基于计算机视觉的水稻杂株识别研究

水稻杂株是品种形成过程中的干扰因素,对水稻产业具有较大的危害。水稻杂株的防除以识别为前提,但目前的识别方法消耗大量人力,识别的效率也不理想。计算机视觉是一种图像分析处理技术,在农业领域的应用较广。为此,设计了基于计算机视觉的水稻杂株识别方法,拍摄图像后依次进行预处理、灰度化和二值化,最后根据外观特征采用阈值分割法将杂株识别并提取出来。试验结果表明:秧苗期水稻杂株的性状特征最少,导致计算机视觉的识别效果较差;计算机视觉在抽穗期的识别率最高,误识率最低,具有良好的识别效果。因此,这种识别方法最适合在水稻的抽穗期使用,可以为水稻的品种形成提供技术支撑。     

基于计算机视觉的水稻杂株识别

针对水稻的杂株识别,设计了一种基于计算机视觉的水稻杂株识别系统。系统主要由图像获取系统、特征提取系统和模式识别方法系统组成,可利用颜色特征识别图像中的杂株,并对图像进行阈值分割获取二值图像,提取形状特征和纹理特征,通过DS融合理论程序实现水稻杂株的识别。试验结果表明:系统可以准确识别水稻杂株类型,准确率达到了92%以上,能够满足农业人员对水稻杂株识别系统的要求。     

农田杂草识别技术的现状与展望

杂草是农业生产的大敌，其蔓延速度快，危害严重。目前采用的杂草识别技术主要有人工识别、计算机视觉技术识别、绿色识别、近红外光谱分析技术识别。近年来，随着光学仪器的不断发展和近红外技术的不断成熟，近红外技术的应用越来越广，因此基于近红外技术的杂草识别——绿色识别和近红外光谱分析技术识别将是今后农田杂草自动识别的主要措施。     

动态喷洒系统计算机视觉的研究与设计

传统农业中覆盖式喷洒除草剂,不但浪费除草剂和人力资源,而且污染环境,因此采用计算机视觉技术把杂草从农作物和土壤的背景中识别出来,定量与定位地喷洒化学制剂就显得极为重要.动态杂草识别与喷洒系统不但与识别算法有关,还与摄像头的安装高度、安装角度以及喷头的距离有很大的关系.为了达到精确喷洒的目的,对系统的计算机视觉部分进行了深入的研究和设计,通过大量试验进行验证,为动态杂草识别与喷洒系统的精确喷洒做好了充分的准备.     

计算机视觉技术在智能化农业机械中的应用分析

计算机视觉技术通常用于复杂物体的自动化检测、识别、分割和定位,将计算机视觉技术应用在农业机械中,有利于实现农业生产的自动化、智能化,提高农业生产效率。基于此,研究小组首先介绍了计算机视觉技术在农业机械中的应用范围,主要包括农产品质量检测、农作物病虫害诊断、农机作业监测、农机自动导航等;分析了计算机视觉技术在农业机械中的应用优势,如实现智能化作业、提高作业精度、实现精确采摘、减少劳动力消耗、降低生产成本等;提出了计算机视觉技术在智能化农业机械中的应用方法和未来的发展趋势,包括开发高分辨率、高帧率和大视场相机,提高智能控制算法的实时性和准确性,加快计算机视觉技术的商业化进程等。以期为提高农业生产效率,推动我国农业现代化发展提供重要支撑。     

机器视觉技术在现代农业生产中的研究进展

机器视觉技术已经广泛应用于农业生产的各个环节,详细阐述机器视觉的概念、组成部分、工作原理以及发展历程,总结国内外的研究成果,介绍机器视觉技术在作物病虫草害识别与监测、作物生长信息监测与产量估计、果蔬识别定位与采摘、种子产前检测与果蔬分级以及农业机器人视觉导航等领域的研究进展与应用情况,提出农业场景视觉系统在稳定性、可靠性、准确性以及嵌入式视觉系统硬件计算能力与核心算法等方面还有待提高与突破,国内高水平学者集中的研究机构匮乏,行业创新能力不足,本土企业竞争力较弱等劣势;认为3D视觉技术、多传感器融合的视觉系统以及与5G深度融合的视觉系统将会成为未来农业生产领域的主要研究方向。此外,机器视觉技术的应用势必会带动产业升级、推动农业智能化发展,为无人农场建设提供有力的技术保障。     

精确杂草控制技术的研究现状

农田杂草不仅与作物争光、争水、争肥、争空间，导致作物品质受损及产量下降，而且妨碍收获作业，增加生产成本，给农业生产造成了巨大危害。为此，阐述了精确杂草控制的意义；综述了国内外在该领域的研究进展；探讨了计算机杂草识别的方法；并指出了该技术在我国的应用前景和发展方向。     

基于计算机视觉的无人机农田信息获取系统研究

无人机是无人驾驶航空飞行器的简称,在农业方面可用于农田信息监测。无人机监测农田信息的覆盖范围广,实效性强且客观准确,具有其它方法无可比拟的优势。计算机视觉是一种新兴的图像分析技术,可以分析无人机拍摄的农田作物图像,其与无人机结合应用符合精准农业的发展趋势。为此,基于计算机视觉建立了一种农田信息获取的无人机系统。无人机拍摄农田图像,由信息检测中心转换为数字信号后发给计算机视觉模块处理,根据颜色特征识别作物种类和长势,并计算各区域面积。试验结果表明:该系统对水稻、小麦和大豆的信息获取相对误差较小,玉米由于植株太高形成遮挡,降低了农田信息获取的准确性。系统从拍摄图像到输出结果的整个过程耗时2s,具有较强的实时性,可以为拓宽无人机在农业中的应用范围提供技术支持。     

基于机器视觉的杂草实时采集与处理算法的研究

随着计算机技术的不断进步,机器视觉技术在包括农业工程的各个领域的应用与研究中得到了广泛的发展,机器视觉在杂草实时采集与识别的技术研究中已成为科学工作者们的主要研究方向。为此,研究了杂草图像的实时采集、处理算法以及软件系统的开发,并利用现有的实验平台作为模拟试验系统。     

杂交水稻制种人工授粉方法研究

介绍人工授粉对杂交水稻制种质量和产量的重要影响,分析现有杂交水稻制种人工授粉方法的原理、发展历程、优缺点、效益及国内外发展现状．为提高杂交水稻的制种质量及减轻农民的劳动强度提供有益参考。     

多旋翼无人机辅助籼粳杂交稻制种授粉研究

水稻是浙江省最主要的粮食作物，而籼粳杂交稻品种已成为浙江省的主要水稻种植品种类型。但籼粳杂交稻制种是一种劳力密集型技术，其中水稻授粉阶段主要依靠人工采用绳索、竹竿或木杆振动父本和自然风力辅助授粉。随着近年来中国农用无人机的发展与研究，为杂交水稻制种辅助授粉机械化提供了可能。以四旋翼无人机为例，通过田间授粉试验、花粉密度观测、结实率测算，考察农用无人机和人工拉绳的授粉效果。结果显示，无人机辅助授粉与人工拉绳相比效果相当，即花粉统计为95个/视野左右，平均结实率为27%左右。但无人机辅助授粉效率是人工的10倍以上，节约50%的人力成本，同时克服种植地形环境等困难，有助于机械化水平的提升。     

水稻强化栽培技术的应用与实践

水稻是我国主要的粮食作物之一，已有上千年的栽培历史，对我国农业经济的发展做出了巨大贡献。水稻强化栽培技术是促进水稻增产的新型栽培技术，介绍了水稻强化栽培技术的产量优势、杂交水稻的组合选择，并提出了水稻强化栽培技术的具体实施途径，以期能为农业工作者提供参考。      

育种用杂交水稻种子干燥技术研究现状

高品质杂交水稻种子是实现水稻高产的重要保障,种子发芽率是直接影响杂交水稻产量的因素之一,干燥环节对育种用的杂交水稻种子的品质和发芽率影响最大,因此选择合理的干燥技术是保证种子发芽率的重要手段。论述了国内外学者对水稻种子干燥特性的研究现状,并对常见干燥技术进行了对比分析,以期为育种用杂交水稻种子合理干燥方案的选择提供依据。      

机器视觉在农业工程中的应用

从农作物种子筛选与检测、农作物生长过程中信息检测、病虫草害控制、果实无损检测到果实机械化采摘,整个农业生产过程中机器视觉在农业智能化装备上都有巨大的发展空间和市场前景。介绍了图像采集和处理过程中各种视觉传感器和图像分割算法的适用特点和优势,提出现有机器视觉技术在农业工程中应用存在的问题及未来发展方向,为进一步实现精准农业和农业自动化提供借鉴和参考。      

水稻机械化种植模式

通过研究跃进农场现存的几种主要种植形式,探索近阶段及未来适合跃进农场水稻种植机械化的模式。机直播与人工撒播的对比试验表明,该模式改善了水稻生长的小环境,促进了水稻分蘖生长,提高了水稻成穗率和抗病性,有利于人工清除恶性杂草,提高了水稻单产;穗粒数比撒播方式显著提高是机直播增产的主要原因,可增产5.44％。跃进农场近3年来水稻机直播与机插秧的产量表明,水稻机直播的产量总体要略高于机插秧,主要原因在于水稻直播形式较容易拿到穗苗,而机插秧形式穗苗不稳定。分析水稻种植环节的8项成本构成,机直播比机插秧可节约成本近20%,选用机直播的种植形式可获得可观的经济效益。实践研究表明,在跃进农场机插秧主要优势不在于提高水稻单产,而在于提高了水稻灌浆的整齐度和饱满度,有利于提高水稻种子扩繁质量和纯度,也有利于控制恶性杂草的危害。综上所述,近阶段来说,机直播和机插秧将全面替代人工撒播,机直播为主要推广的水稻机械种植形式,机插秧为辅助的种植形式,主要用于育种;随着水稻穴播机的不断研制成熟,机穴播将成为主要的种植形式,可以解决水稻种子扩繁的需要和种子品质的要求,同时还能实现稳定产量和降本增效的目标。      

基于直接施药方法的除草机器人

研究了控制农田杂草的直接施药方法,并研制了基于该方法的除草机器人。计算机从摄像头采集的地面图像中识别出杂草目标,然后通过伺服控制器来控制机械臂动作,末端执行器切割杂草并涂抹除草剂。田间和温室的化学除草试验表明,利用直接施药方法,极其微量的药物即可除掉杂草。该研究减少了除草剂用量并消除雾滴飘移现象,保护了生态环境。     

水稻人工插秧和机械插秧经济效益对比

水稻机械化插秧是水稻生产全程机械化技术的关键控制环节，是实现现代化农业的坚实保障，与传统人工插秧相比有效率高、经济效益高等优点。在湖南省洞口县丰达农机专业合作社对水稻人工插秧和机械插秧进行了产量及经济效益的对比试验研究，为今后大规模开展机械化农业运作打好坚实的试验基础。      

计算机技术在现代农业中的应用

在由传统农业的经验耕作、管理、规划、决策向现代农业的科学耕作、管理、规划、决策转变的过程中,计算机技术起着非常重要的作用。该文着重对计算机图像处理和机器视觉技术在农作物种质检测、种子计数、农产品品质检测与分级、作物生长状态监控及农业机械、农业机器人作业中的应用进行了论述,并简单介绍了计算机在节水灌溉、畜牧业生产和食品农产品安全领域的应用情况,提出将云计算应用于农业领域,将有助于解决农业高度分散、生产规模小和时空变异大等问题,应加快推进研究与技术实践。