图像处理识别玉米品种的特征参数研究

该文以中国普遍种植的黄玉米为研究对象,通过对不同品种玉米籽粒数字图像信息的分析对比,发现玉米籽粒白色部分(胚部)与黄色部分(冠部)的面积、颜色等信息可以作为识别玉米品种的特征。采用基于支持向量机的遗传算法结合SPSS统计软件进行试验验证,得出玉米籽粒白色部分与黄色部分的面积比例、黄色部分的蓝色分量与饱和度在玉米品种识别方面具有显著价值。

排种监测传感器的试验研究

提出了排种检测光电传感器的覆盖率问题 ,并利用红光半导体激光二极管 (RL D)和硅光电池构造了一种高覆盖率的排种传感器。通过两片平行对置的平面镜多次反射 RL D发射出的激光束 ,在排种管的检测截面形成激光束栅格。试验表明 ,本传感器对不同体积的种子都有相当高的检测准确率 ,可用于玉米、大豆的排种计数 ,也可用于玉米、大豆、小麦。

玉米精播机排种监测报警装置

充分考虑田间作业条件 ,开发了基于数字集成电路的 4行玉米精播机排种监测报警装置。从电路功能上解决了报警逻辑、时间选择、监测行设置等问题 ;考虑田间作业环境 ,设计了具有防雨性能的传感器外壳、传感器在排种通路的安装结构、与主机的连接方式以及整个装置的供电方案等。设计了具有突出抗尘性能的传感器。田间使用结果表明 ,该装置能够适应田间工作环境 。

光电传感器抗尘性能量化技术与应用

借鉴感光材料行业的感光测定方法 ,将标准光楔作为光电传感器抗尘性能的量化测量工具 ,把光学密度值作为光电传感器抗尘性能的量化指标。分析了直射光、漫射光的差异 ,设计了具体测量方案 ,提出了抗尘指数的概念。

播种机多项性能检测及图形打印装置

开发了一种基于 80 31单片机的播种机多项性能检测装置。该装置具有脉冲计数、统计计算、显示打印等功能。结合不同的传感器 ,可以完成播种机排种均匀度和排种数、排种器轴的转速、拖拉机前进速度、播种机地轮滑移以及拖拉机驱动轮滑转等多项检测。速度检测能够打印曲线 ,排种检测除能打印统计数据外 ,还能够以点阵图形打印出种子在种沟分布的田间效果模拟图。

基于支持向量机的玉米品种识别

选取郑单958、辽单565、京科25玉米品种作为研究对象,从玉米籽粒的数字图像中提取与玉米籽粒的颜色、形状、尺寸等有关的6个形态结构参数,利用支持向量机(SVM)算法进行训练识别,同时与BP人工神经网络(NN)方法进行比较,结果表明,SVM算法识别效率较高,达到92.3%。

基于机器视觉的多个玉米籽粒胚部特征检测

为了利用机器视觉进行多个玉米种子品种的自动识别,该文提出了一种针对多个玉米籽粒进行胚部检测的方法。该方法基于阈值分割和形态学,在RGB空间,采用自动屏蔽0值像素的大津法(Otsu法),根据B分量值对多粒玉米籽粒扫描图像进行分割,并采用改进的开闭运算对分割后的图像进行修整,最终得到多个玉米籽粒胚部区域。以4个黄玉米品种各45个籽粒为实验对象,以此方法进行胚部检测,为了验证所得胚部区域有效,提取胚部区域面积、周长分别与手工测量的面积、周长进行线性回归分析,R^2的均值分别达到0.9834、0.9578;进一步提取所得胚部区域的形状参数,进行聚类识别,不同品种间的差距值反映了不同品种胚部视觉效果上的差异大小,4个品种中1种识别率为97.8%,其余3种均为100%;多个玉米胚部检测较每个籽粒单独处理的效率提高了29.59%。试验结果表明本文提出的多个玉米籽粒胚部检测方法可行。此研究结果为进一步研究玉米籽粒的胚部特征提供了有利条件,也为实现玉米品种的快速准确分类提供了参考。

平养蛋鸭种蛋智能收集和标记系统设计与试验

目前平养蛋鸭只能采用家系选育法而不能采用个体选育法,这是因为在平养条件下很难实现蛋鸭与所产蛋的准确对应。蛋鸭家系选育法的主要缺点是复杂,劳动强度大,准确度低,严重影响选种的精度和效率。在平养环境下实现蛋鸭个体选育法的关键在于找到一种智能化无应激的精确识别和标记蛋鸭个体与其所产种蛋的方法。该文以蛋鸭为研究对象,提出了一种新型的平养蛋鸭种蛋智能收集和标记系统设计框架,给出了上位机和下位机的组网拓扑图和逻辑控制算法。该系统采用射频技术和光电传感器技术融合,实现了蛋鸭产蛋个体的准确识别,识别正确率为100%。利用非接触式喷码打印技术将蛋鸭个体编号信息记录在其所产种蛋蛋壳上,解决了蛋鸭个体与所产鸭蛋对应关系的无应激自动记录难题。设计并实现了集种蛋收集和标记于一体的新型集蛋装置。该装置由集蛋区、调整区和喷印区3部分组成。集蛋区采用梯形凹槽结构和EVA海绵弹性触面设计,消除了种蛋在加速滚落过程中积累的动能,种蛋的破损率低于1%。调整区采用滑触式种蛋姿态导向设计,种蛋姿态调整的合格率达到了99.80%,保证了蛋壳长轴截面作为喷印面,使喷印的字符最大程度保持完整性。喷印区采用连续式油墨喷码机完成蛋鸭个体与种蛋对应关系的标记,喷码标识清晰可读合格率为98.2%。该研究可为蛋鸭生产过程中个体产蛋行为分析和种蛋信息的自动收集提供参考。

一种基于标准白板的颜色校正方法

本研究提出了一种基于标准白板的颜色校正方法。首先制作一块标准白板。在标准色温下拍摄附带标准白板的景物,得到标准图像,通过程序统计出图像中白板区域的RGB三色的各自均值,作为颜色校正的基准值。同样,得到在非标准色温下白板区域的RGB三色的各自均值。两组值相比较,得到非标准图像RGB三色各自的校正系数,然后按此系数对整个图像的每个象素进行校正。试验结果表明,校正图像与标准图像不仅在视觉上可达到一致,并且在数值上也能达到基本一致,该方法通过计算机编程来实现简单实用,快速准确。

基于玉米胚部特征参数优化的玉米品种识别研究

为了提高玉米品种自动识别的可靠性,本文对表征品种的胚部特征参数进行了优化研究。采用区域生长法从玉米种子图像中分割出胚部区域,提取该区域的8个形状、6个颜色和6个纹理特征参数;定义了这些特征的类间和类内差异度计算公式,以便量化特征参数的有效性;结合改进的K-均值聚类算法,获得胚部形态的最优特征参数集。通过5个玉米品种各180粒的识别结果得知:玉米胚部特征参数在品种识别中作用显著,单纯基于胚部的优化特征参数集就可使其平均识别率达88%。本研究成果可为玉米品种自动识别开辟一条新思路。

红外热成像技术在作物胁迫检测方面的应用

红外热成像技术是通过接收事物自身的分子及原子无规则运动产生的热辐射后,对事物进行成像的一种机器视觉技术。目前,国内外均在红外热成像方面做了较深入的理论方法研究。为此,简要地概括了红外热成像技术的原理,介绍了该技术在农业上的应用,并从作物病害胁迫检测、水分胁迫分析、冻害胁迫分析3个方面,具体说明了红外热成像技术在作物胁迫检测方面的研究现状。最后,通过总结热红外技术的特点及优势,对未来该技术在作物检测方面的研究方向进行了展望。

玉米籽粒的特征选择算法--基于支持向量机与遗传算法

在基于数字图像的玉米品种自动识别的研究中,寻找对识别贡献大的新特征项,对玉米品种识别率的提高具有十分重大的意义。把遗传算法和支持向量机算法相结合,设计了具体的基于支持向量机和遗传算法的玉米籽粒特征选择算法,利用这种算法优选提取出的玉米籽粒特征,从玉米籽粒的胚部和冠部的颜色特征与形状特征中找出了对玉米品种识别贡献较大的新特征。

新型缝隙式小麦气吸排种器的设计

针对圆管孔眼式小麦气吸排种器的孔眼易堵塞和种子易破损的问题,设计开发了一种新型缝隙式小麦气吸排种器。该排种器采用了缝隙吸种,缝隙宽度为0.25～0.35mm,种子在吸力作用下沿缝隙周向排列,随着排种器的转动被连续排出,实现了均匀播种,播种均匀性变异系数为36%;采用了插入缝隙的投种片排种,缝隙不会堵塞,种子不易破损。田间试验表明:该排种器有效地解决了排种器的孔眼易堵塞和种子易破损等问题,工作可靠,为小麦等小粒作物的精密播种提供了技术支持。

一种双轮测量农机具行进速度和距离的装置

介绍了一种基于光电编码器的双轮测量装置。通过对采集到的双路信号进行实时的最优化处理,可以有效削弱地表不平带来的波动影响,以获得农机具准确的行进速度及距离。通过大量试验证明,用该装置所测得的结果具有更高的价值和可靠性。

茶园天气信息采集与无线发送装置设计

基于单片机和GSM技术,开发了用于茶园防霜的天气参数采集与无线发送的新型装置。其硬件系统由AT89C52单片机、A/D转换器、TC35i GSM模块、RAM数据存储器、键盘显示器、微型打印机、天气参数传感器及电源等组成。软件采用汇编语言编制,主要功能包括:系统设置、短信接收和发送、数据采集存储和查询、结果显示及打印管理等。该装置能实现可靠的天气信息实时采集和无线传送,可用于茶园小气候的监测和晚霜冻害预警及控制。

倒挂式圆管气吸玉米免耕精密播种机的研制

根据我国当前玉米播种机械的现状,为适应玉米播种精密化作业的要求,需要研制一种结构简单、成本低的新型气吸式精密播种机。为此,以垂直圆盘气吸式精密播种机为基础,介绍了一种圆管式玉米免耕精密播种机的结构、工作原理和主要创新特点。该机采用倒挂的圆管结构作为排种器,能有效解决传统圆盘式气吸排种器的缺点,具有质量小、结构简单、操作方便、经济性好及田间通过性好等优点,具有推广和理论价值。

基于ZigBee的农田信息采集传输系统设计研究

为了提高农业管理的网络化和智能化水平,降低农田管理工作量,完成了基于ZigBee无线传感器网络的农田信息采集传输系统的设计,着重讲解了系统总体结构、硬件设计和部分软件设计。该系统能够快速、可靠地对农田信息进行远程采集和传输,对精细农业的发展具有重要意义。

玉米精播机圆管式气吸排种装置试验研究

提出了一种适用于玉米精播机的圆管式气吸排种装置,介绍了结构和原理。通过实验研究分析了吸种管转速、吸种孔孔径和真空度对排种效果的影响。与目前普遍采用的垂直圆盘气吸排种器相比,圆管式气吸排种装置结构简单、转动力矩小,可降低滑移率,简化了气路结构,减少了气压损失环节,可以降低负压风机功率。

模糊控制技术在节水灌溉中的应用

根据灌溉系统不易建立精确数学模型的特点,设计了基于模糊控制技术的智能灌溉控制系统。系统以土壤水分误差为输入,以灌溉时间长度为输出,通过对输入变量的模糊化、模糊推理和模糊决策,获得了作物的灌溉时间长度。信息的采集、传输、接收与执行由Jennic公司的无线湿度传感器和DZK201电动阀门控制器完成,使每个节点便于安装部署,免去了有线接入的繁琐过程,降低了成本。

倒挂式圆管气吸玉米免耕精播机的试验研究

针对目前圆盘气吸式播种机存在的气道结构庞杂、风压损失大、动力损耗大的缺陷;以圆管气吸式排种装置为基础研制的倒挂气吸式玉米精密播种机。通过播种机的排种试验测得播种机排种负压值3.8 k Pa、漏播指数3.75%、重播指数8.33%、粒距合格率87.5%、合格粒距变异系数25.7、播种深度平均值42.76 mm、播深合格率87%。与2BYQFH-4垂直圆盘气吸播种机相比,气道结构简单、所需动力小,简化排种器结构,减少气压损失环节,降低风机功率;相关技术指标均达到国家标准,种子破损率低、播深一致、排肥稳定、播种均匀、可实现单粒精密播种。