基于U-Net模型和FCM算法的番茄穴盘苗重叠幼叶分割方法

针对传统方法对番茄穴盘苗重叠幼叶图像分割精度较低、背景剔除困难的问题,提出一种基于U-Net模型和模糊C均值聚类(FCM算法)相结合的图像分割方法。首先用ExRG法对图像的背景进行剔除,得到待分割幼叶的主体区域,对图像进行预处理。其次建立数据集,训练网络模型,用预训练的U-Net模型分割幼叶主体区域,提取其过渡区域;同时用FCM算法分割幼叶主体区域,提取其过渡区域。然后结合FCM算法分割得到的过渡区域和U-Net模型分割得到的过渡区域,得到重叠叶片的最终分割结果。最后,为了得到精准的评估结果,将重新连接的过渡区域进行填充,并与其他文献所述的算法进行对比分析。结果表明,所提出的基于U-net模型和FCM算法对穴盘苗幼叶轮廓分割的结果更加准确,泛化性更强。证明对番茄幼苗叶片图像分割的有效性,为幼苗生长状况的检测研究提供了支持。     

栽培环境对荔枝草生长的影响

利用光照培养箱栽培荔枝草,研究土壤水分、栽培温度和光照强度对荔枝草生长和高车前苷含量的影响。结果表明,土壤含水量在50%,栽培温度25 ℃,光照强度为9000 lx（12h）—0 lx（12h）时,荔枝草的高车前苷含量较高。      

乳酸菌分离鉴定及其条斑紫菜乳酸菌混合发酵理化因子的变化

对泡菜老坛水中的乳酸菌进行分离鉴定,获得3株乳酸菌,确定为短乳杆菌(Lactobacillus brevis)、植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)、干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)。以条斑紫菜(Porphyra yezoensis)为原料,以4种不同配比的上述乳酸菌对条斑紫菜进行直投式发酵,探讨发酵过程中发酵液部分理化因子的变化规律。结果显示,4种发酵液的pH下降趋势相似,从开始的4.51下降到2.90;1∶1∶2(体积比)混合乳酸菌发酵液的产酸能力最强,发酵终点总酸含量为13.75 g/L,为发酵开始的6倍;1∶1∶2混合乳酸菌发酵液的总糖含量由开始的29.95 g/L下降为发酵终点的18.97 g/L;1∶1∶2混合乳酸菌发酵液亚硝酸盐含量的峰值最小,为3.75 mg/kg;1∶1∶1混合乳酸菌发酵液氨基酸含量较高,最大值为58.16μmol/mL;蛋白质含量下降幅度最大的是1∶1∶3混合乳酸菌发酵液。     

穴盘苗整排取苗机械臂设计与试验

针对现有的取苗装置难以满足新疆辣椒、番茄穴盘苗高速、自动化移栽需求的现状，设计了一种整排取苗机械臂。介绍了自动取投苗系统和整排取苗机械臂的结构和工作原理，分析了取苗作业过程。由整排取苗机械臂工作空间包容目标工作空间得到整排取苗机械臂关节尺寸参数优化的约束条件，以结构尺寸和工作所占空间最小为优化目标，使用遗传算法求出最优关节参数为大臂关节长321mm、中臂关节长678mm、小臂关节长403mm。使用Adams软件建立了整排取苗机械臂虚拟样机模型，对其取苗作业进行运动仿真，结果表明：该装置运动平顺，具有良好的运动特性，能够达到取苗极限位置。搭建样机试验平台，分析样机取苗性能，结果表明：对72孔穴盘的取苗速率为60株/min,取苗成功率为93.06%;对128孔穴盘的取苗速率为90株/min,取苗成功率为88.02%。装置具有较好的适用性，可为自动化取苗装备的研制提供参考。     

取苗机械手运动控制联合仿真研究及试验

为减少取苗机械手研制过程中投入大量的成本和时间，解决机械手在作业过程中控制精度低、适应性差等问题，采用SolidWorks建立机械手的模型，并导入ADAMS中；采用模糊PID控制算法对机械手夹持角度进行实时动态联合仿真分析，设计模糊PID控制器及模糊规则。利用MATLAB/Simulink和ADAMS建立联合仿真模型，以阶跃信号为激励，模糊PID控制和PID控制仿真结果表明：PID控制的响应时间为1.1 s，模糊PID的响应时间为0.33 s且响应速度更快，说明模糊PID优于经典PID控制，设计的取苗机械手具有良好的动态响应和轨迹跟踪特性，理论上能够满足实际作业要求。取苗试验结果表明：在取苗频率为50、60和70株/min时，采用PID算法和模糊PID算法取苗成功率分别为9609%、93.75%、92.96%和98.43%、95.31%、93.75%，采用模糊PID算法的取苗成功率更高，能够满足实际作业要求。