未成熟芒果的改进YOLOv2识别方法

在果园场景下,由于光照的多样性、背景的复杂性及芒果与树叶颜色的高度相似性,特别是树叶和枝干对果实遮挡及果实重叠,给未成熟芒果检测带来极大的挑战。本文提出果园场景下未成熟芒果的改进YOLOv2检测方法。设计新的带密集连接的Tiny-yolo网络结构,实现网络多层特征的复用和融合,提高检测精度。为克服遮挡重叠果实检测困难,手工标注遮挡或重叠芒果的前景区域,然后用样本的前景区域训练YOLOv2网络,减小边界框内非前景区域特征的干扰,增强对目标前景区域卷积特征的学习。并以扩增的数据集,采用增大输入尺度和多尺度策略训练网络。最后,对本文方法进行性能评价与对比试验。试验结果表明,该方法在测试集上,芒果目标检测速度达83帧/s,准确率达97.02%,召回率达95.1%。对比Faster RCNN,该方法在杂物遮挡和果实重叠等复杂场景下,检测性能显著提升。     

基于Arduino 的个性化智能盆栽系统

家养植物易被忽略照料,而市面现有自动浇灌系统是检测到缺水时才被动浇灌,且无法根据不同植物对水的需求进行浇水,容易造成过分浇水或浇水不足。提出设计智能盆栽在采集盆栽土壤的温湿度、光照等特性上,充分考虑植物不同的喜干湿和光照特性,并将植物特性存储到数据库中,通过模糊决策树算法计算,实现不同植物根据不同生长环境进行个性化浇灌。同时外出用户可以通过APP及时查看了解植物的生长,可以直接在APP控制浇水享受远程护养花草的乐趣,也可以一键式自动完成浇水处理。该系统帮助用户随时随地通过手机APP了解盆栽的实时信息,实现远程浇水。     

自然环境下绿色柑橘视觉检测技术研究

绿色柑橘具有与背景相似的颜色特征,自然环境下绿色柑橘的视觉检测比较困难。提出基于深度学习技术,利用Faster RCNN方法进行树上绿色柑橘的视觉检测研究。首先配置深度学习的试验环境,同时设计了绿色柑橘图像采集试验,建立了柑橘图像样本集,通过试验对批处理大小、学习速率和动量等超参数进行调优,确定合适的学习速率为0.01、批处理为128、动量系数为0.9,使用确定的超参数对模型进行了训练,最终训练模型在测试集上的平均精度(MAP)为85.49%。通过设计自然环境下不同光照条件、图像中不同尺寸柑橘、不同个数柑橘的Faster RCNN方法与Otsu分割法的柑橘检测对比试验,并定义F值作为对比评价指标,分析2种方法的检测结果,试验结果表明:Faster RCNN方法与Otsu方法在不同光照条件下检测绿色柑橘的F值分别为77.45%和59.53%;不同个数柑橘果实检测结果的F值分别为82.58%和60.34%,不同尺寸柑橘检测结果的F值分别为73.53%和49.44%,表明所提方法对自然环境下绿色柑橘有较好的检测效果,为果园自动化生产和机器人采摘的视觉检测提供了技术支持。     

猪只饮水行为机器视觉自动识别

猪只饮水行为往往与猪舍环境的舒适度以及猪只的健康水平密切相关,实时地监控猪栏中猪只饮水状况对猪舍管理和提高养殖福利具有重要意义。目前,主要采用RFID和机器视觉两种技术自动识别饮水行为,RFID方式需要给猪只佩戴耳标,存在对猪身有侵入和不便操作的缺点,机器视觉方法能非接触式监测和提取猪只饮水行为,具有低成本易实施的优点。本文实现了基于机器视觉的猪只饮水行为自动识别,首先通过传统的阈值分割方法得到二值化图像来实现猪只从背景中的提取,接着引入图像占领指数对猪只饮水行为进行预判,最后利用深度学习方法构造猪只头部检测器,更精准地判定饮水行为的发生。试验表明,该方法在本文构建的饮水视频数据集中识别正确率为92.11%,且能识别饮水猪只的身份,可应用到实际的猪只生产过程中辅助管理决策。     

基于深度卷积神经网络的水稻穗瘟病检测方法

穗瘟是一种严重影响水稻产量及品质的多发病害,有效地检测穗瘟是水稻病害防治的重要任务。该文提出基于深度卷积神经网络GoogLeNet模型的水稻穗瘟病检测方法,该方法利用Inception基本模块重复堆叠构建主体网络。Inception模块利用多尺度卷积核提取不同尺度穗瘟病斑分布式特征并进行级联融合。GoogLeNet利用其结构深度和宽度,学习复杂噪声高光谱图像的隐高维特征表达,并在统一框架中训练Softmax分类器,实现穗瘟病害预测建模。为验证该研究所提方法的有效性,以1 467株田间采集的穗株为试验对象,采用便携式户外高光谱成像仪Gaia Field-F-V10在自然光照条件下拍摄穗株高光谱图像,并由植保专家根据穗瘟病害描述确定其穗瘟标签。所有高光谱图像-标签数据对构成GoogLeNet模型训练和验证的原始数据集。该文采用随机梯度下降算法(SGD,stochastic gradient descent)优化GoogLeNet模型,提出随机扔弃1个波段图像和随机平移平均谱图像亮度的2种数据增强策略,增加训练数据规模,防止模型过拟合并改善其泛化性能。经测试,验证集上穗瘟病害预测最高准确率为92.0%。试验结果表明,利用GoogLeNet建立的深度卷积模型,可以很好地实现水稻穗瘟病害的精准检测,克服室外自然光条件下利用光谱图像进行病害预测面临的困难,将该类研究往实际生产应用推进一大步。     

农资移动电子商务平台的设计与实现

随着电子商务的快速发展,传统农资销售方式的缺点越来越凸显,农资电子商务可以严格把控农资供货渠道、提供农业技术服务、方便农民购买,可以解决困扰农业产业升级中的农资辨别、使用、销售及流通等难题。本文基于电子商务平台开发架构,设计并实现了一个基于O2O模式的农资移动电子商务平台,该平台前端基于Android技术研发,后台采用JSP实现页面框架,该平台可以实现农资用户管理、农资厂商管理、可以为农民提供农资搜索、查看、购物车、订单及支付等功能。该平台已经在广州绿禾农业科技有限公司使用,平台的使用改善了该公司的农资产品管理体制,并为农民和涉农企业提供了优质的农资移动电子商务服务。     

科技创新体系中的多元联动机理——以温氏模式为例

农业科技政策、农业龙头企业、农业高等院校等多重元素的联合互动,是农业科技创新体系协调发展,高效运行的有效范式。农业科技政策占据着宏观指导的地位,农业龙头企业发挥着传导中介的功能,农业高等院校则充当着主导创新的角色。温氏模式在农业产业化、现代化经营的成功,充分体现了农业科技政策、农业龙头企业、农业高等院校等多重元素在科技创新体系中强强联合良性互动的重要性。     

省级经济开发区土地利用集约度评价——以广州市花都区为例

科学确定开发区土地集约利用水平对于区域可持续发展有着重要意义。应用专家咨询法计算评价指标的权重值,综合采用发展趋势估计法、专家咨询法和目标逼近法确定指标理想值,然后结合各指标的实际值计算指标的标准化值,最后采用指数加权求和法计算得广州市花都区经济开发区利用集约度分值为76.66%。结果表明,开发区土地利用集约度较高,扩区需求较强烈。     

基于格的代理签名方案

利用原像采样单向陷门函数和盆景树下格的扩展及格基的随机化方法,基于格构造了一个代理签名方案在随机预言机下,基于平均情况的小整数解问题SIS(Small Integer Solution)和非均匀小整数解问题ISIS(Inhomogeneous Small Integer Solution)的困难性假设,证明该方案在适应性选择消息攻击下是安全的.与基于数论假设方案相比,该方案密钥空间较大,但计算效率更高.     

长江三角洲地区土壤重金属生物有效性的研究——以江苏昆山市为例

土壤重金属的生物有效性是指土壤重金属在生物体内吸收、积累或毒性程度。以昆山市为典型区,对长江三角洲地区土壤重金属的生物有效性进行研究。结果表明,有效态Cd含量较高,生物有效性达63.8%。不同功能区重金属的生物有效性差异较大,Cd、Cu、Ni、Pb、Co以冶金电镀区最高,Cr以化工区最高,Zn以菜地区最高。不同土壤类型中Cd、Cr、Cu、Pb、Zn的生物有效性均表现为乌栅土>青泥土>黄泥土。不同母质发育的土壤上重金属生物有效性则表现为江海沉积物最高,湖相沉积物最低,且成土母质对土壤重金属的生物有效性的影响程度要大于土壤类型。随着剖面层次的下降,重金属有效态含量和生物有效性逐渐减小。植物中的重金属含量与土壤中相应的重金属的生物有效态含量显著正相关。Zn和Cd的富集系数最高,潜在风险最大。综合分析各重金属元素在土壤中的总量、生物有效性及植物中的含量,发现重金属Cd的污染最大,它将严重威胁农产品安全和地下水质量。