玉米中耕除草复合导航系统设计与试验

为了实现玉米中耕除草过程中的自动导航作业,提高自动除草的效率和准确性,设计了一种玉米中耕除草复合导航系统。系统由基于GNSS的农机自动导航部分和基于机器视觉的农具自动导航部分组成,可通过GNSS位置信息进行农机自动导航,同时根据摄像头获取的玉米作物行信息控制农具铲刀进行行间除草。对农机的转向控制部分和前轮转角检测部分进行了机械改装,以PLC和步进电机驱动器为基础设计了农机转向控制电路和农具液压控制电路;以横向偏差和横向偏差变化率作为模糊控制的输入变量设计了自适应模糊控制方法;采用摄像头获取玉米作物行,通过扫描滤波方法进行作物行检测。农机独立导航除草试验和农机具复合导航试验结果表明：在车速为0.6 m/s时,农机自动导航最大横向偏差为10.04 cm,平均偏差为4.62 cm;农机具复合导航时的最大偏差为6.35 cm,平均偏差为2.73 cm;农机具复合导航系统能较好地满足玉米中耕除草的要求。     

基于TD-LTE的多机协同导航通信系统研究

为实现多个农机在农田环境中自主导航协同作业，设计了基于TD-LTE的多机协同导航通信系统。该系统由导航定位传感器、无线通信模块、车载控制终端和远程通信软件组成，其中：传感器包含GNSS接收机、惯性测量单元（IMU）和角度传感器，用于获取每台农机的地理位置、自身姿态和车辆转向角信息。无线通信模块采用4G DTU作为系统通信设备，与车载终端串口相连，实现RS232串口转TD-LTE网络功能。4G DTU经配置软件配置好串口参数等信息后，连接目的服务器IP地址和端口号，将车载传感器采集的数据按设计好的通信协议经TD-LTE网络传输到远程服务器的通信软件中。车载控制终端采用工控机（IPC）,实现农机自动导航控制与人机交互。远程通信软件应用Socket网络编程开发了数据接收显示与数据发送的功能模块。系统对每台农机的状态信息实时上传的同时也可以接收远程服务器端对多台农机的协同控制命令，对于软件界面中显示的在线农机，可以根据优先级有选择的进行通信。以4台雷沃欧豹拖拉机为试验平台，每台农机状态信息的发送频率为5Hz，进行了系统稳定性试验测试，丢包率均为0.1%，且均无延迟，系统具有较高的可靠性与实时性。     

作物表型组学测量方法综述

随着世界人口的增长,粮食安全问题变得日益严峻,培育新的作物品种是解决粮食危机的一种有效途径。传统的作物表型测量人工成本高,工作效率低,不能为育种学家提供充足的数据,阻碍了育种的发展,因此改进表型测量方法是十分迫切的。育种学家多关注作物的形态学参数和生理学参数,多种传感器已经被应用于作物的参数测量。本文对一些表型参数测量方法进行了分析与比较,包括作物高度、叶片参数、株间距、叶绿素含量、水分胁迫指数、生物量等。同时,也对一些可用于多种参数测量的复合测量平台进行了总结。此外,本文指出了表型测量中的不足,应该改进当前的一些测量方法,以降低表型测量的成本,提高测量效率。     

植物诱导抗病信号传导途径

植物抗病性可被多种因素所诱导,诱导的抗病信号传导是抗病性诱导的机制所在。文章论述了植物诱导抗病性的种类、产生过程和两条重要的抗病信号传导途径,并着重对两条途径进行分析和比较。     

油松成熟胚的不定芽诱导及植株再生

以油松成熟合子胚为外植体,通过器官直接发生途径获得再生植株。诱导油松不定芽的最佳基本培养基为DCR,最佳激素组合为TDZ0.1mg/L+NAA0.2mg/L,不定芽生长的最佳激素组合为TDZ0.05mg/L+NAA1.0mg/L;生根最佳培养基为1/2DCR+IBA2mg/L+6-BA0.05mg/L。生根苗移栽到草炭土∶沙=2∶1(体积比)的基质中,成活率为80%。     

松属树种体胚发生研究进展

体胚发生是松属树种最具潜力的无性繁殖方法。该文总结了松属树种体细胞胚胎发生的国内外研究进展,重点分析了体胚发生技术各个环节的影响因素,最后对松属树种体胚技术存在的问题进行了总结。     

基于DSP和MCU的农机具视觉导航终端设计

农机具导航可以提高作业的精度和适应性。针对当前导航终端多基于工控机开发,成本相对较高,不利于在农业生产中大规模推广等问题,设计了一种基于DSP和MCU的农机具视觉导航终端,用于玉米中耕锄草自动导航作业。其中,DSP作为核心处理器,负责农作物的图像采集、作物行检测和导航线提取;MCU负责作业流程的管理、GNSS位置信息的接收、存储和转发以及向执行单元发送控制指令等。针对导航终端中所涉及的串口、网络以及CAN总线之间的通信问题,制定了相应的协议规范;按照系统集成优化设计方法,构建了农机具视觉导航终端系统,保证了系统运行稳定性;对图像进行预处理后,采用基于边缘检测和扫描滤波的导航线检测算法提高了农机具导航线检测的精度和处理效率;针对农田玉米中耕锄草试验,设计了导航线算法适应性试验、偏移量测试试验和系统对比试验。结果表明：系统能够较好地适应有杂草和株数稀疏等农田环境下的测试工作;对偏移量检测的平均误差为1.29 cm,最大误差为4.1 cm;对比PC端和ARM端的导航算法运行速度,系统具有较好的实用性和经济可行性。     

BOX-PCR分子标记对补播紫花苜蓿共生根瘤菌田间竞争结瘤能力的研究

本研究利用SX01、HB02 两株根瘤菌菌株对山西右玉草地补植的紫花苜蓿中苜一号进行了田间接种试验.为了检验根瘤菌菌株的接种效果和筛选高效紫花苜蓿根瘤菌菌株,采用BOX-PCR分子标记方法对接种根瘤菌菌株的田间竞争结瘤能力进行了研究.通过对接种供试菌株及田间分离获得的根瘤菌菌株进行BOX-PCR及不同菌株之间的BOX分...     

基于RGB-D相机的玉米茎粗测量方法

为实现田间玉米茎粗的快速测量,提出了一种基于RGB-D(RGB-Depth)相机的玉米茎粗参数提取方法。以小喇叭口期玉米为观测对象,利用RGB-D相机获取田间玉米的彩色图像和深度图像。首先,根据玉米与背景的颜色差异,对图像进行自动阈值分割,提取图像中感兴趣区域内的信息;利用形态学"开"操作剔除图像中的噪声,得到玉米茎杆的主干。其次,对茎杆主干进行骨架化操作,检测骨架的交叉点和末端点,确定茎杆的待测量部位。然后,对该部位的点云数据进行去噪、聚类、椭圆拟合操作,得到椭圆的长轴和短轴,获得玉米的茎粗。对20株玉米进行测试,结果表明:茎粗长轴的平均测量误差为3.31 mm,标准差为3.01 mm,平均测量相对误差为10.27%,茎粗短轴的平均测量误差为3.33 mm,标准差为2.39 mm,平均测量相对误差为12.71%。该研究可为作物表型参数的快速获取提供参考。