面向立木识别的有效K 均值聚类算法研究

针对林区自动对靶施药过程中,当立木生长密集时,获取的点云数据聚类准确率低、效率低的问题,提出优化后的K-均值聚类算法,数据获取方式基于2D激光扫描。针对立木点云信息聚类前需对相关数据进行滤波,提出窗口滤波算法,选取产生混合像素点的树干边缘,提取3次连续扫描的混合像素及其近邻点组成滤波窗口,进行最大阈值滤波,结果显示50次试验中仅有2个混合像素点未被滤除,混合噪声的滤除率高。在K-均值算法优化方面,针对算法需预先确定聚类数和初始聚类中心的不足,提出利用斜率变化确定聚类数的方法,试验对5个不同距离下5组立木分别进行100次测量,结果显示错误测量次数仅为3次,并可在试验前期通过人工方式去除,算法合理有效;对哈夫曼树法确定立木扫描点聚类中心的性能进行了试验分析,3种不同树干分布类型下分别运用随机抽样法和哈夫曼树法进行K-均值聚类,前者平均正确率仅为76.4%,后者则为95.5%;同时分析了Ⅰ型分布下2种算法聚类的迭代次数和耗时,5个不同距离下,随机抽样法的平均迭代次数明显高于哈夫曼树法,平均运行耗时上,哈夫曼树法则高于随机抽样法,前者变化范围为120~220 ms,后者为50~85 ms,该范围为林区测绘的可接受范围。试验证明,基于斜率变化确定聚类数和基于哈夫曼树法确定聚类中心的K-均值算法是林区立木点云聚类的有效算法,可应用于林区的立木检测。     

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。     

用点杂交方法定量检测植物病毒RNA负荷量

用RNA点杂交与用放射性成像仪直接读取放射性活度相结合的方法定量测定植物病毒RNA相对负荷量 ,检测了 0 0 0 1～ 1 0ppm浓度范围内二氢茉莉酸丙酯(PDJ)对烟草组织中烟草花叶病毒 (TMV)RNA的影响。结果表明 :在PDJ处理 3d时 ,与对照相比低浓度 ( 0 0 0 1ppm)PDJ处理的TMVRNA病毒负荷量无明显差异 ,但随着浓度的升高 ,PDJ对TMVRNA的复制和积累具有促进作用 ;浓度越高 ,促进作用越显著。同时用传统的枯斑接种法验证了上述结果。两种方法相比 ,点杂交结合放射性成像仪读取放射性活度的方法所受的人为误差干扰较小 ,能够相对精确地定量测定植物组织中病毒RNA负荷量。     

广谱植物内生真菌枫香拟茎点霉生态功能的研究进展

旨在证明枫香拟茎点霉(Phomopsis liquidambari)有潜力成为广谱内生菌的模式菌株之一,有利于促进内生真菌与宿主植物之间的研究更加系统化、完整化。本研究综述了一株广谱植物内生真菌P.liquidambari在改善土壤化学特性,修复受污染的土壤,优化农业生态,提高农作物产量方面的作用。并从真菌定殖情况、植物生理响应和土壤环境优化三个方面,将该菌株与当前研究较多的印度梨形孢(Piriformospora indica)进行比较,并展望了P.liquidambari的研究前景。     

基于AT89S52和DS18B20的多点温度检测报警系统

为了对温室大棚室温实施监测、避免局部温度过高,利用多片DS18B20单总线型数字温度传感器,采用外部供电方式,结合AT89S52单片机,外加串口电路、报警电路以及显示模块,设计了多点温度测量并报警的硬件系统。依据DS18B20型温度传感器操作指令,首先读取各传感器的序列号,并确定传感器对应的各点位置关系,定时循环读出各个传感器的温度值并循环显示,单片机依据设定的报警温度上下限做出报警处理;同时,也可利用串口把各点的温度值传给上位机作进一步的处理。实例表明,该系统工作稳定,操作方便,成本低廉,实现了温室大棚中的多点温度检测以及越限报警功能,测温误差在±0.5oC以内。     

散乱点云数据K-邻域快速搜索算法的研究

K-近邻搜索是海量数据曲面重构中构建合理拓扑关系的关键步骤,其效率直接影响到曲面重构的效率.本文主要研究了一种面向逆向工程的k邻域的快速搜索算法,并通过Visual C 6.0编程实现,最后结合UG二次开发对车身数据点进行了检验.结果表明该算法稳定可靠,效率较高.     

冷冻干燥物料共晶点和共熔点的电阻法测量

基于电阻法设计了交流电路测量装置,对部分果蔬、禽蛋、肉类等农产品的共晶点和共熔点进行了测量,在7.5～8 500 kΩ测量范围内,测量相对误差小于10%,满足测量精度要求.对测量数据进行曲线拟合,并根据函数曲率的物理意义,计算出物料的共晶点和共熔点.整合文献中的相关数据,列出60多种农产品物料的共晶点和共熔点.     

重庆近46年气候变化特征分析

利用重庆34个地面气象观测站1960-2005年降水量、降水日数、气温等观测资料的年平均值,运用线性倾向估计、小波分析和M-K突变检验等方法对重庆近46 a来气候变化的主要特征进行了分析。结果表明：分析期内重庆年降水量的线性变化趋势不明显,但以2-3 a的周期波动变化为主,1984年是近46 a降水量变化的显著突变点,20世纪80年代为多雨期,90年代则为相对少雨期。降水日数以2-4 a的年际变化周期为主,呈现显著的线性减少趋势,1984年以后降水日数偏少的年份比之前明显偏多。年平均气温的线性变化趋势不明显,但具有明显的阶段性,20世纪80年代为偏冷期,进入21世纪后则显著上升,其平均值高出多年平均值0.4℃。降水和气温在各年代的变化特征存在较好的对应关系,如20世纪80年代为多雨、偏冷期,21世纪初为少雨、偏暖期。     

遥感及CA模型支持下的吉隆坡及其周边地区城市扩展分析与预测

利用长时间序列高分辨率Landsat TM影像,对吉隆坡及其周边地区城市扩展模式特征及驱动机制进行了分析,确定了其影响因子和限制因素,并基于CA模型原理对该研究区的城市扩展进行了模拟与预测.结果表明.吉隆坡及其周边地区城市扩展一直处于多经济核心支持下的中高速扩展阶段.吉隆坡内部的填充式扩展模式在整个城市扩展期间受周边的集中式扩展影响较大.在地形、经济及行政政策的交互影响下,研究区的扩展方向主要为西北、南、东南方向,其中以南部的城市扩展在各个时期最为突出.     

细胞转化牛膝的质量分析

本研究用薄层扫描法和原子吸收分光光度法对细胞转化牛膝和天然怀牛膝进行了齐墩果酸和微量元素分析。结果表明，与天然怀牛膝相比，细胞转化牛膝的齐墩果酸含量略低(1．43％)，钙、镁、铜、铁、锌含量明显偏低，而锰含量偏高。