基于改进U-Net的火龙果采摘图像分割和姿态估计方法

为了实现火龙果采收自动化作业，提出一种基于改进U-Net的火龙果图像分割和姿态估计方法。首先，在U-Net模型的跳跃连接(编码器与解码器部分特征图进行的连接操作)中引入通道和空间注意力机制模块(Concurrent spatial and channel squeeze and channel excitation, SCSE),同时将SCSE模块集成到残差模块(Double residual block, DRB)中，在增强网络提取有效特征能力的同时提高网络的收敛速度，得到一种基于注意力残差U-Net的火龙果图像分割网络。通过该网络分割出果实及其附生枝条的掩膜图像，利用图像处理技术和相机成像模型拟合出果实及其附生枝条的轮廓、果实质心、果实最小外接矩形框和三维边界框，进而结合果实及其附生枝条的位置关系进行火龙果三维姿态估计，并在火龙果种植园中获得一个测试集，以评价该算法的性能，最后在自然果园环境下进行实地采摘试验。试验结果表明，火龙果果实图像分割平均交并比(mIoU)和平均像素准确率(mPA)分别达到86.69%和93.89%,三维姿态估计平均误差为8.8°,火龙果采摘机器人在果园环境...     

滴头堵塞程度分级和评价及堵塞风险预测方法

为了准确监测滴头的堵塞状态，预测滴头堵塞程度的发展变化趋势。该研究基于模糊综合评价法，以相对流量变化量、灌水均匀度变化量为评价指标，用熵权法和三角形隶属度函数计算各评价指标权重和隶属度，建立了滴头堵塞综合评价指标（Evaluation Index，EI），利用灰色GM(1,1)预测模型预测滴头堵塞程度随灌水时间的变化情况。结果表明：滴头堵塞是一个随灌水时间增加而波动渐进的过程，滴头堵塞过程可分为波动平稳阶段和快速发展阶段2个过程，不同滴头的堵塞过程具有一致性规律，不同灌水时间的EI值间具有很好的相关性，可以根据前期试验数据预测滴头后期堵塞程度的变化趋势；提出了基于EI的滴头堵塞程度5级分级标准和方法，建立了基于5次测试灌水数据的滴头堵塞风险灰色GM(1,1)预测方法，可以预测不同滴头未来不同灌水时间后的滴头堵塞状态，对7种滴头堵塞程度的预测结果准确率为85.7%。该方法为滴头抗堵塞能力评价以及滴灌工程抗堵塞预防措施的配置提供了理论依据。     

瑞雪苹果矮化密植栽培潜力分析

【目的】研究不同苹果品种（‘嘎拉’‘富士’‘瑞雪’）矮化密植的栽培表现，筛选适宜在陕西渭北地区进行矮化密植栽培的苹果品种。【方法】2015年采用矮化密植栽培模式，在田间定植‘嘎拉’‘富士’‘瑞雪’，2019-2020年连续2 a对其生长习性、果实品质、产量及经济效益等指标进行调查并比较。【结果】在植株生长方面，‘嘎拉’‘富士’较‘瑞雪’生长快、树势旺，‘瑞雪’短枝性强、矮化效果更好，更易于管理；在果实品质方面，‘瑞雪’综合品质最好，‘嘎拉’次之，‘富士’较差；在经济效益方面，‘嘎拉’‘富士’价格较低、供大于求，‘瑞雪’丰产性好、售价较高、市场竞争力强。【结论】苹果旱作矮化栽培模式在渭北旱塬地区表现良好，适宜推广应用。在旱作矮化栽培模式中，‘嘎拉’‘富士’表现稳定，可以继续作为主栽品种进行推广，‘瑞雪’营养生长矮化效果最好、品质最优、效益较高，建议进行大力推广。     

武汉樱花花期对城市热岛效应的响应

为提升武汉樱花花期预报模型的准确度，更好地做好樱花花期预报工作，利用武汉大学樱园日本樱花树始花期观测资料及同期气象资料，分析武汉大学樱花花期对武汉城市热岛效应的时空响应特征。结果显示，武汉市城市热岛效应从20世纪80年代末开始明显增强，冬季城市热岛增温率和增温贡献率自1988年后显著增加；城市热岛效应在武汉中心城区最高，由城市核心区向近郊区蔓延辐射，北部的黄陂、新洲等地几乎不受热岛效应的影响；武汉樱花花期对冬季城市热岛效应在时间和空间上都有明显响应，冬季平均气温5年滑动平均UHII每升高1℃，樱花始花期提前约2.8 d；位于市中心的汉口江滩、晴川假日酒店等赏花点为樱花最早开放的地区，较武汉大学花期提前1～2 d，东湖樱园、堤角公园等地则比武汉大学花期晚1～2 d。结果表明，城市热岛效应引起的温度升高提早了武汉樱花花期，强热岛效应区域的花期要早于弱热岛效应区域。