基于双目视觉和改进YOLOv8的玉米茎秆宽度原位识别方法

[目的/意义]玉米茎秆宽度是影响玉米抗倒伏能力的重要指标。玉米茎秆宽度测量存在人工采集过程繁琐、设备自动采集识别精度误差较大等问题,研究一种玉米茎秆宽度原位检测与高精度识别方法具有重要应用价值。[方法]采用ZED2i双目相机并将其固定在田间获取实时的玉米茎秆左目和右目图片,对原始图片进行数据增强,使用YOLOv8对玉米茎秆进行识别,再通过多次增加注意力机制(Coordinate Attention,CA)模块,和替换损失函数(Efficient IoU Loss,EIoU)的方法,进一步提高玉米茎秆的识别精度,然后通过对玉米茎秆的三维重建,获取识别框边界点在世界坐标系下的三维数据,通过距离公式计算出茎秆宽度。最后对改进后的YOLOv8模型与YOLOv8原模型、YOLOv7、YOLOv5、Faster RCNN、SSD进行对比,验证模型的识别准确性和识别精度。[结果和讨论]改进后的YOLOv8模型的查准率P、查全率R、平均精确率mAP_(0.5)、平均精确率mAP_(0.5∶0.95)分别达到了96.8%、94.1%、96.6%、77.0%,玉米茎秆宽度原位检测宽度计算的线性回归决定系数R~2,均方根误差RMSE和平均绝对误差MAE分别为0.373、0.265和0.244 cm,可满足实际生产对玉米茎秆宽度测量精度的要求。[结论]本研究提出的基于改进YOLOv8模型的玉米茎秆宽度原位识别方法可以实现对玉米茎秆的原位准确识别,很好地解决了目前人工测量耗时费力和机器视觉识别精度较差的问题,为实际生产应用提供了理论依据。

加筋率对稻秸秆加筋土开裂特性的试验研究

针对花岗岩残积土边坡生态防护采用的稻秸秆加筋土,通过室温与模拟日照条件下的加筋土开裂试验研究稻秸秆加筋率对土体开裂性能的影响规律,结果表明:室温条件下稻秸秆加筋率为0.3%,0.4%和0.5%的试样均未发生开裂;模拟日照条件下加筋土试样开裂过程按裂缝宽度发展速度可分为缓慢发展Ⅰ、快速发展Ⅱ、缓慢发展Ⅲ和稳定发展Ⅳ4个阶段,快速发展阶段加筋率0%,0.4%,0.5%的试样均完成70%以上的裂缝开裂宽度,加筋土样含水率呈现出快—慢—快—慢的变化过程,而裂缝宽度呈现快—慢—稳定的变化过程,稻秸秆对试样具有保湿作用,但加筋率过多会导致土样中的空隙增大,为水分蒸发提供通道;稻秸秆加筋土开裂的界限加筋率应为0.3%,其结果可为稻秸秆加筋土生态防护设计提供借鉴。

香蕉枯萎病对香蕉苗期生长的影响

为了明确香蕉枯萎病菌对香蕉苗期生长的影响,模拟3种病菌侵染途径(带菌土壤、带菌香蕉苗、带菌土壤与带菌香蕉苗),及中低高3种带菌浓度(10、103、106CFU/mL)监测香蕉枯萎病菌4号生理小种(FOC 4)对香蕉苗期茎围、株高、叶片长宽等生长指标的影响,并进行统计分析。结果表明,在接种后第64 d,所有处理香蕉苗的茎围、株高、叶片长宽增长均与空白对照差异显著;在一定范围内,接菌浓度越大,香蕉苗的茎围、株高、叶片长宽生长就越慢,甚至停止生长;接菌浓度低至10 CFU/mL(带菌香蕉苗)依然能使蕉苗发生香蕉枯萎病;90%香蕉苗被香蕉枯萎病菌侵染后叶片出现畸形。

省沽油果实性状表型多样性分析

[目的]了解省沽油果实性状表型多样性变异规律。[方法]对河南桐柏县、湖北大悟县和安徽石台县省沽油各生长和结实性状进行调查分析,并对省沽油果柄长、果长、果宽、果厚和每果实种子数等指标的表型变异模式进行探讨。[结果]结实性状变异幅度较大的是每果序果实数和每果实种子数,其次是果厚,种子百粒重,果长和果宽相对较小。方差分析表明,省沽油果柄长、果长、果宽、果厚种源间差异均达到显著水平。方差分量分析表明,省沽油各性状种源间方差分量(0.14%~9.10%)均小于种源内个体间(4.92%~40.55%)。[结论]在对省沽油结实性状进行选择时种源内的单株选择具有较好的选择效果。