例趋近一致的条件下,基于优选小波分量的加速编辑方法能够得到更精简的加速结果,以喂入搅龙载荷为例,在95%和98%伪损伤保留比例下,本文方法能够在传统小波分解方法基础上,将信号压缩比提升11.59和15.72个百分点。本文所述方法对于收获机作业部件载荷具备通用性,在其他行业领域的结构耐久加速试验场景下同样具有应用潜力。 展开更多
关键词 收获机 载荷谱 耐久性试验 加速编辑 小波分解
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错相位驱动PWM变量喷雾系统设计与试验 被引量：1
4
作者 张春凤 张萌 +3 位作者 邹伟 翟长远 张弛 赵春江 《农业工程学报》 北大核心 2025年第16期25-34,共10页
针对脉宽调制(pulse width modulation, PWM)变量喷雾系统电磁阀同步启闭造成管路压力波动严重的问题,该研究提出一种基于错相位驱动的压力波动抑制方法,基于C37控制器开发了支持不同相位差驱动的PWM变量控制系统,设计并搭建试验平台,开... 针对脉宽调制(pulse width modulation, PWM)变量喷雾系统电磁阀同步启闭造成管路压力波动严重的问题,该研究提出一种基于错相位驱动的压力波动抑制方法,基于C37控制器开发了支持不同相位差驱动的PWM变量控制系统,设计并搭建试验平台,开展PWM变量喷雾系统压力波动特性试验、雾化特性试验及雾滴沉积试验。压力波动试验结果表明,错相位驱动方式有效降低了系统压力波动峰峰值和变异系数,且随着占空比的增加,压力波动降低趋势逐渐缩小。当占空比为20%和70%时,错相位120°的压力波动变异系数(CV)比同相位驱动分别减小66.61%和19.48%。占空比对变异系数影响最小的相位差区间是60°~90°驱动,相位差120°时,不同占空比下系统压力波动CV值均最小;对比试验结果表明,错相位驱动的系统雾滴粒径统计项均略低于同相位驱动,错相位驱动系统的雾滴相对跨度(RS)低于同相位驱动,占空比50%时,RS下降最多,为5.56%;雾滴沉积对比试验结果表明,错相位驱动PWM喷雾系统的雾滴覆盖率变异系数相比同相位驱动方式减小了31.75%,错相位驱动方式可有效改善PWM变量喷药系统低频控制条件下药液沉积均匀性。研究结果可为PWM变量喷雾技术研发与应用提供依据,为精准变量施药装置的进一步优化提供技术支撑。 展开更多
关键词 PWM 变量喷雾 压力波动 雾化特性 雾滴粒径 雾滴沉积
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基于改进YOLOv8n的轻量化番茄叶片小目标病害识别方法 被引量：1
5
作者 宋国柱 黄文静 +3 位作者 崔帅帅 高笑婵 薛鹏军 王堃 《农业工程学报》 北大核心 2025年第10期232-242,共11页
针对番茄叶片小目标病害识别中存在识别速度慢、识别率低及参数量大的问题,提出一种改进YOLOv8n的轻量化番茄叶片小目标病害识别模型。首先,在Backbone(主干网络)中引入基于动态卷积的轻量级C2f_GDC(C2f_ghost dynamic convolution)模... 针对番茄叶片小目标病害识别中存在识别速度慢、识别率低及参数量大的问题,提出一种改进YOLOv8n的轻量化番茄叶片小目标病害识别模型。首先,在Backbone(主干网络)中引入基于动态卷积的轻量级C2f_GDC(C2f_ghost dynamic convolution)模块替换C2f(CSP bottleneck with 2 convolutions)模块,保持模型性能的同时以减少计算量和参数量;其次,在Neck(颈部网络)中添加三分支注意力机制(triplet attention),有效地提取特征信息以提高对小目标识别的准确性;最后,引入Focaler-SIoU Loss取代原有的CIoU Loss(complete intersection over union loss),以提升模型的稳定性和收敛速度。试验结果表明,改进YOLOv8n模型的m AP_(0.5)为91.5%,其中番茄花叶病毒m AP_(0.5)达到99.5%。与原始YOLOv8n相比,精确率、召回率、mAP_(0.5)、mAP_(0.5-0.95)、F1分数分别提升了2.6、2.8、3.0、2.9、2.7个百分点,推理时间缩短了31.6%,模型尺寸降低了12.9%,参数量减少了13.3%;与Faster R-CNN、RT-DETR、YOLOv5s、YOLOv6、YOLOv7和YOLOv11模型相比,改进YOLOv8n模型的mAP_(0.5)分别提升了32.3、3.6、2.7、3.9、4.4、2.2个百分点。在真实环境下,改进YOLOv8n模型的推理时间为118.8 ms,mAP0.5达到91.5%。改进YOLOv8n模型可以准确地实现对番茄叶片小目标病害的识别,且模型参数量小、识别速度快,为番茄叶片病害识别提供了模型参考。 展开更多
关键词 番茄叶片病害 YOLOv8n 轻量级 注意力机制 损失函数
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边坡生态修复工程植被恢复对土壤AMF定殖的影响
6
作者 张昕雅 熊诗源 +6 位作者 夏栋 董悦 蒋佳媛 康东 李铭怡 刘大翔 许文年 《农业工程学报》 北大核心 2025年第11期136-145,共10页
为探究植被混凝土修复边坡植被恢复过程中丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)定殖特征、土壤生物化学性质及其两者耦合关系,进一步认识植被混凝土基材中菌根生态效应,为后续将AMF应用到边坡植被恢复中,改善植物和根系周围... 为探究植被混凝土修复边坡植被恢复过程中丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)定殖特征、土壤生物化学性质及其两者耦合关系,进一步认识植被混凝土基材中菌根生态效应,为后续将AMF应用到边坡植被恢复中,改善植物和根系周围环境,达到改善边坡生态系统稳定性的目的提供科学依据。该研究采用空间代替时间方法,选取不同恢复年限的植被混凝土修复边坡(2、3、5、15 a),以自然恢复地(N1)及次生林(N_(2))作为对照,对AMF定殖特征和土壤生物化学性质进行测定分析。结果表明:各植被混凝土修复样地的AMF总侵染率均显著高于N_(2)(P<0.05)。随着恢复年限的增加,AMF总侵染率表现先上升后降低趋势,在5 a样地较高,达到69.93%。植被混凝土修复样地微生物量碳、微生物量氮和微生物量磷含量分别在0.47~1.07、3.47~16.51、14.77~77.60 mg/kg之间,但次生林微生物量碳含量、自然恢复地微生物量磷含量均显著高于植被混凝土修复样地(P<0.05)。AMF定殖特征和土壤生物化学性质相关性分析显示微生物量碳和土壤蔗糖酶均与侵染率相关(P<0.05),但冗余分析和回归方程明确微生物量碳是侵染率的直接驱动因子。研究表明,在植被混凝土修复边坡植被恢复过程中,AMF均能侵染植物根系形成共生体。相较于自然恢复地和次生林,植被混凝土修复措施能促进AMF定殖和生长。建议使用植被混凝土技术修复边坡时通过调控基材水分和养分促进AMF定殖,在修复3~5 a时强化微生物管理以优化生态效益。研究为边坡工程中菌根技术的应用提供了理论依据和量化指标。 展开更多
关键词 土壤 生物 化学 丛枝菌根真菌 AMF定殖特征 植被恢复 混凝土
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长三角地区农业水土资源匹配对农业碳排放的影响
7
作者 张彩莉 李建豹 《农业工程学报》 北大核心 2025年第12期299-309,共11页
研究水土资源匹配对农业碳排放的影响,有助于优化水土资源配置、实现水土资源高效利用与农业低碳发展。该研究采用碳排放系数法与水土资源匹配度模型,测算2005—2022年长三角地区农业碳排放与水土资源匹配度,研究水土资源匹配状况与农... 研究水土资源匹配对农业碳排放的影响,有助于优化水土资源配置、实现水土资源高效利用与农业低碳发展。该研究采用碳排放系数法与水土资源匹配度模型,测算2005—2022年长三角地区农业碳排放与水土资源匹配度,研究水土资源匹配状况与农业碳排放的时空特征,并构造双向固定效应面板模型研究水土资源匹配对农业碳排放的影响。结果表明:1)水土资源匹配度呈“南高北低”的分布特征,且在研究期间内区域集聚类型在空间分布上较为稳定,高-高(HH)集聚区域主要分布在浙南地区,低-低(LL)集聚区域主要分布在长三角地区北部;2)农业碳排放呈“北高南低”的分布特征,高-高(HH)集聚区域主要分布在苏北地区、苏中地区以及安徽省中部,低-低(LL)集聚区域主要分布在浙江北部地区以及皖南地区;3)双向固定效应面板模型结果显示,水土资源匹配状况、农业机械化水平、农业生产规模对农业碳排放具有显著的促进作用,农业经济结构对农业碳排放的影响不显著,农业经济发展水平、环境规制水平以及城镇化水平对农业碳排放具有显著的抑制作用。研究结果可为政府制定差异化的低碳农业发展策略,改善水土资源开发方式和利用强度,实现农业低碳发展与保护性开发水土资源协调发展提供科学依据。 展开更多
关键词 农业 水 土 碳排放 农业水土资源匹配 长三角地区
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基于改进YOLOv9m的多品种玉米雄穗检测方法
8
作者 陈鹏 王兴蓉 +2 位作者 章军 王兵 梁栋 《农业工程学报》 北大核心 2025年第17期122-131,共10页
精准检测玉米雄穗对保障玉米生产具有重要的理论意义与应用价值。针对当前玉米雄穗检测中存在的不同品种雄穗形态差异明显、田间复杂背景干扰及目标遮挡严重等核心问题,该研究基于YOLOv9m提出多尺度轴向感知与特征增强网络(multi-scale ... 精准检测玉米雄穗对保障玉米生产具有重要的理论意义与应用价值。针对当前玉米雄穗检测中存在的不同品种雄穗形态差异明显、田间复杂背景干扰及目标遮挡严重等核心问题,该研究基于YOLOv9m提出多尺度轴向感知与特征增强网络(multi-scale axial aware and feature enhancement network,MAAFENet),用于多品种玉米雄穗的检测。该网络利用交互式跨层融合特征增强模块增强玉米雄穗的关键特征信息,减轻土壤、叶片等背景噪声干扰,并缓解遮挡场景下的特征丢失问题;利用多尺度轴向感知模块结合全局上下文信息和局部细节信息,提升对多品种雄穗的特征提取能力。结果表明,MAAFENet在多品种玉米雄穗检测(multiple varieties maize tassel detection,MVMTD)数据集上的精确率、召回率和平均精度均值分别为92.9%、92.5%和93.9%,比YOLOv9m模型分别提高了1.1、0.9和0.2个百分点。此外,MAAFENet在公开的玉米雄穗检测与计数(maize tassel detection and counting,MTDC)数据集上的精确率、召回率和平均精度均值分别为91.9%、85.9%和92.1%,与YOLOv9m、YOLOv10m等主流模型相比均达到最优。检测可视化的结果表明MAAFENet对于形态各异的玉米雄穗具有良好的检测效果。综上,该研究提出的方法能够有效检测出品种多样的玉米雄穗,为后续玉米产量估算提供基础的技术支持。 展开更多
关键词 卷积神经网络 目标检测 图像分析 无人机 玉米雄穗
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玉米高速免耕播种机组合式垄台种带清秸装置研制
9
作者 毕津硕 卢彩云 +1 位作者 李洪文 翟成堃 《农业工程学报》 北大核心 2025年第17期44-54,共11页
针对东北地区玉米秸秆还田后覆盖量大,免耕播种机高速作业过程中堵塞缠绕严重、秸秆清理能力不足的问题,该研究结合大垄双行种植模式,设计了一种适用于高速免耕播种作业的切拨组合式垄台种带清秸装置。基于动态滑切减阻原理,设计了一种... 针对东北地区玉米秸秆还田后覆盖量大,免耕播种机高速作业过程中堵塞缠绕严重、秸秆清理能力不足的问题,该研究结合大垄双行种植模式,设计了一种适用于高速免耕播种作业的切拨组合式垄台种带清秸装置。基于动态滑切减阻原理,设计了一种变参数对数螺旋线作为滑切圆盘曲线,并通过动力学分析确定了滑切圆盘结构,滑切圆盘两侧设计了偏置清秸拨齿,对滑切圆盘两侧拨齿进行结构设计及参数选取。构建了“垄台土壤-柔性秸秆-清秸装置”离散元互作模型,分析秸秆定位铺放时的拨齿清秸效果,确定拨齿偏角范围为30°~75°,开展二次回归旋转正交试验,得到最优结构参数为:内侧拨齿偏角45.3°,外侧拨齿偏角75.0°。田间试验结果表明:秸秆中量覆盖时,装置在3.0 m/s作业速度下的种带清秸率为92.2%,作业功率为9.024 kW,符合东北地区高速免耕播种需要。研究结果可为高速作业下玉米免耕播种机秸秆清理装置的设计与改进提供理论与技术参考。 展开更多
关键词 农业机械 设计 离散元 玉米 免耕播种
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基于改进ResNet18的玉米种子细粒度图像分类方法 被引量：1
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作者 李鸿强 张超 +2 位作者 张栋 张诗欣 李民赞 《农业工程学报》 北大核心 2025年第15期155-164,共10页
针对玉米种子细粒率图像分类准确度低的问题,该研究对ResNet18模型进行改进优化,以提高玉米种子细粒度图像分类精度。首先,引入路径增强网络(path aggregation network,PANet),以提高模型对玉米细粒度图像特征融合能力;其次,构建强化-... 针对玉米种子细粒率图像分类准确度低的问题,该研究对ResNet18模型进行改进优化,以提高玉米种子细粒度图像分类精度。首先,引入路径增强网络(path aggregation network,PANet),以提高模型对玉米细粒度图像特征融合能力;其次,构建强化-互补学习网络(reinforcement&complementary network,RCNet),提升局部和边缘特征的提取能力;最后,引入协同注意力特征融合结构(collaborative attention feature fusion,CAFF),将RCNet提取的特征进行自适应加权融合,提升模型对整体特征的关注度。试验结果表明:改进后的ResNet18模型的准确率、召回率、精确率、加权分数(F1-score)分别为98.78%、96.62%、99.17%、97.88%,分别比原始模型高出4.28、4.11、4.29和4.20个百分点,推理速度为104帧/s,模型大小为105.2 MB。并将模型部署到移动端,改进的ResNet18模型基于移动端能够适应复杂背景下的玉米种子识别,识别准确率均超过95%,平均推理速度最低为257 ms,满足实时预测要求,在准确率和模型稳定性上表现优异。研究成果可为种子细粒度图像分类问题提供技术参考。 展开更多
关键词 深度学习 加强学习 互补学习 ResNet18 玉米种子
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基于启发式搜索策略的自适应避苗除草作业路径规划
11
作者 陈学深 梁德智 +3 位作者 黄凯文 钟广泽 吴世鹏 齐龙 《农业工程学报》 北大核心 2025年第19期88-97,共10页
针对小型智能除草机因除草部件作业路径规划策略不完善导致的作物损伤与作业效率低等问题,该研究以土培生菜为试验对象,提出一种基于启发式搜索策略的自适应避苗除草作业路径规划方法。搭建了图像采集与双向并行驱动机构相结合的除草作... 针对小型智能除草机因除草部件作业路径规划策略不完善导致的作物损伤与作业效率低等问题,该研究以土培生菜为试验对象,提出一种基于启发式搜索策略的自适应避苗除草作业路径规划方法。搭建了图像采集与双向并行驱动机构相结合的除草作业平台,应用YOLOv8n-seg模型识别提取生菜边缘形态与杂草位置分布信息,基于自适应递归聚类算法进行杂草位置簇划分、以簇心为关键点构建除草部件作业路径加权无向图,结合A*(A-Star)启发式搜索策略,实现避苗条件下除草部件作业路径的最短规划。进行了不同杂草分布的仿真分析与相同杂草分布的性能对比试验,仿真结果表明:该作业路径规划方法具有较好的适应性,作业路径长度从小到大排序为本文方法、螺旋算法、蛇形算法、BCD算法;试验结果表明:自适应避苗除草模式的除草率为93.91%、伤苗率为0、行株间相邻生菜形成的除草单元平均除草耗时为14.2 s,与避苗遍历除草模式相比,在相同作业速度下,作业效率提升了42.28%。研究结果可为田间高质量机械除草提供技术参考。 展开更多
关键词 机器视觉 路径规划 避苗除草 A*算法 生菜
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浙江省城乡国土空间“三生”功能协同效应时空演变、区域差异及驱动因素分析
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作者 苑韶峰 吴妙豪 +3 位作者 杨丽霞 朱从谋 黄洁雨 张宇 《农业工程学报》 北大核心 2025年第19期295-305,共11页
城乡国土空间“三生”功能协同发展对于促进城乡空间融合发展具有重要意义。该研究以浙江省为例,构建城乡国土空间多功能评价指标体系,综合运用耦合协调度模型、复合系统协同度模型、Dagum基尼系数和地理探测器等方法,分析浙江省2000—2... 城乡国土空间“三生”功能协同发展对于促进城乡空间融合发展具有重要意义。该研究以浙江省为例,构建城乡国土空间多功能评价指标体系,综合运用耦合协调度模型、复合系统协同度模型、Dagum基尼系数和地理探测器等方法,分析浙江省2000—2020城乡国土空间“三生”功能协同效应及其时空演变特征,并探究其驱动机制。结果表明:1)研究期内浙江省城市国土空间“三生”功能及其综合水平提升速度快于乡村地区,但乡村国土空间“三生”功能发展更为均衡。城乡生产、生活及其综合水平在空间上整体呈现“北高南低”的空间分布格局,城乡生态功能空间分布与之相反。2)2000—2020年县域城乡生产、生活、综合功能协同演变以中度协同和良好协同类型为主,高水平协同区多集中分布于杭绍甬、杭嘉湖平原地区;城乡生态功能协同演变以轻度协同为主,空间分布呈现“北低南高”格局。不同地区城乡国土空间“三生”功能耦合协调与协同演变类型呈现一致性。3)人均GDP、财政支出和农业保障是影响浙江省城乡国土空间综合功能协同演变格局的主导因素,各因子对城乡国土空间不同功能协同演变格局具有差异性,且各因子的交互影响以非线性增强效应为主。研究结果可为高度城镇化地区国土空间优化和城乡融合发展提供参考依据。 展开更多
关键词 国土空间 “三生”功能 城乡地域 协同效应 驱动因素 浙江省
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基于时空轨迹与网格关键点的小麦收获机作业面积计算 被引量：1
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作者 许家伟 匡开明 +1 位作者 傅成 吴才聪 《农业工程学报》 北大核心 2025年第11期35-40,共6页
基于轨迹数据进行作业面积计算是农机作业过程监测的重要环节,是进行补贴发放、费用收取、效率评估、收益计算的重要依据。该研究针对农机有效作业面积精准计算这一需求,提出一种基于时空轨迹与网格关键点的作业面积计算方法。算法基于... 基于轨迹数据进行作业面积计算是农机作业过程监测的重要环节,是进行补贴发放、费用收取、效率评估、收益计算的重要依据。该研究针对农机有效作业面积精准计算这一需求,提出一种基于时空轨迹与网格关键点的作业面积计算方法。算法基于轨迹数据生成网格,考虑边界网格占据情况计算数学期望,统计占据网格数量并计算面积。设计相关试验比较算法平均计算误差。结果表明,所提网格关键点作业面积计算方法对50块小麦农田面积的平均计算误差为2.66%,比传统距离幅宽法低69.45个百分点,比栅格缓冲区法低1.25个百分点,所提算法能够有效提高作业面积计算准确率,可为农业补贴和政策支持、成本控制与预算规划、农业生产效率评估等提供依据。 展开更多
关键词 时空轨迹 小麦 作业面积 网格关键点
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强降雨诱发黄土边坡破坏的侵蚀机制
14
作者 崔熙灿 骆亚生 +4 位作者 秦昊天 魏逸龙 赵凌峰 陈伟 武彩萍 《农业工程学报》 北大核心 2025年第13期173-182,共10页
短时间内的强降雨入渗易使坡面发生水土流失、坡顶产生张拉裂缝、坡内形成优势通道,进而造成边坡发生侵蚀破坏。为了探究强降雨作用下黄土边坡破坏的侵蚀机制,该研究以杨凌黄土为研究对象,开展了强降雨条件下的大比尺模型试验,探究了黄... 短时间内的强降雨入渗易使坡面发生水土流失、坡顶产生张拉裂缝、坡内形成优势通道,进而造成边坡发生侵蚀破坏。为了探究强降雨作用下黄土边坡破坏的侵蚀机制,该研究以杨凌黄土为研究对象,开展了强降雨条件下的大比尺模型试验,探究了黄土边坡在重力、水力、重力水力耦合作用下发生的侵蚀机制和过程。结果表明:1)在降雨作用下,边坡表面的含水率曲线会经历“降雨迅速上升-趋于稳定-雨停下降-趋于稳定”和“降雨前期不变-迅速上升-趋于稳定”的变化,而坡内含水率仅部分上升,故越靠近坡体表面,土体强度越低,运动越剧烈;浸润锋入渗速率v1随着入渗深度的增加而逐渐减小,坡顶的v1约为坡面的3倍,故其入渗深度大于坡面;坡顶区域的浸润面呈现倒S形,坡面区域的浸润面基本与坡面平行。2)黄土边坡侵蚀可分为3个阶段:局部裂缝(先坡顶后坡面)-冲蚀沟与坡顶裂缝发育-坡面滑蚀与坡顶滑塌(先坡面后坡顶);其中水力侵蚀是土体软化与局部裂缝-冲蚀沟与裂隙发育-坡面流蚀的过程;重力侵蚀是泻溜-坡顶裂缝-裂缝贯通坡顶坍塌的过程;混合侵蚀则是在水力和重力侵蚀上进一步发展,造成更为严重的破坏。3)针对黄土边坡发生的侵蚀破坏治理措施应该从减少坡面冲蚀和降低坡顶入渗量着手。该研究可以为西北地区黄土边坡在降雨作用下的侵蚀破坏提供科学的防治措施。 展开更多
关键词 侵蚀 黄土边坡 强降雨 模型试验 破坏过程
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中国农业科学院畜牧兽医研究所智慧畜牧业创新团队
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《农业工程学报》 2025年第21期I0002-I0002,共1页
中国农业科学院畜牧兽医研究所智慧畜牧业创新团队现任团队首席科学家唐湘方研究员,资深首席熊本海研究员。团队面向国家重大需求,聚焦畜牧现代化进程中的短板弱项,开展智能养殖关键技术及装备的开发和应用研究。团队自成立以来,继承并... 中国农业科学院畜牧兽医研究所智慧畜牧业创新团队现任团队首席科学家唐湘方研究员,资深首席熊本海研究员。团队面向国家重大需求,聚焦畜牧现代化进程中的短板弱项,开展智能养殖关键技术及装备的开发和应用研究。团队自成立以来,继承并发展了“中国饲料数据库”,创建了“国家智慧畜牧业数据共享服务平台(HERD)”,突破了系列养殖过程数字化关键技术,创制了系列智能养殖装备并实现产业化应用,为畜牧业现代化提供强有力的大数据和装备支撑。 展开更多
关键词 智慧畜牧业 唐湘方 创新团队 关键技术
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自动化场景区分下FABF-YOLOv8s轻量化肉牛行为识别方法 被引量：9
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作者 付辰伏 任力生 王芳 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第15期152-163,共12页
针对现有目标检测模型在自然天气环境下肉牛行为识别易受复杂背景干扰及模型参数量、计算量、权重文件占用内存较大等问题,该研究提出基于自动化场景区分的轻量化肉牛多行为识别方法。首先,通过FasterNet模型自动区分天气场景。其次,对Y... 针对现有目标检测模型在自然天气环境下肉牛行为识别易受复杂背景干扰及模型参数量、计算量、权重文件占用内存较大等问题,该研究提出基于自动化场景区分的轻量化肉牛多行为识别方法。首先,通过FasterNet模型自动区分天气场景。其次,对YOLOv8s网络进行轻量化设计改进,在Backbone端更换FasterNet轻量级模型主干,结合尺度内特征交互AIFI,捕获重要特征信息;利用加权双向特征金字塔BiFPN作为Neck端网络,选择特征提取网络C2f-Faster作为节点,缩减卷积过程中参数量和计算量的同时提高模型精度,使其更适用肉牛行为识别及后期的部署。然后,使用MPDIoU函数,解决肉牛交叉遮挡等局限性问题。最后,设计系统可视化界面,以图像和视频形式输入模型,借助可视化系统完成对肉牛行为识别效果展示。试验结果表明,FABF-YOLOv8s(FasterNet、AIFI、BiFPN、C2f-Faster,FABF)模型在肉牛行为数据集上,相较于YOLOv5s、YOLOv7和原YOLOv8s模型的mAP@0.5分别提升了1.1、4.7、0.4个百分点,参数量和浮点数计算量分别减少59.48%和43.66%,降低到4.51 M和16.0 GFLOPs。引入自然场景因素构建的FasterNet-FABF-YOLOv8s模型mAP@0.5达到了94.6%。研究表明,自动化场景区分下构建轻量化肉牛行为识别系统,可为农户监测肉牛健康状况以及自动化智慧养殖提供技术支持。 展开更多
关键词 肉牛 目标检测 场景区分 行为识别 YOLOv8
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畜禽加工智能化切割技术研究进展 被引量：3
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作者 黄继超 江政 +4 位作者 黄天然 俞驰威 缪佳晖 陈坤杰 黄明 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第17期30-40,共11页
畜禽加工是将养殖的动物经屠宰、切割、深加工等步骤,加工成适合消费的肉类制品。切割是畜禽加工中至关重要的环节,它决定了肉品的形态、质量和口感,同时也影响产品的附加值和市场竞争力。随着人工智能和机器视觉等智能化技术的不断发展... 畜禽加工是将养殖的动物经屠宰、切割、深加工等步骤,加工成适合消费的肉类制品。切割是畜禽加工中至关重要的环节,它决定了肉品的形态、质量和口感,同时也影响产品的附加值和市场竞争力。随着人工智能和机器视觉等智能化技术的不断发展,智能化切割技术逐步引入畜禽加工领域,以提高生产效率、降低劳动强度、提高产品质量。该文首先回顾了机器视觉技术、触觉传感技术、虚拟现实(virtual reality,VR)技术、电脑断层扫描(computed tomography,CT)技术和肉类工厂单元在畜禽加工领域中的研究现状。其次,分析了当前畜禽切割技术面临的挑战,并针对这些挑战提出了解决方案。最后,展望了畜禽加工智能化切割技术的发展趋势,旨在为相关研究人员与畜禽智能化加工行业发展提供参考,推动中国畜禽加工行业向智能化、高效化、可持续化方向迈进。 展开更多
关键词 机器视觉 算法 畜禽肉 触觉传感 肉类工厂单元
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基于树冠最高点和地面树干中心的森林影像点云配准方法 被引量：5
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作者 刘金成 郭义军 +3 位作者 曾嘉 陈卓 王海明 于强 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第15期127-134,共8页
为了弥补无人机和地面不同观测视角导致的森林信息缺失以及不同平台摄影测量影像点云难以高效配准的问题,该研究基于无人机和地面摄影测量构建森林三维影像点云数据,以提取的无人机树冠最高点和地面树干中心为关键特征点,参考由粗到精... 为了弥补无人机和地面不同观测视角导致的森林信息缺失以及不同平台摄影测量影像点云难以高效配准的问题,该研究基于无人机和地面摄影测量构建森林三维影像点云数据,以提取的无人机树冠最高点和地面树干中心为关键特征点,参考由粗到精的配准思路,借助特征点在3D和2D的映射关系以及改进的模拟退火算法和迭代最近点算法,提出了一种适合于无人机和地面不同观测平台的森林影像点云配准框架。测试结果表明,相较于银杏树和楸树而言,杨树对关键点匹配影响较大(杨树1.13 m>楸树0.75 m>银杏树0.52 m),不同树种对粗配准影响较小(杨树0.13 m>银杏树0.08 m>楸树0.07 m);所提方法在不同树种组成的6块典型样地上表现出色,平均精配准误差分为0.06 m,有效实现了无人机和地面平台影像点云的精细化配准。研究结果可为森林资源调查、森林三维重建以及影像点云的推广应用提供有力的支撑。 展开更多
关键词 无人机 点云 森林 树冠 地面摄影测量
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基于状态向量增强ByteTrack的新生羔羊活动量自动计算方法 被引量：4
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作者 林庆霞 顾兴健 +5 位作者 陈新文 熊迎军 张国敏 王锋 张生福 陆明洲 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第13期146-155,共10页
为评价母羊繁殖性能并及时发现分娩栏中的弱活力羔羊,该研究提出一种基于状态向量增强ByteTrack的新生羔羊活动量自动计算方法。针对传统ByteTrack算法在跟踪目标被遮挡时易发生身份切换的问题,引入置信度信息增强的状态向量,提高跟踪... 为评价母羊繁殖性能并及时发现分娩栏中的弱活力羔羊,该研究提出一种基于状态向量增强ByteTrack的新生羔羊活动量自动计算方法。针对传统ByteTrack算法在跟踪目标被遮挡时易发生身份切换的问题,引入置信度信息增强的状态向量,提高跟踪算法区分遮挡与被遮挡羔羊的能力。针对跟踪目标丢失导致轨迹预测不准确的问题,构建目标丢失期间的虚拟轨迹并重更新轨迹状态向量,以纠正轨迹误差。在获取各羔羊活动轨迹后,计算各羔羊帧间移动距离统计羔羊活动量。在江苏海门山羊研发中心采集的新生羔羊活动视频数据集上,测试状态向量增强的ByteTrack多目标跟踪算法性能。测试结果表明,研究提出的多目标跟踪方法在高阶跟踪精度、多目标跟踪精度、多目标跟踪准确度、IDF1得分上分别达到80.8%、86.1%、84.5%和92.2%,相较于现有算法的最高精度,分别提高2.7、0.2、2.3和3.9个百分点。该研究所提方法能够实现同窝多只新生羔羊的稳定跟踪,为新生羔羊活动量的自动计算、母羊繁殖性能的自动评估提供技术支撑。 展开更多
关键词 动物 目标检测 多目标跟踪 数据关联 遮挡 羔羊活动量
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基于无人机视频影像的油菜苗检测与计数 被引量：5
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作者 黄小毛 张维 +3 位作者 邱天 朱耀宗 徐世兴 李文成 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期147-156,共10页
针对油菜生长早期传统人工苗情调查方法效率低、主观意识强,不能满足大面积或经常性高精度苗期调查作业需求的问题,该研究基于无人机影像及机器学习技术,提出一种油菜苗视频流检测模型及计数方法。通过对YOLO系列基础模型添加多头自注意... 针对油菜生长早期传统人工苗情调查方法效率低、主观意识强,不能满足大面积或经常性高精度苗期调查作业需求的问题,该研究基于无人机影像及机器学习技术,提出一种油菜苗视频流检测模型及计数方法。通过对YOLO系列基础模型添加多头自注意力,用BasicRFB(basic receptive field block)模块替换原有的空间池化结构(spatial pyramid pooling-fast,SPPF)模块,并对Neck部分添加一维卷积及更换下采样方式等,进一步结合DeepSORT(deep simple online and real-time tracking)算法和越线计数技术实现对油菜苗的数量统计。算例测试结果表明,改进后YOLOv5s的交并比阈值0.50的平均精度均值达到93.1%,交并比阈值0.50~0.95的平均精度均值达到了67.5%,明显优于Faster RCNN、SSD和YOLOX等其他经典目标检测算法,交并比阈值0.50的平均精度均值分别高出14.82、26.37和3.3个百分点,交并比阈值0.50~0.95的平均精度均值分别高出25.7、33.9和6.7个百分点。油菜苗计数试验结果表明,离线视频计数时,在合理的种植密度区间内,所提算法的油菜苗计数精度平均达到93.75%,平均计数效率为人工计数的9.54倍;在线实时计数时,在不同天气情况下,计数平台的油菜苗计数精度最大相差1.87个百分点,具有良好的泛化性,满足油菜苗计数实时性要求。 展开更多
关键词 无人机 深度学习 油菜苗 离线视频计数 在线实时计数 YOLO DeepSORT
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