基于逆运动学降维求解与YOLO v4的果实采摘系统研究

为提高采摘设备的执行效率，采用六自由度机械臂、树莓派、Android手机端和服务器设计了一种智能果实采摘系统，该系统可自动识别不同种类的水果，并实现自动采摘，可通过手机端远程控制采摘设备的起始和停止，并远程查看实时采摘视频。提出通过降低自由度和使用二维坐标系来实现三维坐标系中机械臂逆运动学的求解过程，从而避免了大量的矩阵运算，使机械臂逆运动学求解过程更加简捷。利用Matlab中的Robotic Toolbox进行机械臂三维建模仿真，验证了降维求解的可行性。在果实采摘流程中，为了使机械臂运动轨迹更加稳定与协调，采用五项式插值法对机械臂进行运动轨迹规划控制。基于Darknet深度学习框架的YOLO v4目标检测识别算法进行果实目标检测和像素定位，在Ubuntu 19.10操作系统中使用2000幅图像作为训练集，分别对不同种类的果实进行识别模型训练，在GPU环境下进行测试，结果表明，每种果实识别的准确率均在94%以上，单次果实采摘的时间约为17s。经过实际测试，该系统具有良好的稳定性、实时性以及对果实采摘的准确性。     

瑶胞喜种草珊瑚

<正>2019年5月,在江华县大锡乡盘古村的山林空地里,数十名村民正在种植一种药材———草珊瑚,一派忙碌的景象。这是该乡因地制宜发展林下经济引领贫困瑶胞脱贫致富奔小康的一个缩影。盘古村四面环山,长期以来,不少村民都是以伐木为生。最近,村里的种植合作社利用村里林下空隙,种植草珊瑚,给当地村民开辟了一条既生态环保又能脱贫致富的新门路。大山里气候多变,又是农忙时节,村支书赖祥泽组织数十名村民抢抓时间种植草珊瑚。2018年底,经过详细考察,村里的户村民以资金或劳动力入股的方     

新型大跨度非对称塑料大棚内冬季温光变化特征研究

【目的】研究大跨度非对称塑料大棚内冬季温光变化特征,为新型棚体的开发与设计提供思路。【方法】根据跨度和覆盖层数不同,选取5座大棚,分别为17m单层(17-1)、17m双层(17-2)、18m单层(18-1)、18m双层(18-2)和20m单层(20-1),并以塑料拱棚和日光温室为对照,对大棚进行连续气温监测及典型晴天、阴天、雪天条件下气温、土壤温度(20cm深)和光照环境的监测与比较。【结果】①2017-12-01至2018-01-31,18-1、18-2、17-1、17-2、20-1温室冬季平均最低气温分别为4.1,4.9,-1.9,0,-1.8℃,平均最高气温分别为31.7,27.8,32.6,31.9,33.9℃。②典型晴天条件下,18-1、18-2、17-1、17-2、20-1温室最低气温分别为4.4,5.0,-3.4,-2.6,-3.1℃,较室外分别高11.6,12.2,3.8,4.6,4.1℃,较塑料拱棚分别高10.5,11.1,2.7,3.5,3.0℃,较日光温室分别低6.3,5.7,14.1,13.3,13.8℃;典型阴天条件下,最低气温分别为6.3,7.5,1.0,1.6,1.7℃,较室外分别高8.4,9.6,3.1,3.7,3.8℃,较塑料拱棚分别高7.7,8.9,2.4,3.0,3.1℃,较日光温室分别低5.4,4.2,10.7,10.1,10.0℃;典型雪天条件下,最低气温分别为4.9,6.0,-2.7,-1.0,-1.4℃,较室外分别高10.7,11.8,3.1,4.8,4.4℃,较塑料拱棚分别高10.0,11.1,2.4,4.1,3.7℃,较日光温室分别低5.0,3.9,12.6,10.9,11.3℃。典型晴天条件下,18-1、18-2、17-1、17-2、20-1温室20cm深处土壤平均温度分别为12.2,12.3,10.0,11.1,9.6℃,较塑料拱棚分别高6.0,6.1,3.8,4.9,3.4℃;典型阴天条件下,土壤平均温度分别为11.9,12.1,9.5,10.6,9.6℃,较塑料拱棚分别高5.8,6.0,3.4,4.5,3.5℃;典型雪天条件下,土壤平均温度分别为11.2,11.4,9.9,10.5,9.5℃,较塑料拱棚分别高5.4,5.6,4.1,4.7,3.7℃。③对大棚内南北方向气温和光照分布进行比较可知,各试验温室内气温以中部最高,南北次之,分布差异大小排列为17-1温室18-1温室20-1温室18-2温室17-2温室;各试验温室南部光照最好,中部略低于南部,北部最差,透光率大小排序为18-1温室18-2温室20-1温室17-1温室17-2温室。【结论】综合考虑温光环境性能可知,18-2温室大棚的保温性能较好,平均最低气温和土壤平均温度高,无极端低温和高温情况,且南北方向气温、光照分布差异小,透光率高,更适合推广应用。     

基于ANSYS的鸡毛菜收获机割台部分振动模态分析

为了进一步降低鸡毛菜有序收获机收获过程中对鸡毛菜造成的损失率及损失率,以割台部分为研究对象,采用有限元分析方法建立鸡毛菜有序收获机割台部分振动方程,通过求解割台部分振动方程对其受力和振动模态进行分析,得出鸡毛菜有序收获机割台部分振动系统的固有频率和主振型,并将求解得到的的6阶固有频率值与割台部分的直流无刷电机传递转速进行比较分析。仿真结果表明:鸡毛菜有序收获机割台在3阶、5阶和6阶模态的振动变形较大,且割台电机在额定转速范围内工作时并不会导致割台共振现象发生。研究分析结果不仅为鸡毛菜有序收获机割台部分动力传递过程中是否发生共振现象提供了理论依据,而且对机具割台部分相关参数的优化设计具有一定参考价值。     

茶树CsWRKYIIcs转录因子的克隆及功能分析

【目的】以‘陕茶1号’为材料,克隆CsWRKYIIcs转录因子并分析序列特征,了解其在不同组织和非生物胁迫下的表达模式以及转录活性,为深入研究茶树在逆境胁迫中的功能提供理论依据。【方法】根据茶树基因组数据库注释的WRKY序列设计特异性引物,采用RT-PCR技术从‘陕茶1号’中扩增CsWRKYIIcs的cDNA序列,用生物信息工具分析序列的特点,实时荧光定量PCR（qRT-PCR）研究基因的表达模式,用酵母试验验证其转录活性。【结果】获得9条CsWRKYIIcs的cDNA序列,开放阅读框长度分别为561、960、936、978、897、912、720、1 008和969 bp,分别编码186、319、311、325、298、303、239、335、322个氨基酸。除了CsWRKYIIc7缺少锌指序列外,其他CsWRKYIIcs均含有1个WRKY保守结构域和典型的C₂H₂型锌指结构。不同物种中的WRKYIIcs具有相似的保守基序,而茶树CsWRKYIIcs和拟南芥、葡萄等双子叶植物的WRKYIIcs氨基酸序列相似性更高。另外,CsWRKYIIcs启动子区域均预测到多个与非生物胁迫相关的顺式作用元件,意味着其可能参与非生物胁迫响应。qRT-PCR结果表明,9个CsWRKYIIcs在根和花中的表达量高于茎和叶,具有一定的特异性。同时,在干旱、ABA、高温和高盐胁迫下被不同程度的诱导表达,其中CsWRKYIIc1和CsWRKYIIc7的表达量变化显著,与推定的顺式作用元件结果相符。酵母试验表明9个茶树CsWRKYIIcs均具有转录激活活性。【结论】克隆获得9个茶树CsWRKYIIcs转录因子,它们参与了茶树对ABA、干旱、高温和高盐胁迫的响应,也可能发挥转录激活因子的调控作用。CsWRKYIIc1和CsWRKYIIc7可作为候选基因深入研究茶树的抗逆功能。     

辽河流域玉米籽粒脱水特点及适宜收获期分析

辽河流域处于中国东北春玉米区南部,积温资源相对丰富,在该区域推广玉米机械粒收技术具有较好的热量资源基础,但区域内玉米收获时籽粒含水率偏高,机械粒收的破碎率、损失率偏高等质量问题突出。分析区域内主推品种的籽粒脱水特征、基于热量资源条件确定机械粒收的适宜时间,是解决上述问题的合理途径。2017年选择该区域主推的29个不同熟期玉米品种,在开鲁县和铁岭县开展了籽粒脱水动态观测试验。结合流域内常年春玉米播种日期、不同品种生长发育及籽粒脱水积温需求、历史气象数据等分析结果,建立不同品种在辽河流域适宜机械粒收时期的预测方法。结果显示, Logistic Power模型可以很好地模拟春玉米籽粒含水率变化过程。不同品种籽粒实收含水率与模拟含水率间存在极显著的线性关系,决定系数R2为0.916 (n=45),均方根误差RMSE为1.217。研究建立的不同品种籽粒含水率模型具有极佳的区域适用性,以2017年国审的4个宜机收品种及流域内2个主栽品种研究,明确了不同品种适宜机械粒收时期的分布规律。国审品种中,德育919和京农科728自播种至籽粒含水率降至25%活动积温需求低于3200°C d,在辽河流域大部地区可于9月中下旬达到高质量机械粒收的籽粒含水率要求。泽玉8911和吉单66积温需求低于3400°C d,可于10月上中旬在流域内实现机械粒收,较上述德育919和京农科728晚10～20d。而当地主栽的辽单575和京科968脱水至适宜籽粒含水率的积温需求较泽玉8911和吉单66多200°Cd,无法在当地常规收获期实现高质量的机械粒收。本研究检验了基于LogisticPower模型的籽粒含水率预测模型在区域分析应用中的精度。通过比较国审宜机收品种与当地主栽品种的籽粒含水率变化、成熟和脱水的积温需求以及适宜机械粒收日期的空间分布规律,更新现有品种有助于在辽河流域实现常规收获期内的高质量机械粒收。     

大棚蔬菜种植技术及病虫害防治策略

为确保大棚内蔬菜种植技术得到有效利用,且能够对病虫害进行合理防治。本文对大棚蔬菜种植的影响因素进行分析;对大棚种植技术进行研究;提出了大棚蔬菜病虫害防治的有效策略;结合实例对大棚内彩椒的种植与病虫害防治进行探讨。     

甜瓜质地差异及相关细胞壁酶活性变化

对两种不同质地类型甜瓜果实发育过程中果肉质地的变化及相关酶活性进行研究。结果表明,花后35~40 d为软、脆两种甜瓜质地形成的关键时期。在该时期,软肉型甜瓜‘NSL’细胞面积与间隙增大,果肉细胞排列疏松,细胞面积为脆肉型甜瓜的115.35%,软肉型甜瓜‘NSL’与脆肉型甜瓜‘XZM’质构参数差异显著,脆肉型甜瓜果实4种细胞壁酶活性总体低于软肉型甜瓜。花后35 d,软肉型甜瓜‘NSL’细胞壁扩展酶基因(CmEXP3、CmEXP5、CmEXP9)相对表达量为最大值,显著高于脆肉型甜瓜‘XZM’。