非结构环境中扰动葡萄采摘点的视觉定位技术

非结构环境下采摘机器人对扰动葡萄采摘点的视觉识别定位有实际应用价值。首先基于"挠性杆-铰链-刚性杆-质量球"模型对葡萄串形态进行分析,将其扰动状态分解为XOY和YOZ 2个平面的类单摆运动,对扰动葡萄进行视频拍摄,通过对视频中多帧葡萄图像进行Otsu阈值分割得到果实和果梗,并计算出各帧图像中葡萄串的质心;对各帧图像的葡萄串质心进行曲线拟合,计算出葡萄类单摆运动的周期与摆角,从而确定当前扰动葡萄是否适合视觉定位;对可实现视觉定位的扰动葡萄,选取类单摆中间位置质心点对应的葡萄图像,对葡萄串上方矩形区域进行Canny边缘检测,再利用霍夫直线拟合结合角度约束法实现扰动葡萄采摘点的定位。视觉定位试验结果表明:自然环境中不同光照下扰动葡萄采摘点的视觉定位准确率达80%以上,为采摘机器人应用于实际生产提供了理论基础。     

植保无人机动态变量施药系统设计与试验

针对我国植保无人机施药系统控制方式单一,施药流量无法根据飞行参数自动调整造成的雾滴分布不均匀、重喷、漏喷等问题,设计了基于ARM架构单片机的施药控制系统,提出基于PWM(脉宽调制)的施药流量控制方法,采用多传感器融合技术,实现施药参数的实时动态监测。设计了基于LabVIEW的地面站控制软件,实现对施药系统的远程控制和作业数据存储。基于3CD-15型单旋翼无人机平台对动态变量施药系统实际作业性能及施药效果进行了测试。试验结果表明,在飞行速度为0.8~5.8 m/s时,该动态变量施药系统可实现施药流量与飞行速度自动匹配,实际流量与理论流量之间平均偏差为1.9%,实际施药作业优选飞行速度为3.91~5.10 m/s,此时有效喷幅为5 m,雾滴覆盖密度为18~41个/cm~2,变异系数为34%~75%,雾滴沉积量为42.1~52.4μg/cm~2。     

调亏灌溉下滴灌玉米根冠生长与水分动态响应特征

以玉米为试验材料,在自动感应式遮雨棚下,采用测坑微区试验方法,研究黑龙江西部滴灌条件下调亏灌溉对作物根冠生长、干物质分配特征、根冠比、耗水特征及植株伤流量的影响。以土壤相对含水率(占田间持水率的百分数)为控制上下限,设置5个水分调亏处理,分别为苗期轻度(60%~70%FC)处理,苗期中度(50%~60%FC)处理,拔节期轻度(60%~70%FC)处理,拔节期中度(50%~60%FC)处理,苗期中度、拔节期轻度处理,另设全生育期保持适宜土壤水分(70%~80%FC)作为对照。试验结果表明,调亏灌溉不改变玉米根部和冠部生长的原有总趋势,也不改变冠部各器官生长的基本趋势,但是显著地增大了作物根冠比(R/S),复水后根、冠补偿生长效应明显,促进光合同化产物向生殖器官的运转与分配,增大了生育后期干物质向果穗的分配率。苗期中度处理和拔节期轻度处理的玉米,在调亏期间使根系维持较高的根质量,水分胁迫复水后根系活力明显提高,其伤流量表现出超补偿效应,在灌浆期仍保持较高的伤流量并且在生育后期仍保持有较高的根冠比(R/S),是协调玉米根冠生长关系的适宜水分调亏处理。     

单品种淡水活鱼数量的被动声学估计

针对单品种淡水活鱼数量估计问题,以鲫鱼和鳊鱼为研究对象,采用不同数量淡水鱼的被动水声信号作为样本,通过4~6层小波包分解算法,对比分析了样本的若干特征提取方案,明确了鲫鱼水声信号特征的提取方案为短时平均过零率+6层小波包分解频段能量,而鳊鱼只需提取6层小波包分解频段能量作为其信号特征。根据不同样本集划分方法比较结果,确定了鲫鱼样本集划分方法为Rank-SPXY(m=10),鳊鱼为Rank-SPXY(m=5)。利用竞争自适应重加权采样,筛选出样本的关键特征,并使用多元线性回归和偏最小二乘回归建立了若干淡水活鱼的数量估计模型,结果表明:多元线性回归模型的性能较好,鲫鱼和鳊鱼数量估计模型的复相关系数分别为0.835和0.893,相对分析误差分别为1.79和2.01。     

pH与曝气耦合调控厌氧发酵相分离技术研究

为验证pH调节与曝气处理对两相厌氧发酵相分离的影响,文章研究了以葡萄糖为底物,不同起始pH值(5.5,6.5,7.5)、不同间隔时间(8h,12h,16h)通入不同量的空气(3 L,5L,8 L),对厌氧发酵产甲烷的影响,并进一步研究了pH调节与曝气处理对秸秆两相厌氧发酵相分离的影响.结果表明:通过连续曝气处理可以降低反应器料液的pH、升高反应器料液的氧化还原电位,起始pH、曝气间隔时间及曝气量分别为6.0,8h和5L对厌氧发酵的产气量和产甲烷量的抑制有明显效果.将秸秆两相厌氧发酵系统中水解产酸相初始pH调到6.5以下,结合每天曝气3次(间隔8小时),每次曝气量≥1L空气·L-1反应器(等于或大于容器体积),不用产甲烷相沼液作水解相消化液补充回流条件下,可以有效地抑制甲烷产生,基本实现两相有效分离.     

用GIS和作物模型对作物生产进行区域模拟方法

简要地介绍了区域模拟及对模拟结果进行检验的方法。基于空间地理信息的模拟既能反映大范围地区内气候、土壤等地理信息的空间变量对作物产量的影响 ,也能反映不同地区社会经济情况、农业耕作方式等对作物生产的影响。在GIS技术支持下 ,对基于站点的作物生长模拟模型进行改造 ,从而对大区域范围进行以特点网格 (如 5 0km× 5 0km)为单元的模拟     

根分泌物对根际微生物生态分布的影响

本文从根分泌概念着手 ,依据近 2 0年来国内外有关根分泌研究的一些成果 ,就根分泌物的概念、产生机制进行了综合论述 ,并重点讨论了植物根分泌物对根际微生物代谢、生态分布、病原微生物抑制作用的影响以及土壤环境对根分泌物的影响。     

运用乙炔抑制-静态土柱培养法测定旱地土壤氮素反硝化损失

介绍了测定土壤反硝化作用的乙炔抑制 -静态土柱培养法 ,并就其应用中的一些条件进行了说明 ,内容包括土柱的取样深度、土柱取样量、土柱培养方式及基本操作程序等。最后阐述了这一方法在北京郊区土壤上的使用情况。     

种植年限对蔬菜大棚土壤肥力的影响

选取不同种植年限蔬菜大棚、露天菜地和一般农田，测定了土壤pH值、有机质、全氮、硝态氮、铵态氮、速效P、速效K和阳离子代换量等主要养分。结果表明：大棚土壤pH值小于露天菜地、小于农田土壤，随种植年限的延长土壤逐渐酸化。3年以后大棚菜地土壤已明显出现N、P严重富集，K含量降低，不同种植年限大棚土壤阳离子代换量随种植时间延长而下降。7年以后的大棚已大部分出现肥力障碍。     

土壤无机氮解吸模型及其特征值生物效应研究

8种土壤126个氮素解吸实验表明,解吸模型C=ClH-a能模拟土壤铵态氮、硝态氮的解吸动态规律,其中有125个实验的复相关系数达到极显著水平。盆栽试验和田间试验结果表明,对生长期较短的空心菜、菜心和莴苣而言,土壤氮素可解吸量Q和土壤溶液氮素初始浓度C li与供试蔬菜的氮素吸收量和产量之间有显著的抛物线型关系,为评价土壤氮素生物有效性和临界指标提供了一种新方法。