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...     

免耕播种机无轴螺旋排肥输肥装置设计与试验

针对西南地区坡度较大、免耕地表秸秆及根茬等造成耕地平整度较差,驱动式破茬防堵免耕播种机作业时机具整体产生振动较大,导致排肥器排肥及导肥管导肥作业性能差的问题,基于螺旋输送原理,设计了一种柔性无轴螺旋排肥输肥装置。通过对肥料的螺旋输送以及物料临界输送速度分析,得出螺旋叶片最佳充肥尺寸以及转速范围。采用EDEM仿真进行二次回归正交旋转试验和响应曲面法分析无轴螺旋排肥输肥装置最佳工作参数：螺旋叶片内半径3mm、螺旋叶片外半径12.8mm、螺旋叶片转速319r/min以及螺旋间距24.5mm。田间测试结果表明,在地表平整度平均值以及地表坡度分别为8.9cm、16.1°时,无轴螺旋排肥输肥装置在作业速度1.5 m/s时,排肥精度误差、均匀性变异系数分别为1.87%、2.52%,满足国家施肥标准,播肥符合当地农艺要求。所设计的无轴螺旋排肥输肥装置满足免耕播种施肥要求,可为在地表平整度较差时排肥和振动较大条件下排肥器以及导肥管的设计与改进提供参考。     

作物表型信息获取机器人底盘设计与试验

为进一步提升农业机器人底盘田间适应性和行驶稳定性,面向我国山东地区小麦表型信息获取作业场景,设计了一种四轮独立驱动转向的农业机器人底盘。根据小麦种植农艺需求和行驶地形环境,确定了底盘总体布局方案和主要技术参数。分别开展了底盘驱动部件、转向部件以及摆臂平衡部件设计,并进行了参数校核和元件选型。建立了关键部件ANSYS有限元模型,分别进行了摆臂平衡机构的应力形变分析和车架振动模态模拟,仿真结果表明,摆臂平衡机构的强度和刚度均能满足设计要求,车架能够有效避免因地形激励产生的共振。建立底盘ADAMS动力学仿真模型,分别进行纵向、横向稳定性分析和单侧凸起、凹坑越障性分析,仿真结果表明,底盘横纵向稳定性能够满足设计要求,摆臂平衡机构能够有效补偿单侧障碍造成的质心高度变化,提高了底盘的行驶稳定性。田间试验表明,机器人底盘具有良好的行驶性能,硬质地面直线行驶平均偏驶率为0.51%,田间地面平均偏驶率为1.13%。原地转向中心点偏移量为3.1mm,阿克曼转向最小转向半径为1.125mm。纵向翻倾角为34°,横向翻倾角为28°。单侧越障最大高度为160mm,单侧跨坑最大深度为160mm。     

滴灌水肥管理对日光温室黄瓜产量和品质的影响

采用田间试验,研究滴灌系统运行方式和施肥频率对黄瓜产量、品质的影响。结果表明:施肥频率对黄瓜的生长、产量和品质的影响显著,在开花期与采收期,提高施肥水平能促进植株株高和叶片数的增加,产量和品质随施肥频率的增加而增加。因此,从提高产量和品质的角度看,施肥频率取两周1次较为适宜,滴灌施肥灌溉过程中的施肥时段应尽量前移。     

新疆农业高效节水工程资产运行管理模式比较分析

新疆农业高效节水工程项目资产运行管理模式是在新疆节水灌溉工程大规模建设过程中逐渐形成的,在对新疆农业高效节水工程项目资产管理模式归纳总结的基础上,对各种模式优缺点采用定性分析的方法进行了比较,分析了存在的问题,对进一步提高节水工程项目资产管理水平提出了一些建议。     

地温空调井抽回灌效果影响关键因子识别

为了探析引起地温空调井抽回灌效果的主要制约因素,通过单相关系数分析、主成分绝对得分的源解析模型、拟合度检验和多元线性回归的方法分析影响单井回灌效率的影响因素。结果表明:井径、滤水管孔隙率及抽回灌井数比与单井回灌效率的相关性和拟合度较好,故将井径、滤水管孔隙率及抽回灌井数比作为影响单井回灌效率的关键因子,同时分析了单井回灌效率与关键因子的之间的拟合方程及多元线性回归方程,得到了单井回灌效率与关键因子之间的定量关系。     

铵态氮素促进甘薯块根形成的解剖特征及其IbEXP1基因的表达

This study chose Shangshu 19 (S19) and Jixu 23 (J23) categorized by valid tuber root number per plant as analyzing varieties and arranged treatment combinations consisted of two nitrogen forms ammonium nitrogen (A_N) and amide nitrogen (X_N) integrated with two nitrogen rates 60 kg hm^-2 (L_N60) and 180 kg hm^-2 (H_N180), using field and pot trial assays, plus a check treatment received no nitrogen supply in order to make research on the anatomical observation on sweet potato tuber root differentiation and expression characteristics of IbEXP1 gene associated with tuber root formation in ammonia nitrogen in 2014 and 2015. Our results showed that the storage root yield of Shangshu 19 associated with more valid tuber root number per plant was significantly higher than Jixu 23 at harvest stage, which was significant difference compared with each other. In addition, nitrogen levels and nitrogen forms had significant interaction effects. The 60 kg hm^-2 ammonium nitrogen treatment in two sweet potato genotypes achieved the highest final storage root yield in field experiment and showed higher valid tuber root number per plant, which attributed to the younger tubers whose root diameter between 0.5 cm and 5.0 cm during the canopy closure period. It had been observed that 60 kg hm^-2 ammonium nitrogen treatment possessed the most vessels in the primary xylem bundle and the lignified parenchyma cells of the stele tissues in the pre-cambial period, followed with possessing high level expression of IbEXP1 gene, the biggest root diameter and stele diameter and the most number of primary and secondary xylem bundles in the course of primary cambium growth. As the vascular cambium was initiated, relative expression of IbEXP1 gene at 60 kg hm^-2ammonium nitrogen treatment and the degree of parenchyma cells lignification were intermediate between no nitrogen application and high nitrogen treatments, however, the diameter of root and stele and the ratio of them were highest, which achieved the perfect harmony in lignification and division of parenchyma cells in tuberization.     

杂交稻对白叶枯病菌主基因抗性的配合力分析

以８种不同胞质类型的不育系及其保持系与９个恢复系配制的７２个不育系杂种及保持系杂种为材料,研究了杂交稻对白叶枯病菌主基因抗性的配合力。结果表明,杂交稻的抗性以主基因抗性为主,但同时也受双亲中与抗性有关的其他加性、显性及上位性基因效应的影响。说明杂交稻的抗性强弱取决于双亲抗性基因互补和累加程度高低。     

马协不育花药药隔ATPase超微结构定位

马协可育花药单核期和二核期药隔维管束薄壁细胞核、 筛分子质膜、 胞间连丝及其转运物、 药隔薄壁细胞液泡膜、 胞间隙及淀粉粒表面具有ATPase活性。 马协不育花药单核期维管束薄壁细胞核变形, 核内有弥散的异染色质, 随后异染色质团转移到核边缘, 并表现出减少的趋势; ATPase主要定位于核异染色质、 线粒体、 液泡、 质