Kinect在现代农业信息领域中的应用与研究进展

2010年微软公司推出的Kinect体感设备不仅在游戏界引起了巨大的轰动,在其它多个研究领域也得到了越来越多的重视。本研究对Kinect在农业信息领域的应用现状和发展趋势做了深入分析,阐述了Kinect在果实目标检测识别、植物三维形态重建、畜牧养殖监督系统及农业虚拟教学等领域的应用,探讨了Kinect在农业领域应用中存在的问题及其在农业应用上的优缺点,并提出了Kinect在信息农业领域未来的发展方向及前沿问题。     

基于Kinect的虚拟果树交互式修剪研究

为解决果树修剪技术推广难的问题,提出了基于手势交互的虚拟果树修剪方法。在已有三维果树模型的基础上,通过创建帧缓冲区对象,构建虚拟屏幕,实现果树枝条的快速拾取和修剪;建立了虚拟果树修剪控制手势集,利用Kinect获取骨骼信息,采用状态机匹配识别手势类型,将手部关节点坐标转换至鼠标绝对坐标系,建立不同手势与鼠标和键盘事件之间的映射关系,实现手势交互代替鼠标和键盘交互。实验结果表明:该方法手势识别准确率高,交互实时性好,能够满足虚拟果树修剪应用需求,为果树修剪技术的学习提供了新的途径。     

基于角度约束空间殖民算法的树点云几何结构重建方法

激光点云数据包含信息丰富、精度高,在森林演变、植物模型重构方面应用广泛。为提高树三维重构时的精度与真实感,提出一种基于实测点云数据的三维重构方法。首先使用Kinect 2.0采集树的双面点云数据,在树根附近放置塑料标准球作为标记,使用人工标记法粗配与ICP(Iterative closest point)算法精配相结合的方式对获取的双面点云数据进行配准,得到树完整的点云数据;其次,引入生长角度约束改进空间殖民算法生成树的三维骨架,根据管道模型估算树枝粗度,使用广义圆柱体生成树干;最后对叶片单独建模,根据叶序规则添加树叶完成树的三维重构。以玉兰树、枫树以及深圳先进技术研究院可视计算研究中心(VCC)公开库中的Limit Tree为例,进行重构实验,重构结果表明,该方法能够逼真地模拟树的三维形态结构,较好的展现树的拓扑结构关系,重构误差在6.5%以内,可为虚拟树木三维建模、虚拟修剪以及树的拓扑结构分析等研究提供参考。     

基于稀疏图像的真实树交互式建模方法

真实环境中树的三维重建可在虚拟现实、景观设计及农林业应用方面发挥重要作用,为解决真实环境中树的三维重建问题,该文提出一种基于稀疏图像的交互式建模方法。在自然环境下采集2幅相差90°的树图像及对应4～7幅中间图像,采用交互式编辑方法在夹角相差90°的1幅图像上获取各级树枝二维投影位置及粗度信息,再通过中间图像找到各级树枝在另一幅图像上的匹配树枝,并交互式调整树枝位置信息,然后进行透视校正,生成树枝三维几何模型,最后根据叶序规则添加树叶完成重建。通过对苹果树、樱桃树和枫树的重建结果表明,该方法交互性好,对图像拍摄数量与角度要求不高,重建时间在55～125 min之间,且能较好保持树的拓扑结构,可为虚拟植物建模、虚拟修剪试验和植物拓扑结构分析等提供参考。     

澳洲宝石鱼池塘养殖试验初报

澳洲宝石鱼又名宝石鲈、玉鲈，原产于澳大利亚的自然水域。它最早是由海水鱼演变而成，所以它既保持了淡水鱼的细嫩，又具有海水鱼独特的鲜美，深受广大消费者青睐。为了促进我市淡水养殖品种结构调整、增加渔农民收入，2004年杭州市水产技术推广站和富阳市水产服务站在富阳灵桥镇水产养殖基地进行了澳洲宝石鱼引种驯养和养殖试验，取得良好的生产和经济效益。现将池塘养殖试验情况初报如下：     

粉煤灰改性及其资源化应用进展

粉煤灰作为一种传统的固体废物,因产量大、利用率低而大量堆积,污染周边环境.由于粉煤灰具有独特的玻璃体结构、比表面积大、孔隙度发达、结构稳定等特点,在土壤修复以及废水治理等领域具有较好的应用潜力.因此,对粉煤灰进行资源化利用是解决其堆积与污染的有效途径之一.该文综述了当前改善粉煤灰性能的物理、化学和生物改性方法及其机制,讨论了其在建筑业、农业、环境修复领域的应用进展,并对粉煤灰长期应用风险及改性研究方向进行了展望,以期为改性粉煤灰的制备及其应用提供参考.     

基于Ray Tracing的数字植株冠层光照分布研究

针对植株冠层光照模型精度不高、采集效率低的问题,提出了一种基于Ray Tracing的数字植株冠层光照分布计算方法。首先,通过Kinect 2.0获取两种盆栽植株的三维点云,对其进行预处理和三维重建;其次,通过改进的光线跟踪技术模拟植株冠层光照分布;然后,分析了不同时刻模拟植株累计光强与真实植株实际光照强度之间的关系。实验结果表明:两种植株的模拟光强与真实光强的RMSE分别为0.187 2和0.118 5,因此该方法具有实时性和可行性,可以为植株提供较为科学合理的整形和修剪参考。     

基于角度约束空间殖民算法的树点云几何结构重建方法

激光点云数据包含信息丰富、精度高,在森林演变、植物模型重构方面应用广泛。为提高树三维重构时的精度与真实感,提出一种基于实测点云数据的三维重构方法。首先使用Kinect 2.0采集树的双面点云数据,在树根附近放置塑料标准球作为标记,使用人工标记法粗配与ICP(Iterative closest point)算法精配相结合的方式对获取的双面点云数据进行配准,得到树完整的点云数据;其次,引入生长角度约束改进空间殖民算法生成树的三维骨架,根据管道模型估算树枝粗度,使用广义圆柱体生成树干;最后对叶片单独建模,根据叶序规则添加树叶完成树的三维重构。以玉兰树、枫树以及深圳先进技术研究院可视计算研究中心(VCC)公开库中的Limit Tree为例,进行重构实验,重构结果表明,该方法能够逼真地模拟树的三维形态结构,较好的展现树的拓扑结构关系,重构误差在6.5%以内,可为虚拟树木三维建模、虚拟修剪以及树的拓扑结构分析等研究提供参考。     

提高罗氏沼虾养殖效益的探讨

如何提高罗氏沼虾养殖效益．是每个养虾者普遍关心的问题。根据本人近几年来的生产实践和养殖体会，从现有养殖基础条件出发，在养殖技术环节上作一些适当的调整．同时加强生产管理，罗氏沼虾养殖效益的潜力依然较大，养殖前景看好。     

江黄颡鱼池塘生态养殖关键技术

江黄颡鱼又名瓦氏黄颡鱼,俗称江颡,分类属鲶形目、鱼尝科、黄颡鱼属,是黄颡鱼属中个体最大的一种。其肉质细嫩、味道鲜美,肌间刺少,颇受消费者喜爱。江黄颡鱼生长速度快,食性较杂,市场前景看好,是一种理想的淡水养殖品种。根据近年来的养殖经验,池塘专养江黄颡鱼,不仅能增产增收,而且江黄颡鱼能吞食寄生在鱼体表的锚头鳋等,减少鱼病的发生,取得了较好的池塘生态和经济效益。现将江黄颡鱼池塘生态养殖关键技术及体会总结如下。1主要技术措施1.1营造良好的生态环境养殖场地应选择含沙性土壤,池塘面积为1334m2￣3335m2,池深为1.8m￣2.0m,坡度为…