基于优化Transformer网络的绿色目标果实高效检测模型

果园环境中,检测目标果实易受复杂背景、果实姿态和颜色等因素影响,为提高绿色目标果实检测的精度与效率,满足果园智能测产和自动化采摘要求,本研究针对不同光照环境和果实姿态,提出一种适于样本数量不足的绿色目标果实高效检测模型。该模型采用优化Transformer结构,首先借助卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)网络提取图像特征;然后输入编码-解码器生成一组目标果实预测框,最后通过前馈神经网络(Feed-forward Network,FFN)结构预测检测结果。在训练过程中,引入重采样法扩充样本数量,解决样本数量不足问题;引入迁移学习,加速网络收敛。分别制作苹果、柿子数据集用于模型训练。试验结果表明,经迁移学习后该模型训练效率大幅提高;与流行的目标检测模型相比,优化后的模型在检测绿色柿子与绿色苹果时,精度分别为93.27%和91.35%。该方法可为其他果蔬绿色目标检测提供理论借鉴。     

红肉火龙果新品种‘金都1号’

 ‘金都1号’火龙果是从中南美洲火龙果原种（Hylocereus costaricensis）与红肉种（H. polyrhizus）的杂交后代中选育出的新品种。果实短椭圆形,平均单果质量572.5 g,果肉深紫红色,可溶性固形物含量21.2%,可食率78.8%,味清甜,有玫瑰香味,品质优。生长健壮,易成花,自花亲和性好,丰产稳产性好,不易裂果,适宜在广西桂南及华南气候相似地区种植。     

农业机器人自主导航改进自适应滤波控制器研究

为提高导航精度与控制精度,对农业机器人的自主导航控制进行研究。结合Sage-Husa自适应滤波与强跟踪卡尔曼滤波两种算法优点,利用严格收敛判据,设计了改进的自适应卡尔曼滤波算法。新算法保证了系统的实时性和稳定性,且具有更好的滤波精度。利用变结构切换方法来阻止PID控制器积分饱和现象,有效解决了控制器过饱和问题。将改进的自适应滤波算法与变结构PID控制器相结合,可提高导航系统的稳定性和精度。对所提理论进行仿真与试验,结果表明该方法大幅度提高了滤波器抑制发散的能力和导航的控制精度。     

沙冬青种子总黄酮活性成分分析及对小鼠免疫功能的影响

本研究旨在通过高效液相色谱-质谱联用（LC-MS）和高效液相色谱（HPLC）技术对沙冬青种子总黄酮主要活性成分进行分析及含量测定,并探索沙冬青种子总黄酮对小鼠免疫功能的影响。采用LC-MS分析沙冬青种子总黄酮主要活性成分,在HPLC优化条件下用标准品对主要活性成分的含量进行测定;采用MTT法和ELISA试剂盒检测沙冬青种子总黄酮对小鼠脾淋巴细胞增殖和IL-2、IL-4生成的影响,以及总黄酮对肝脏KCs细胞的增殖和NO、NOS含量的影响;运用定量溶血分光光度法和血清溶血素HC₅₀测定法检测不同浓度沙冬青种子总黄酮对小鼠抗体生成细胞和血清溶血素的影响。结果显示,沙冬青种子总黄酮中主要活性成分为芒柄花素、7,3'-二羟基-4'-甲氧基黄酮、黄豆黄素和穗花杉双黄酮,其中,芒柄花素含量高达52.48%,其次为7,3'-二羟基-4'-甲氧基黄酮,含量为11.20%。在2.5~100 μg/mL总黄酮作用下,沙冬青种子总黄酮对脾淋巴细胞的增殖和细胞因子的产生具有明显的促进作用,尤其在20 μg/mL时脾淋巴细胞增殖率和IL-2的分泌量分别高达217.62%和159.661 pg/mL,与空白对照组相比差异极显著（P<0.01）;在40 μg/mL时,脾淋巴细胞IL-4的分泌量高达149.274 pg/mL,极显著高于空白对照组（P<0.01）。沙冬青种子总黄酮对KCs细胞的增殖及NO和NOS分泌也具有明显促进作用,在60 μg/mL时,与空白对照组相比,KCs细胞增殖率达67.77%,NO和NOS的分泌量分别达180.106和29.942 μmol/L（P<0.01）。此外,沙冬青种子总黄酮能明显促进小鼠体内抗体生成细胞和血清溶血素含量的增加。综上表明,沙冬青种子总黄酮主要活性成分为芒柄花素和7,3'-二羟基-4'-甲氧基黄酮。沙冬青种子总黄酮对小鼠免疫活性细胞的增殖、相关免疫细胞因子和抗体的产生与释放等都具有显著的促进作用。     

芒柄花素对免疫抑制小鼠免疫功能影响的研究

本研究旨在探讨芒柄花素对免疫抑制小鼠免疫功能的影响。将100只昆明种小鼠随机分为5组：空白对照组、免疫抑制组、试验Ⅰ组、试验Ⅱ组和试验Ⅲ组,每组20只（雌雄各半）,采用灌胃法给药。试验期28 d,试验1~7 d,对照组小鼠灌胃0.6 mL生理盐水,其余各组小鼠均灌胃0.6 mL 40 μg/g体重环磷酰胺（CTX）;试验8~21 d,试验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组小鼠分别灌胃0.6 mL 50、150、250 μg/g体重芒柄花素溶液,空白对照组与免疫抑制组灌胃0.6 mL生理盐水。试验结束后,测定小鼠脏器指数（胸腺、脾脏）、血清溶血素及IL-2、IL-4含量。采用免疫组化法检测小鼠胸腺、脾脏CD3和CD20阳性淋巴细胞,肝脏CD68阳性KCs细胞。结果表明,环磷酰胺可成功复制小鼠免疫抑制模型。不同剂量芒柄花素均能提高免疫抑制小鼠胸腺和脾脏指数、血清溶血素及血清IL-2和IL-4含量,尤其当芒柄花素灌胃剂量为150 μg/g体重时效果最为明显,与免疫抑制组差异极显著（P<0.01）。免疫组化分析结果显示,不同剂量芒柄花素均可提高免疫抑制小鼠胸腺和脾脏CD3阳性T淋巴细胞及CD20阳性B淋巴细胞数量,并促使肝脏CD68阳性KCs细胞增殖,也以试验Ⅱ组效果最显著,与免疫抑制组差异极显著（P<0.01）。综上,芒柄花素可促进小鼠相关淋巴细胞增殖和细胞因子的释放,进而增强机体体液免疫和细胞免疫功能,并可明显促进肝脏固有吞噬细胞KCs增殖。     

仿生消化系统模拟鸡饲料消化的适宜水解时间的研究

本试验旨在通过探讨基于仿生消化系统的酶法条件下蛋鸡各模拟消化阶段的适宜水解时间,为鸡饲料酶学生物学效价评定方法中模拟消化过程的设计提供参考.采用单因素完全随机设计,其中胃消化期的水解时间设6个处理,即1、2、3、4、5和6 h,小肠消化期的水解时间设3个处理,即12、15和18 h.每个处理5个重复,每个重复1根消化管.分别测定不同消化时间条件下,饲粮的干物质消化率和酶水解物能值.结果表明,在胃模拟消化期,玉米-豆粕型饲粮和玉米-豆粕-棉籽粕型饲粮经4、5、6 h消化后干物质消化率和酶水解物能值均无显著性差异(P>0.05),且显著地高于1、2、3 h消化的相应值(P<0.05).在小肠模拟消化期,玉米-豆粕型饲粮12、15、18 h的干物质消化率差异不显著(P>0.05),但12 h的酶水解物能值与15、18 h的酶水解物能值存在显著性差异(P<0.05).而玉米-豆粕-棉籽粕型饲粮的干物质消化率与酶水解物能值从12 h到15 h均显著升高(P<0.05),当消化时间从15 h延长至18 h,其干物质消化率与酶水解物能值均无显著性差异(P>0.05).综合上述结果,胃模拟消化期的适宜消化时间以4 h为宜,小肠模拟消化期的适宜消化时间以15 h为宜.     

The recognition of apple fruits in plastic bags based on block classification

The recognition of apple fruits in plastic bags is easy to be affected by reflected and refracted light. In order to weaken the influence of light, a method based on block classification is proposed. The method adopts watershed algorithm to segment original images into irregular blocks based on edge detection results of R–G grayscale images firstly. Compared with the watershed algorithm based on gradient images, the segmentation method can preserve fruits edge and reduce the number of blocks by 20.31%, because graying image method, R–G, filters most of leaves and edge detection operator insures that the edge of fruits are detected accurately. Next, these blocks are classified into fruit blocks and non-fruit blocks by support vector machine on the basis of the color and texture features extracted from blocks. Compared with the image recognition method based on pixel classification, the proposed method can restrain the interference of light caused by plastic bags effectively. The false negative rate (FNR) and false positive rate (FPR) of the method based on pixel classification are 21.71 and 14.53% respectively. The FNR and FPR of the proposed method are 4.65 and 3.50% respectively.     

日粮类型及肠液储存条件对鸭空肠液组成与特性的影响

本试验旨在通过研究日粮类型及肠液的体外储存条件对鸭空肠液组成的影响,为人工鸭小肠液的制备提供参考.试验一探讨日粮类型对鸭空肠液组成的影响,采用完全随机设计,将36只安装有空肠T型套管的成年公鸭随机分成2组,每组6个重复,每个重复3只鸭,分别饲喂玉米-豆粕型日粮和玉米-豆粕-菜粕-棉粕型日粮,试验期35 d.试验二利用2×3(2个储存温度:-20和-70℃,3个储存时间:30、60和90 d)完全随机设计,研究鸭空肠液有效生物学活性的适宜储存条件.结果表明,2种日粮条件下鸭空肠液在胰蛋白酶、糜蛋白酶的活性及Mg2+和Cl-浓度上有显著差异(P<0.05),而在淀粉酶和脂肪酶活性,K+、Na+和Ca2+浓度及pH上无显著影响(P>0.05).肠液的储存温度对鸭空肠液的pH有显著影响(P<0.05),而对消化酶活性无显著影响(P>0.05).肠液的储存时间对玉籽豆粕-菜粕-棉粕型日粮条件下鸭空肠液胰蛋白酶和淀粉酶活性以及2种日粮条件下空肠液pH有显著或极显著影响(P<0.05或P<0.01).由此可见,日粮类型是影响鸭空肠液生物学特性的主要因素之一,储存条件对鸭空肠液生物学特件的影响因日粮类型的不同而有所差异.     

复杂环境下柿子和苹果绿色果实的优化SOLO分割算法

为了实现果园复杂环境下柿子和苹果绿色果实的精准分割,该研究提出了一种基于SOLO的绿色果实优化分割算法。首先,利用分离注意力网络（ResNeSt）设计SOLO算法的主干网络,用于提取绿色果实特征;其次,为更好地应对绿色果实特征的多尺度问题,引入特征金字塔网络（Feature Pyramid Networks,FPN）,构造ResNeSt+FPN组合结构;最后,将SOLO算法分为类别预测和掩码生成2个分支,类别预测分支在预测语义类别的同时,掩码生成分支实现了对绿色果实的实例分割。试验结果表明,优化SOLO分割算法的平均召回率和精确率分别达到94.84%和96.16%,平均每张绿色果实图像在图形处理器（Graphics Processing Unit,GPU）上的分割时间为0.14 s。通过对比试验可知,优化SOLO分割算法的召回率分别比优化掩膜区域卷积神经网络算法（Optimized Mask Region Convolutional Neural Network,Optimized Mask R-CNN）、SOLO算法、掩膜区域卷积神经网络算法（Mask Region Convolutional Neural Network,Mask R-CNN）和全卷积实例感知语义分割算法（Fully Convolutional Instance-aware Semantic Segmentation,FCIS）提高了1.63、1.74、2.23和6.52个百分点,精确率分别提高了1.10、1.47、2.61和6.75个百分点,分割时间缩短了0.06、0.04、0.11和0.13 s。该研究算法可为其他果蔬的果实分割提供理论借鉴,扩展果园测产和机器采摘的应用范围。     

基于IPSO-UKF的水草清理作业船组合导航定位方法

在河蟹养殖水草清理过程中,为降低养殖户劳动强度和提高导航定位精度,研究结合DGPS和视觉导航的优点,设计一种用免疫粒子群算法(IPSO)来优化无迹卡尔曼滤波(UKF)的组合导航定位方法,并应用于水草清理作业船。首先通过建立组合导航模型,得到系统的状态方程和量测方程;为解决UKF对导航模型滤波存在的发散问题,再通过粒子群算法(PSO)优化UKF,并引入免疫算法避免PSO的早熟现象;最后得到滤波后新的位置坐标。为获取视觉信息,对采集的图像采用相应的图像处理技术确定导航路径。导航实验结果表明,所提方法相比DGPS导航和组合导航,纬度误差分别下降22.69%、9.14%,工作时间分别减少4.77%、4.32%,进一步提高了作业船工作效率。