基于红外热成像与改进YOLOV3的夜间野兔监测方法

随生态改善,野兔数量增多,对农田与林地的危害日益加重。野兔活动多为夜间,目标小,运动速度快,且出现环境较复杂,监控兔害,需要一种高效智能化的方法。针对野兔活动习性,该文提出了使用红外热成像实时监控,结合改进的YOLOV3目标检测方法对夜间野兔进行检测。根据YOLOV3目标检测网络基本结构提出了一种针对红外图像中野兔的实时检测的网络(infrared rabbit detection YOLO,IR-YOLO),该网络特征提取部分压缩YOLOV3特征提取网络深度,利用浅层卷积层特征以提高低分辨率红外小目标检测精度,降低运算量,网络检测部分使用基于CenterNet结构的检测方式以提高检测速度。使用热成像野外实时采集的夜间野兔图像作为数据集,包括不同距离,尺度,出现环境不同的野兔共计6 000幅红外图像制作训练集与测试集,比例为5:1。试验结果表明,IR-YOLO在红外热成像视频中复杂环境下出现的野兔检测率达75%,平均检测速度51帧/s,相对改进前YOLOV3检测率提高15个百分点,相对改进前YOLOV3检测速度提高5帧/s。相比其他目标检测算法各项检测指标更为优良,检测率方面相对Faster-RCNN与RFCN-RESNET101分别提高45个百分点与20个百分点,检测速度方面相对Faster-RCNN与RFCN-RESNET101分别提高30和与45帧/s。该方法可高效快速地对夜间复杂环境下出现的野兔进行检测,也可广泛应用于夜间对其他类型农业害兽的检测。     

基于增强型Tiny-YOLOV3模型的野鸡识别方法

智慧农业病虫害检测技术发展迅猛,而对农作物具有危害的鸟类检测技术尚处于起步阶段,近年来由于生态改善,野鸡繁殖数量激增,其喜食小麦、玉米、红薯等农作物的种子与幼苗,对农业造成一定危害。该研究提出了一种适宜于嵌入式系统部署的人工智能野鸡识别方法。由于在野外环境下移动平台上部署,需采用轻量级网络,同时保证检测精度与实时性,因此,根据Tiny-YOLOV3轻量级目标检测网络基本结构,提出了一种针对野外复杂环境中出现野鸡的实时检测网络-增强型轻量级目标检测网络(EnhancedTiny-YOLO,ET-YOLO),该网络特征提取部分加深Tiny-YOLOV3特征提取网络深度,增加检测尺度以提高原网络目标检测精度,网络检测层使用基于CenterNet结构的检测方式以进一步提高检测精度与检测速度。使用野外实地采集各种环境下出现的野鸡图像作为数据集,包括不同距离、角度、环境出现的野鸡共计6000幅高清图像制作数据集。试验结果表明,ET-YOLO在视频中复杂环境下出现的野鸡平均检测精度达86.5%,平均检测速度62帧/s,相对改进前Tiny-YOLOV3平均检测精度提高15个百分点,平均检测速度相对改进前Tiny-YOLOV3提高2帧/s,相对YOLOV3、Faster-RCNN与SSD_MobileNetV2主流代表性目标检测算法,平均检测精度分别提高1.5、1.1与18个百分点,平均检测速度分别提高38、47与1帧/s。可高效实时地对复杂环境下出现的野鸡进行识别,并且检测模型大小为56 MB,适宜于在农业机器人,智能农机所搭载的嵌入式系统上部署。     

邻苯二甲酸和肉桂酸对沙芥属植物生长及保护酶活性的影响

【目的】研究自毒物质邻苯二甲酸与肉桂酸对沙芥（Pugionium cornutum (L.) Gaertn.）和斧形沙芥（Pugionium dolabratum Maxim.）幼苗生长及保护酶活性的影响,为沙芥属植物自毒机理研究提供依据。【方法】以沙芥和斧形沙芥幼苗为试验材料,分别用0（对照）,0.01,0.1,1和10 mmol/L邻苯二甲酸与肉桂酸溶液进行处理,观测生长指标（叶和根的长度及其干、鲜质量）和抗氧化指标（过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）活性及丙二醛（MDA）含量）的变化。【结果】邻苯二甲酸、肉桂酸对沙芥幼苗生长的影响均为低浓度促进高浓度抑制,与对照相比,0.01 mmol/L邻苯二甲酸处理沙芥根长显著增加,0.01 mmol/L肉桂酸处理沙芥叶长、根长、根鲜质量和叶干质量均增加。不同浓度邻苯二甲酸、肉桂酸处理斧形沙芥生长均受到抑制。0.1 mmol/L邻苯二甲酸处理沙芥叶、根SOD活性均高于对照,0.01 mmol/L肉桂酸处理沙芥叶SOD活性高于对照。0.1 mmol/L肉桂酸处理沙芥根SOD活性高于对照。邻苯二甲酸处理斧形沙芥叶SOD活性梯度下降,0.1 mmol/L邻苯二甲酸处理斧形沙芥根SOD活性高于对照。肉桂酸处理斧形沙芥叶、根SOD活性均梯度下降。0.01 mmol/L邻苯二甲酸、肉桂酸处理沙芥属植物体内POD、CAT活性均高于对照,而后随处理浓度的增大而逐渐下降。MDA含量随处理浓度的增大而增加,在10 mmol/L邻苯二甲酸和肉桂酸处理下沙芥和斧形沙芥叶、根MDA含量均升高。【结论】邻苯二甲酸、肉桂酸对沙芥生长表现为低促高抑,0.01 mmol/L促进生长,浓度升高则抑制生长;对斧形沙芥的生长均表现为抑制作用。邻苯二甲酸、肉桂酸对保护酶活性均表现为低促高抑,且邻苯二甲酸的抑制作用更强。