基于中值点Hough变换玉米行检测的导航线提取方法

为解决机器视觉对早期玉米苗带在多环境变量下导航线提取耗时长、准确率低的问题,该研究提出了一种基于中值点Hough变换作物行检测的导航线提取算法。首先,改进了传统的2G-R-B算法,再结合中值滤波、最大类间方差法和形态学操作实现土壤背景与玉米苗带的分割。其次,通过均值法提取玉米苗带特征点,然后采用中值点Hough变换拟合垄间两侧玉米苗列线,最后将检测出的双侧玉米苗列线为导航基准线,利用夹角正切公式提取导航线。试验结果表明：改进的灰度化算法能够正确分割玉米苗带与土壤,处理一幅640×480像素彩色图像平均耗时小于160 ms,基于中值点Hough变换检测玉米苗列再提取导航线的最大误差为0.53°,相比于传统Hough变换时间上平均快62.9 ms,比最小二乘法平均精确度提高了7.12°,在农田早期玉米苗带多环境变量影响因素下导航线提取准确率均达92%以上,具有较强的可靠性和准确性。     

水稻种绳捻制机的研制与试验

介绍了一种水稻种绳捻制机,该机主要由排种机构、捻绳机构和卷绳机构3部分组成。它将稻种按照要求的穴距和每穴粒数卷在2cm宽的(无纺布)纸带内,制成种绳,并将种绳卷成盘后待播。直播时,将卷好稻种的种绳盘挂在研制的种绳播放器两侧,将绳的端部固定在地头,然后人工拉动种绳播放器前进,1次完成开沟、放种绳、覆土等作业。试验结果表明,加工种绳的平均穴距为2.5cm,空穴率为1.5%,平均每穴粒数为1.48,种绳绕劲个数为43个/m,基本上达到了设计要求。但卷绳速度为0.8m/s,有待提高。水稻种绳直播技术的突出特点是实现了种绳捻制作业的工厂化和田间播种作业的轻型化。     

稻油轮作区驱动圆盘犁对置组合式耕整机设计与试验

针对长江中下游稻油轮作区油菜种植时土壤黏重板结、秸秆量大、播种作业需同步开畦沟的农艺要求,考虑传统耕整作业耕层浅、功耗大的不足,依据驱动圆盘犁组与传统铧式犁相比,不易缠草堵塞、通过性好、牵引阻力小的特征,设计了用于油菜播种的驱动圆盘犁对置组合式耕整机。提出了主动式对置犁耕与被动式开畦沟、碎土、平整相结合的联合耕整作业方案,分析了对称布置的圆盘犁组的动力学和运动学特性,确定了其主要结构和工作参数。根据犁体曲面成形原理,设计了开畦沟前犁犁体曲面;依据组合式船型开沟器与土壤挤压互作机制的分析,确定了开畦沟区域宽度为350 mm时,开畦沟系统作业后可有效保证畦沟和种床厢面质量。耕深稳定性试验表明,整机作业实际耕深与限深深度基本一致,耕深稳定性系数均在90%以上。厢面质量试验表明,开畦沟系统在中间开畦沟区域能开出沟宽241.6~293.5 mm,沟深328.6~370.8 mm的梯形沟。经组合式船型开沟器挤压的土壤对犁沟的实际填埋率高于87.67%,碎土辊作业后厢面平整度为22.45~26.70 mm,碎土率为60.14%~68.37%。正交试验结果表明,整机较优工作参数为:限深深度为180 mm,机组前进速度为3.5 km/h,圆盘犁组转速为160 r/min,此时整机功耗为24.37 k W,相比传统旋耕方式的油菜播种种床整备机具的功耗降低了37.67%,秸秆埋覆率为92.78%,碎土率为66.74%,厢面平整度为24.18 mm,土壤对犁沟平均填埋率为92.3%,满足油菜播种的农艺要求。     

气力式水稻穴盘成型机气流分配室流场仿真与优化设计

合理的气流分配室结构是气力式水稻穴盘成型机正常工作的前提条件。为了保证气流分配室具有均匀的流场结构,生产出合格的穴盘,以气体控制方程为理论依据,利用FLUENT软件对气流分配室内气流场进行了仿真分析。结合正交试验设计和数值模拟技术,以腔体厚度、通气孔直径和底角为影响因素,速度不均匀系数为评价指标,对气流场进行了单因素和正交模拟仿真试验,结果表明各因素对试验结果影响的主次顺序为配气腔体厚度、通气孔直径、底角;当腔体厚度、通气孔直径和底角分别为110 mm、15 mm和0°时,气流分配室流场均匀性较理想,此时速度不均匀系数为11.37%。试验结果表明,仿真结果与实测结果的平均相对误差为1.59%,双侧相关系数为0.028,存在显著相关关系;穴盘生产成型率为92.3%,穴孔质量和底面厚度的变异系数分别为10.2%和9.81%,满足穴盘生产要求。     

高光谱图像技术在水果品质无损检测中的应用

传统的近红外光谱分析法和可见光图像技术应用于水果品质无损检测中存在的检测区域小、检测时间长、仅能检测表面情况等局限性。高光谱图像技术结合光谱技术与计算机图像技术两者的优点,可获得大量包含连续波长光谱信息的图像块,其图像信息可检测水果的外部品质,光谱信息则可用于水果内部品质的检测,达到根据水果内、外部综合品质进行分类的目的。根据不同的采集设备,简介了两种获得高光谱图像的方法。综述了国内外将该技术应用于水果品质检测方面的研究进展,检测内容包括外观品质、损伤与缺陷,成熟度和坚实度,含糖量、含水率等内部品质,着重介绍了各高光谱图像的成像波段范围、分辨率、成像源,实验数据处理的方法以及实验结果等。根据综述所得提出了高光谱图像技术应用中需要解决的光谱降维、降低样品差异影响和实时检测平台搭建等问题。     

基于核函数支持向量回归机的耕地面积预测

科学预测耕地保有量是耕地保护的基础,对缓解用地矛盾、保证粮食安全具有重要指导意义。为探讨不同核函数支持向量回归机(support vector regression,SVR)对耕地面积预测的影响,该文以惠州市为例,分别采用多元回归、BP神经网络及3种不同核函数SVR建立耕地面积预测模型并进行对比试验。预测结果精度分析显示,RBF核函数SVR预测结果平均相对误差为0.54%,均方根误差为0.007,精度最高;Sigmoid核函数SVR预测结果对应误差分别为1.12%及0.012,精度次之;多项式核函数SVR预测结果对应误差为分别为2.71%及0.032,高于BP神经网络模型,但低于多元回归模型。研究表明,在现有3种常用核函数SVR耕地面积预测模型中,基于RBF核函数SVR模型预测能力最强,其次是sigmoid核函数;而多项式核函数则效果较差。     

蔬菜嫁接机夹苗机械手机构设计及仿真

为了提高生产率和生产质量,设计了以黄瓜为穗木、南瓜为砧木、贴接法为嫁接方法的嫁接机。夹苗机械手是嫁接机的关键部件之一,其结构和性能参数直接影响嫁接机的工作速率和嫁接成功率。依据对嫁接过程中机械手的动作分析和秧苗的物理机械特性,设计了夹苗机械手的机构,并用SolidWorks软件建模,用COSMOSMotion进行了动态仿真分析,绘制了内外指的夹苗点轨迹,研究结果表明设计合理、可行。     

活塞式挤奶机节拍比与真空时相比测试研究

挤奶机的节拍比、最大和最小真空时相比是影响挤奶机正常工作、挤奶速度、乳牛健康等的因素，该文利用电测技术，分别在空载和带载两种状态下，测试和分析研究了活塞式挤奶机的节拍比、最大真空时相比和最小真空时相比，通过测试分析表明，所研究活塞式挤奶机的节拍比、最小真空时相比、最大真空时相比均不完全满足标准规定值。     

气浮机对高位池养虾水质的调控效果

为了探索气浮机在对虾高位池系统中的调控效果,该文利用2口高位池对射流式气浮机对养虾水质和养殖生物的影响进行了研究,试验结果表明:气浮机在对虾养殖试验中取得了显著的调控效果,试验组虾池40 d平均氨氮浓度(0.052±0.012)g/m3比对照组虾池(0.14±0.025)g/m3显著降低了0.088 g/m3、40 d平均亚硝氮浓度(0.0004±0.0001)g/m3比对照组虾池(0.004±0.001)g/m3显著下降了0.0036 g/m3、40 d平均溶解氧质量浓度(7.5465±0.3222)g/m3比对照组虾池(6.5398±0.2843)g/m3显著升高了1.007 g/m3,试验组虾池40 d平均弧菌总数(3553±1873)cfu/mL显著低于对照组(4907±1858)cfu/mL,试验组虾池40 d平均荧光菌(3±1.86)cfu/ml,显著低于对照组(9±2.14)cfu/mL,试验组虾池在60 d时凡纳滨对虾体质量(5.97±0.67)g大于对照组(5.53±0.61)g,差异显著。     

不同砧木嫁接黄瓜蜡质合成基因表达分析及其miRNA预测

为研究不同砧木嫁接中黄瓜果实蜡质合成相关基因的表达量变化,本试验以3461黄瓜为接穗,黑籽南瓜和白籽南瓜为砧木,研究黑籽南瓜嫁接株、白籽南瓜嫁接株和自根苗不同果实生长时期(开花前2 d、开花当天、开花后4 d、开花后6 d、开花后8 d)中蜡质合成基因(Cs CER1、Cs CER3、Cs CER4、Cs CER6、Cs CER8、Cs CER10)的表达变化,并利用RNAhybrid、psRNATarget及RegRNA软件对调控这6个蜡质基因的microRNA(miRNA)作出预测。结果表明,不同砧木嫁接处理中蜡质基因表达差异主要体现在开花后4 d的果实中,Cs CER1、Cs CER3、Cs CER6、Cs CER8、Cs CER10基因在黑籽南瓜嫁接株中的表达量明显高于白籽南瓜嫁接株和自根苗。miRNA预测结果显示,cme-miR164可能调控Cs CER1、Cs CER3、Cs CER4、Cs CER6和Cs CER10基因,cme-miR168可能调控Cs CER3、Cs CER4、Cs CER6和Cs CER10基因,cme-miR390可能调控Cs CER6、Cs CER8和Cs CER10基因。推测Cs CER1、Cs CER3、Cs CER6、Cs CER8、Cs CER10这5个基因与黑籽南瓜嫁接导致的蜡质含量增加密切相关,cme-miR164、cme-miR168和cme-miR390可能参与调控黄瓜蜡质合成。本研究结果为探究嫁接导致蜡质含量变化的机制提供了新的理论依据。