基于机器视觉的谷物联合收获机行走目标直线检测

针对谷物联合收获机视觉导航,提出基于改进Hough变换(HT)的谷物联合收获机行走目标直线检测算法.通过改进一维最大熵阈值分割方法,提高了阈值分割的速度;对二值图像通过行扫描和列扫描,确定了行走目标直线的终点位置以及直线方向上的候选点;以候选点为点集,利用最小二乘直线拟合和直线终点位置确定了待检测直线上已知一点;利用改进HT完成直线检测,与传统的HT相比,将二元映射转换为一元映射,加快了算法速度、减少了空间占用和提高了抗干扰能力.经过对多幅图片的处理,证明算法能够有效地检测出直线参数,且处理时间在100 ms左右.     

基于机器视觉的紧固套缺陷检测方法估计

针对紧固套缺陷检测中人工检测效率低等问题,设计了基于机器视觉的紧固套缺陷检测方法.首先根据紧固套的特点搭建了图像采集平台,突出缺陷特征;然后基于Halcon设计了相应的缺陷检测方法:先通过模板匹配的方法对检测区域定位;再使用基于频域图像差分的方法抑制干扰,突显缺陷特征;然后使用改进的动态阈值法得到缺陷备选图;最后使用面...     

基于分形维数的垩白米图像检测方法

提出了一种基于分形维数的垩白米检测算法,并与基于垩白大小的检测算法进行了试验对比分析。分形维数包含了大米垩白区域的累计和空间分布特征,更能客观反映垩白区域的信息。试验结果表明,该算法的识别正确率为95.1％,可以有效识别垩白米,而且识别效果好于基于垩白大小的检测算法。     

基于最小二乘法的早期作物行中心线检测方法

提出了一种基于最小二乘法的早期作物行中心线检测算法.利用G-R颜色特征因子分割作物与背景.根据作物与杂草的长度属性去除部分杂草噪声,应用垂直投影法动态检测作物行数,并提取作物行中点为特征点,获得特征点图像.利用特征点间的邻近关系对特征点进行分类,对归类后的特征点进行两次最小二乘法拟合,得到作物行中心线.对于有作物缺失的作物行,采用统计条形区域内特征点数量的方法判别检测结果的可信度.实验结果表明,算法能克服杂草和作物缺失的影响,实时地提取小麦、玉米和大豆作物行,平均每幅图像处理时间小于150 ms.     

基于最小二乘法的早期作物行中心线检测方法

提出了一种基于最小二乘法的早期作物行中心线检测算法。利用G-R颜色特征因子分割作物与背景。根据作物与杂草的长度属性去除部分杂草噪声,应用垂直投影法动态检测作物行数,并提取作物行中点为特征点,获得特征点图像。利用特征点间的邻近关系对特征点进行分类,对归类后的特征点进行两次最小二乘法拟合,得到作物行中心线。对于有作物缺失的作物行,采用统计条形区域内特征点数量的方法判别检测结果的可信度。实验结果表明,算法能克服杂草和作物缺失的影响,实时地提取小麦、玉米和大豆作物行,平均每幅图像处理时间小于     

基于机器视觉的穴盘苗检测试验研究

针对穴盘苗出现空穴和不合格坏苗,影响蔬菜种苗销售价格,不利于机械化移栽及后续栽培,而人工剔苗补苗费时费力的问题,提出了利用机器视觉技术检测穴盘苗空穴及不合格苗、传输检测结果的方法,为穴盘苗自动化剔除空穴与不合格苗及补苗作业提供技术基础。穴盘苗空穴及不合格苗检测硬件系统由工业相机、PC机及PLC构成,通过CKVisionBuilder软件对图像进行处理,获取每个穴孔区域的像素数量,判断幼苗状态,并将获取的判断结果传输至PLC中。试验结果表明:苗龄13天的72穴意大利生菜、白玫瑰白菜及广府1号油菜心穴盘苗坏穴的检测正确率达到95.8%以上。     

基于机器视觉的荞麦剥壳性能参数在线检测方法

针对荞麦剥壳时不能随原料种类变化而适时调整砂盘间隙和转速的问题,提出一种基于机器视觉的荞麦剥壳性能参数在线检测方法,为荞麦剥壳机自适应最优控制提供数据反馈。采集快速滑落的荞麦剥出物图像,使用带二阶拉普拉斯修正项的边缘自适应插值算法对图像插值重建;对重建的浅蓝色背景荞麦剥出物图像N(B-R)灰度变换之后进行背景分割;生成距离骨架图像并对其邻域极大值滤波提取种子点,使用分水岭算法对种子点标记后的距离图像进行粘连分割;采用交互式方法标注已粘连分割的荞麦籽粒,然后使用已标注的荞麦籽粒训练BP神经网络。在线试验中,处理和识别一幅包含897个籽粒的1 824像素×1 368像素图像耗时4. 79 s。未剥壳荞麦、整米和碎米的正确识别率分别为99. 7%、97. 2%和92. 6%。结果表明,本文在线检测方法得到的出米率能够反映荞麦剥壳机组的剥壳性能,可为荞麦剥壳加工的自适应最优控制和智能化提供有效基础数据。     

基于机器视觉的果树行中心线检测算法研究

针对果树空间层次复杂造成直线检测算法失效的问题,提出了运用图像透视原理筛选边界点的方法来提取果树行边界。使用最小二乘法拟合边界直线,计算相邻果树行的中心线作为移动机器人的导航路径。试验结果表明,该算法能够快速准确地提取出果树行中心线,平均每幅图像处理时间小于600ms。     

嫁接苗愈合状态检测方法试验研究

为了提高嫁接苗生产末端愈合设施的周转率,针对目前人工判断嫁接苗成活的不稳定性,提出了一种主动降湿观察幼苗变化的嫁接苗愈合状态检测方法。选取100株番茄嫁接苗进行愈合试验,获得株高、幅宽、投影面积与重心高度4种嫁接苗生长特征参数,并计算各参数的平均开始变化用时,平均变化幅度与平均回弹用时。试验结果表明：重心高度的平均开始变化用时最短,为52.74min;株高的平均变化幅度最小,为5.16%;株高的回弹用时最长,为151.48min。由结果分析可得,重心高度最适合作为嫁接苗愈合状态检测方法的首要依据,可为嫁接苗愈合相关技术提供参考。     

基于无人机遥感影像的多生育期冬小麦种植行检测方法

大田环境下小麦种植行的识别与定位对农机田间喷药和除草等任务的导航作业具有重要意义。以分蘖期和拔节期的冬小麦无人机可见光遥感影像为研究数据,结合深度语义分割和霍夫变换直线检测,提出了一种多生育期小麦种植行检测方法。采用SegNet深度语义分割提取小麦种植区域,克服传统检测方法对光照敏感的同时提高检测精度。基于霍夫变换的小麦种植行预检测结果,提出采用二分k均值聚类进一步提炼检测结果,以识别出小麦种植行区域的中心线。实验结果表明,对于分蘖期和拔节期的冬小麦图像,种植行直线平均位置偏差的绝对值分别为0.55、0.11 cm;平均角度偏差的绝对值分别为0.001 1、0.000 37 rad,检测精度与直线漏检率等指标都显著优于传统方法。研究结果为智能农机导航作业中的作物种植行检测提供了方法支持。     

基于纹理和位置特征的麦田杂草识别方法

以化学防除适期麦田杂草为研究对象,对利用条播作物的位置和纹理特征识别田间杂草的方法进行了研究。根据条播作物小麦作物行的间距相对固定等位置特征,利用植物像素直方图法确定作物行的中心线和行宽,并识别行间杂草。然后,以作物行中心为基准来选取纹理块,计算量化级数为8级的H颜色空间的共生矩阵,提取5个纹理特征参数,利用K均值聚类法判别分析各块的类别来识别行内杂草。研究结果表明,杂草的正确识别率约为93％,作物的错误识别率约为7％。     

冬小麦棵间土壤蒸发数值模拟研究

为了探讨作物生长条件下棵间土壤蒸发规律,利用微型蒸渗仪的实测值和土壤潜在蒸发速率对土壤蒸发过程进行了模拟分析,并对Ritchie模型进行了验证。结果表明,返青期土壤蒸发第2阶段的蒸发速率受气象条件的影响较拔节期和灌浆期大。第2阶段土壤累积蒸发量与时间的平方根成正比,其斜率值α不仅仅与土壤的水力特性有关,可能还与气象条件、土壤含水率、作物地表覆盖程度等有关。返青期、拔节期、灌浆期α值分别取为2.5026、2.0477、3.425。Ritchie土壤蒸发模型的模拟值与实测值的均方根误差为0.21 mm/d,平均绝对误差为0.16mm/d,模拟精度较高。     

基于视觉识别的小麦收获作业线快速获取方法

针对小麦生长分布不均等情况下激光作业线检测系统精度偏低的问题,提出了基于视觉的小麦收获作业线快速获取的方法。通过对成熟期麦田的彩色图像进行对比度增强和降低亮度的处理,将其转换为灰度图像,利用阈值分割方法分离已收获与待收获区域,对二值图像采用互相关函数法检测已收获与待收获区域的分界点,利用Hough变换法拟合目标直线。所提方法在激光作业线识别系统的基础上扩大了视野范围,并限制了图像处理的范围,试验结果表明该方法对小麦收获作业线的检测结果平均偏差为2.35 cm,标准差为3.26,能够满足小麦收获导航线识别的要求,是一种有效的检测算法。     

喷灌条件下冬小麦水肥耦合效应的田间试验研究

对喷灌条件下冬小麦水肥耦合效应进行了研究,探讨了不同灌水施肥处理对冬小麦产量、耗水规律以及对土壤中全氮、硝态氮含量等的影响,建立反映冬小麦产量与施肥量、灌水量关系的数学模型,提出喷灌条件下冬小麦适宜的灌水定额、施肥量     

水分养分胁迫对冬小麦器官生长相关性影响研究

探讨作物各器官生长的相关性,对于调节它们之间的相对生长速率,使其向着有利于作物高产的方向发展和提高水肥利用效率具有重要作用.利用天津农学院灌溉试验基地对冬小麦进行了分阶段受旱试验,采用数理统计检验方法,对小麦在水分养分胁迫下各主要器官生长之间的相关性进行了分析.结果表明:①冬小麦返青后,水分、养分胁迫下对冬小麦的茎叶比有影响,对冬小麦的根冠比、茎粒比前期有影响,后期影响较小;②水分、养分胁迫下对冬小麦的根冠比、茎叶比、茎粒比随时间变化显著,地上部分和地下部分、茎和籽粒、茎和叶具有较好的相关性,各处理之间有显著差异;③水分胁迫、养分胁迫、水分养分双重胁迫会导致根冠比、茎叶比明显增大,而茎粒比明显减小.该冬小麦的各器官生长相关性定量关系可用于作物生长模型的改进,提高作物生长模型的机理性.     

冬小麦田棵间蒸发的试验研究

利用大型称重式蒸渗仪和微型蒸渗仪研究了冬小麦生育期间逐日蒸散和蒸发过程 ,分析了蒸发占蒸散的比例及其随叶面积指数和表层土壤含水量的变化关系、灌溉后土壤蒸发的变化过程     

不同灌溉方法对冬小麦农田土壤温度的影响

田间试验表明,地面畦灌、喷灌和滴灌改变了土壤温度的剖面分布特征。喷灌和滴灌处理表层温度低于地面灌溉处理,而且剖面温差小。高频率的灌溉使得滴灌处理表层土壤温度低,最高温度分布在土壤20cm深度左右,剖面温度分布呈现"S"型特征。喷灌处理表层温度也较低,除表层外土壤温度的剖面分布可以近似为指数函数的分布特征。地面畦灌处理土壤温度的剖面分布表现出明显的指数函数分布特征。灌溉方法对土壤温度剖面分布特征的研究有助于分析不同灌溉方法的灌溉效应。     

冬小麦污水灌溉条件下土壤中氮素转化试验研究

取生活污水进行冬小麦污水灌溉实验,在田间4个2m×2m×2.5m蒸渗仪进行观测。结果表明,短期污水灌溉不会显著影响土壤剖面全氮的含量和分布,但会使氨态氮的含量下降。一季污水灌溉使土壤0~50cm土层中的硝态氮浓度降低,而使其在50~100cm土层中增加。污水灌溉基本不会影响小麦干物质的产量。     

沟播冬小麦田土壤水流动系统模拟

以衡水试验场沟播冬小麦田为例，建立了土壤沟垄微地形条件下土壤剖面二维饱和—非饱和水流运移的数学模型，对冬小麦生长条件下土壤水分的动态变化规律进行了模拟，揭示了人工微地形条件下典型时刻土壤水流动系统特征。结果表明：所建立的数学模型能较好地描述和模拟土壤剖面水分的运移过程和变化规律；土壤沟垄地形有利于形成局部优化的土壤水流动系统——根系汇流系统；土壤沟垄地形优化土壤水流动系统的效果受零通量面发育深度的限制。