基于蚁群-BFS算法的复杂环境下农业机器人全区域覆盖研究

目的 以路径重复率为优化目标解决农业机器人在数字生态农场中的全区域覆盖问题。方法 首先,将栅格地图中的障碍物进行膨胀处理,在此基础上进行矩形分区以及分区合并操作;然后,通过改进的蚁群算法规划分区间的遍历顺序、通过改进的广度优先搜索(Breadth first search, BFS)算法规划分区间终点与起点的衔接路径,从而实现机器人全区域覆盖。2种算法的具体改进方案为：分别通过人工免疫算法与粒子群算法改进遗传算法的选择与交叉算子,并将改进后的选择算子、交叉算子、原遗传算法变异算子与蚁群算法相结合改进传统蚁群算法信息素更新方法;建立动态函数以简化BFS算法规划的路径。结果 仿真结果表明,改进蚁群算法收敛时的迭代次数较传统蚁群算法减少了83.1%,路径长度相比减少了4.8%;由改进的蚁群算法与改进的BFS算法规划的机器人遍历路径重复率是传统蚁群算法和BFS算法的56%,且农业机器人能实现对农田区域的100%覆盖。结论 本研究提供了一种农业机器人在复杂环境的数字生态循环农场中进行全遍历覆盖的解决方案。     

基于星基增强精密单点定位的农机自动导航系统开发与测试

目的 开发基于星基增强精密单点定位的农机自动导航系统。方法 以国产雷沃TX1204拖拉机为平台,采用国产星基增强定位板卡的输出数据作为农机位置反馈量,设计位速卡尔曼滤波器对定位数据进行滤波处理,开发预瞄跟随PID路径跟踪控制算法进行导航控制,整定不同行驶速度条件下的模型控制参数,采用地基增强RTK高精度定位接收机输出数据作为参考量,搭建农机自动导航测试系统并开展系统性能测试。结果 在直线跟踪误差方面,所开发的农机自动导航系统平均误差为?0.0009436 m,标准差为0.02452 m,最大误差绝对值为0.08472 m;在邻接行误差方面,平均误差为0.0007128 m,标准差为0.02986 m,最大误差绝对值为0.15444 m。这一精度可满足大部分农机自动导航作业需求。结论 将国产星基增强精密单点定位技术用于农机自动导航是可行的;本文设计的预瞄跟随PID路径跟踪控制模型和提出的不同速度条件下PID参数与前视距离的整定方法,提高了系统对不同速度的自适应能力。     

花椰菜花球产量与其他主要性状的通径分析

以花椰菜BrassicaoleraceaL.var.botrytis白杨品种研究花球产量与其他主要性状的关系并进行通径分析.结果表明,花椰菜生育过程植株、根、茎和叶鲜质量及叶面积均呈单峰曲线增长,叶质量、叶面积、株质量、花球茎直径、花球直径与花球质量存在极显著的正相关,并得出多元线性回归方程:花球质量=0 190×叶质量-0 009×叶面积+0 313×株质量-11 758×花球茎直径+23 828×花球直径-191 439(R2=0 958).通径分析表明植株质量和花球直径对花球质量有直接的显著影响,叶质量、叶面积和花球茎直径则是通过显著影响前二者而间接影响花球质量.     

茶园花蓟马种群数量与茶叶中生化物质关系的数学分析

为明确茶园花蓟马种群数量与茶叶中生化物质的相关性,利用HPLC-ELSD法测定茶叶中生化物质的含量,再通过对茶园9种茶叶上花蓟马的数量进行Pearson相关性分析、通径分析和回归分析得出不同生化物质含量与花蓟马数量关系的密切程度,并进行综合比较与分析。通过Pearson相关性分析得出,花蓟马种群数量与茶叶中糖类含量呈显著正相关,与儿茶素类呈显著负相关;通过通径分析得出,低聚原花青素类与花蓟马的通径系数绝对值最大,其次为糖类和儿茶素类,其中低聚原花青素和糖类的通径系数为正数,儿茶素类为负数;通过回归分析得出,糖类与儿茶素类仍然是与花蓟马数量相关性最显著的2类生化物质。因此,栽植时为了避免花蓟马危害,可以选择糖类含量低或者儿茶素类含量高的茶树种类。研究结果为花蓟马抗虫育种提供了科学依据。     

糯玉米主要农艺性状相关及通径分析

对35个糯玉米材料的11个性状进行了表型相关和通径分析，结果表明：单穗重、生物产量与总产量有密切关系，单穗重对产量的直接作用最大，其次是生物产量。单穗重与生物产量呈显著正相关，净穗重与横径、穗长、轴粗呈(极)显著正相关，苞叶比不是主要性状，横径与轴粗呈极显著正相关。     

晚粳稻米品质性状的综合分析

利用统计分析系统SAS软件，对湖北省主栽晚粳稻品种的稻米品质性状进行了主成分分析和相关分析，并求出了各稻米品质性状对米质综合评分的影响力及回归方程，结果表明：垩白、整精米率、胶稠度是决定米质好坏的3大主要因子，而且它们的变异幅度较大并具有较大的优中选优的潜力。对米质评分影响最大的主成分首先是加工及外观品质因子，其次是粒形因子，最后是蒸煮及营养因子，各稻米品质性状间具有多重的、复杂的相关关系，直链淀粉含量和蛋白质含量高的晚粳米的胶稠度较硬，糙米率、精米率高的晚粳米的蛋白质含量较低，垩白大的米粒较长，米饭较软。     

克里雅河流域于田绿洲土壤酶活性与理化因子相关性分析

选择克里雅河流域于田绿洲为典型样区,以绿洲土、盐渍土、棕漠土及风沙土为对象,分析了4种土壤酶活性和9种理化因子的特征,结合通径分析讨论了土壤酶活性与理化因子的关系。结果表明,绿洲土土壤酶活性和养分含量显著高于其他类型,风沙土最低;绿洲土土壤水分含量最大,盐渍土、棕漠土和风沙土次之;风沙土容重最高,盐渍土、棕漠土和绿洲土次之;各土壤类型盐渍化程度均较高,pH值差异不显著,均表现为弱碱性;地下水埋深在各土壤类型间的变化范围较大。通径分析显示,土壤水分、容重、有机质、全氮、地下水埋深与4种土壤酶活性均有显著的相关关系,有效磷对碱性磷酸酶有极显著影响。有机质是影响过氧化氢酶活性的最主要因子,同时容重对过氧化氢酶活性亦有较大的直接正效应,影响蔗糖酶活性的主要因子是有机质,全氮是影响脲酶活性的主要因子。     

酥梨产量构成因素的通径分析

两年定树调查测定44株次的酥梨产量及其相关的树高/冠径、花芽数、总果数、座果率、枝/果,叶面积系数、每果叶面积、平均单果重等8个性状。应用逐步回归法逐个别除对于产量没有显著线性效应的性状,得到包括总果数、每果叶面积和平均单果重在内的最优多元线性回归方程。再对入选的各个主要性状进行通径分析,明确其对产量构成的直接和间接效应。结果说明,提高酥梨单株产量。首先要具有一定的果量,其次是增加平均单果重,再次是维持叶面积与果实的适当比例。在树冠大小基本稳定的情形下,增加每果叶面积会造成果量减少而使产量下降,同时又可提高平均单果重而使产量上升。每果最佳叶面积应是提高平均单果重而使产量的上升量大于因果量减少而使产量的下降量,这样不仅可以增加产量,而且可提高果实的商品竞争力。     

3种水稻食叶性害虫对辽粳454为害经济阈值研究

在沈阳地区中华稻蝗Oxya chinensis、稻螟岭Naranga aenescens Moore和粘虫Mythinna separata是水稻的主要食叶类害虫。以水稻品种辽粳454为材料，进行人工撕叶模拟试验表明，水稻不同生育期叶面积损失率与产量明显相关，且分蘖期叶片受伤害后，具有一定的补偿能力。产量构成因素对产量的途径分析表明，分蘖期对产量贡献最大的千粒重，孕穗期、乳熟期与蜡熟期对产量贡献最大的是有效穗数。在此基础上通过对3种害虫取食量的测定。计算了3种害虫不同龄期的当量系数并制定了经济阈值，田间调查证明，水稻孕穗期是人工进行化学防治的最佳时期。     

杂交稻秧苗形态性状与发根力间的相关和通径分析

通过对杂交稻秧苗形态性状与发根力之间的关系研究发现 :秧苗的形态性状与发根力呈正相关 ,决定发根力的主导性状是≤ 3cm白根数、茎基宽和绿叶数 ;分蘖数对发根力几乎没有直接影响。