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目的 提出一种基于多传感器融合的果园导航方案,解决果园机器人在GPS导航过程中受果树遮挡导致信号弱、定位效果差的问题。方法 通过16线激光雷达采集高精度的三维点云数据,利用Voxel grid filter滤波算法进行点云预处理,降低点云密度并去除离散点,将果树行通过欧几里类算法进行聚类,采用改进的随机采样一致性 (Random sample consensus, RANSAC) 算法拟合出果树行直线,根据平行直线的关系,推算得到导航线,并融合惯性测量单元(Inertial measurement unit, IMU)对果园机器人进行高精度定位。基于差速转向和纯追踪模型进行轨迹跟踪,实现果园机器人在果树行间自主导航以及自动换行的目标。结果 在将激光雷达和IMU的数据进行融合后,获取到果园机器人的准确位姿,当机器人以速度0.8 m/s在果园作业时,对比最小二乘法和传统RANSAC法产生的偏差,基于密度自适应RANSAC法产生的横向偏差不超过0.1 m、航向角偏差不超过1.5°,均为3种方法中的最小值。但当机器人速度增加到1.0 m/s时,各项偏差均明显增大。结论 本文提出的基于多传感器融合的果园机器人导航技术适用于大多数规范化果园,具有重要推广价值。 相似文献
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目的 针对玉米田间路径边界模糊和形状不规则特点,普通的田间导航线提取算法在农业机器人实际应用中会出现偏差过大的问题,本文针对3~5叶期玉米田提出了基于离散因子的相机与三维激光雷达融合的导航线提取算法。方法 首先利用三维激光雷达获取玉米植株点云数据,同时将相机采集的图像利用超绿化算法和最大类间方差法自动获得绿色特征二值图像,然后将聚类分析后的点云数据投影到图像中的目标边框上,构建多传感器数据融合支持度模型进行特征识别,最后拟合所获取特征中心点即为导航基准线。结果 该算法能够很好地适应复杂环境,具有很强的抗干扰能力,单帧平均处理时间仅为95.62 ms,正确率高达95.33%。结论 该算法解决了传统算法寻找特征质心偏移、识别结果不可靠等问题,为机器人在玉米田间行走提供了可靠的、实时的导航路径。 相似文献
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目的 分析退行性腰椎侧凸的传统推拿疗效及其与侧凸方向、Cobb角、顶椎位置等的关系。方法 中老年DLS患者按侧凸方向、Cobb角、顶椎位置分组,采用相同推拿治疗。分析性别、年龄、腰痛时间及治疗前后疼痛视觉模拟评分（VAS）、汉化Oswestry功能障碍指数（ODI）等差异,及其与Cobb角、侧凸方向和顶椎位置的关系。结果 共纳入76例患者,Cobb角（18.30±4.11）°,10°~20°组56例,>20°组20例;左侧凸44例,右侧凸32例;顶椎位置中,上腰椎31例,下腰椎45例。治疗前后Cobb角差异均无统计学意义（t=1.88,P=0.06）,VAS、ODI治疗后均减小（t=24.64、19.37,P<0.01）。Cobb角与腰痛时间具有相关性（r=0.52,P<0.01）,Cobb角、侧凸方向、顶椎位置与VAS、ODI无明显相关性。结论 推拿治疗DLS可缓解疼痛、改善功能,但不能改善Cobb角,侧凸方向、Cobb角、顶椎位置与疗效无关,疼痛时间越长则相应侧凸程度越大。 相似文献
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目的 研究秦皮甲素两种给药途径在大鼠体内的药代动力学。方法 秦皮甲素经大鼠灌胃（ig）和腹腔注射（ip）给药（100 mg/kg）后,采集不同时间点的大鼠血样,采用HPLC测定秦皮甲素在大鼠血浆中的浓度并计算其药代动力学参数。结果 秦皮甲素灌胃给药和腹腔注射给药两种途径的药动学均符合一级吸收一室开放模型,其关键药物动力学参数分别为AUC0→∞=（3.76±0.44） mg·h/L,（149.64±20.71） mg·h/L;Ke=（0.83±0.22）/h,（1.38±0.13）/h;Cmax=（2.63±0.60） mg/L,（164.37±16.94） mg/L;Tmax=（0.17±0.00） h,（0.17±0.00） h;T1/2（ke）=（0.88±0.21） h,（0.51±0.05） h;MRT=（1.69±0.31） h,（0.99±0.06） h。结论 秦皮甲素两种给药途径的主要药动学参数有显著性差异,腹腔注射给药代谢速度较高,可以更加有效地降低血尿酸。 相似文献
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不同植物组合人工湿地中磷去向特征研究 总被引：1，自引：0，他引：1
人工湿地技术是农业面源污染治理的重要技术措施，而磷的去除是污水治理的主要难点。以亚热带丘陵区为研究区域，以农村养殖废水、生活污水及农田排水混合形成复合污水为治理对象，通过野外小区试验，研究了浮水植物绿狐尾藻（Myriophyllum elatinoides）与挺水植物黄菖蒲（Iris pseudacorus）、水生美人蕉（Canna glauca）、梭鱼草（Pontederia cordata）所构建的浮水植物+不同挺水植物种植模式人工湿地，以探讨不同植物组合模式对人工湿地磷的处理效果与去除途径的影响特征。3—9月结果表明：植物组合湿地对于农村污水中磷素具有显著的处理效果，以无机磷的去除为主。湿地进水总磷（TP）浓度为2.16~5.93 mg·L-1，各植物组合出水TP浓度为0.34~0.48 mg·L-1，低于城镇污水排放一级A标准（0.5 mg·L-1），以绿狐尾藻+梭鱼草湿地的除磷效果最好；不同组合模式人工湿地总磷负荷变化范围为45.50~47.13 g·m-2·a-1，绿狐尾藻+梭鱼草组合湿地达47.13 g·m-2·a-1，显著高于对照湿地中的39.62 g·m-2·a-1；底泥吸附与沉淀是植物组合湿地磷素去除的主要途径，其占湿地除磷总量的72.44%~75.62%。水生植物TP积累量9.65~12.51 g·m-2·a-1，占湿地除磷总量的21.00%~26.54%；试验中，植物组合人工湿地比绿狐尾藻湿地底泥吸附占除磷总负荷的比例减少1.71%~4.89%，增加植物吸收比例0.97%~6.28%。较对照湿地底泥吸附占除磷总负荷的比例减少18.11%~21.29%。植物组合有利于延缓底泥吸附饱和时间和提高植物对磷的吸收率。 相似文献
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黄土丘陵区植物道路的产流产沙试验研究 总被引：6，自引：0，他引：6
土质道路是当前黄土丘陵区农业生产与农村生活的主要道路，也是发生水土流失最严重的土地利用类型。若田间地块道路路面种植植物，则可以达到减少、控制道路水土流失的目的。在前人对生物道路实施的可行性、建造方法、实用性研究的基础上，在延安市燕沟小流域采用小区径流监测的方法，对12个不同处理植物路小区为期3a27场次产流降雨的产流产沙数据进行了分析。结果表明，植物道路侵蚀均发生在6-9月，其中降雨量10～25mm发生概率最高，最小产流雨为5.7mm。降雨量与降雨强度对道路侵蚀影响显著，为此将降雨量划分为5级，分析了各级降雨下的侵蚀强度，同时给出了侵蚀强度随降雨侵蚀力变化的模拟模型。同时，分析坡度对道路产流、产沙的影响表明，5°～10°坡的侵蚀强度是3°～5°坡的3.7倍、0°～1°坡的6.5倍;5°～10°坡的径流深是3°～5°坡的2.44倍、0°～1°坡的3.66倍。试验道路3a平均侵蚀模数2825t·km^-2·a^-1，远低于当地土路5～10万t·km^-2·a^-1的侵蚀模数。 相似文献
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气动式水稻株间机械除草装置研制 总被引：1，自引：1，他引：0
目的 针对水稻株间机械除草自动化程度低、难度大的问题，在机器视觉识别定位技术研究的基础上，研制一种气动式水稻株间机械除草装置。方法 采用机械设计理论、离散元动力学仿真方法结合田间试验，研制出气动式水稻株间机械除草装置。首先对气动式株间除草机构的结构进行设计，运用运动学方程计算并确定机构的几何参数，通过Pro/E运动学仿真验证机构的可行性；然后对除草刀齿与水田土壤的相互作用过程进行仿真，并对仿真结果进行验证试验；最后进行田间试验验证整机工作性能，并利用三因素五水平二次旋转正交试验对影响除草率与伤苗率的工作参数进行分析。结果 气动式水稻株间除草机构连杆长35.00 mm，摆杆长72.24 mm，除草部件到回转中心水平距离为84 mm，垂直距离为191 mm。离散元动力学仿真分析表明，倾角为10°的弯齿刀除草刀齿与土壤的接触阻力较小，阻力平均值为3.12 N，且对土壤的扰动程度较大，受影响的面积达149.69 cm2。田间试验中，在机具前进速度0.25 m/s、气缸伸缩速度0.45 m/s和除草深度2.5 cm的工作参数下，平均除草率为83.91%、伤苗率为3.63%。结论 该机具满足除草率大于80%、伤苗率小于4%的设计要求，能够满足水稻株间避苗除草的作业要求。 相似文献
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目的 观察活血通络汤联合羟苯磺酸钙治疗糖尿病视网膜神经病变（diabetic retinopathy,DR）的临床疗效及对视力的影响。方法 将82例DR患者按照随机数字表法分为观察组和对照组,每组41例。对照组采用常规治疗加以羟苯磺酸钙分散片治疗,观察组在对照组的基础上联合活血通络汤治疗。1个月为1个疗程,连续治疗3个疗程。观察比较两组患者临床疗效、治疗前后视力变化、视野缺损积分、视敏度情况及一氧化氮、丙二醛、超氧化物歧化酶水平。结果 观察组临床总有效率92.68%,显著高于对照组73.17%（P<0.05）。治疗后观察组的视力、30°视敏度、30°~60°视敏度显著高于对照组（P<0.05）,视野缺损积分显著低于对照组（P<0.05）;观察组一氧化氮、丙二醛水平显著低于对照组（P<0.05）,超氧化物歧化酶水平显著高于对照组（P<0.05）。所有患者在治疗期间未出现不良反应。结论 活血通络汤联合羟苯磺酸钙治疗DR,能有效改善患者临床症状,临床疗效良好,安全性较高。 相似文献
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目的 采用UV和HPLC法比较野生与种植黄连植株不同部位生物碱含量差异。方法 UV法在波长345 nm处测定黄连总生物碱含量,HPLC采用C18（4.6 mm×250 mm,5 μm）色谱柱,乙腈和0.4%磷酸水溶液（25：75）等度洗脱,流速1.0 mL/min,进样量10 μL,检测波长345 nm,柱温30℃以测定盐酸小檗碱含量。结果 黄连不同部位的总生物碱含量：种植黄连根茎含（9.88±0.03）%、须根含（6.41±0.03）%、茎叶含（1.92±0.04）%;野生黄连根茎含（7.95±0.03）%、茎叶含（0.64±0.03）%。黄连不同部位的的盐酸小檗碱含量：种植黄连根茎含（0.45±0.04）%、须根含（0.17±0.03）%、茎叶含（0.09±0.03）%;野生黄连根茎含（0.38±0.03）%、茎叶含（0.16±0.03）%。结论 种植黄连植株不同部位的总生物碱含量高于野生黄连,但其盐酸小檗碱含量低于野生黄连植株;野生与种植黄连均为根茎部总生物碱和盐酸小檗碱含量最高。 相似文献
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目的 评价鸦胆子油乳经血管介入治疗老年人肝癌方案的有效性、安全性和临床路径的患者满意度和费用-疗效比。方法 将44例老年人肝癌患者随机分为临床路径治疗组（试验组）24例和常规治疗组（对照组）20例,比较两组疾病控制率（DCR）、体质量、生活质量、毒副反应、住院时间、住院费用、患者满意度等指标。结果 试验组和对照组DCR分别为86.4%和80.0%,差异无统计学意义（P>0.05）;体质量稳定率分别为86.4%和60.0%,KPS评分有效率分别为90.1%和70.0%,试验组生活质量QOL改善优于对照组,差异有统计学意义（P<0.05）;治疗后试验组毒副反应发生率均少于对照组,差异有统计学意（P<0.05）;试验组和对照组住院天数分别为（11.2±2.7）d和（15.3±5.1）d,住院费用分别为（18 020.1±4 181.8）元和（22 099.5±5 056.6）元,患者总满意度分别为81.8%和65.0%,差异有统计学意义（P<0.05）。结论 鸦胆子油乳经血管介入治疗老年人原发性肝癌的临床路径为患者提供了优质服务,能稳定体质量,提高生活质量,减轻术后毒副反应,减少住院天数和住院总费用,提高患者满意度,值得临床推广应用。 相似文献
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【目的】准确获取温室番茄作物行中单株冠层数据,为分析作物生长状态和为对靶喷药提供冠层数据支持。【方法】采用三维激光雷达(LiDAR)搭建番茄植株冠层检测平台,使用导轨以0.05 m/s的速度移动三维激光雷达,利用雷达上位机软件Ctrlview保存双侧扫描的A、B 2组共40株番茄植株点云。双侧点云使用ICP(迭代最近点)算法进行配准,利用基于特征值的平面拟合法去除地面,使用均值漂移算法(Meanshift)分割番茄行中的单株点云,获取冠层参数,与人工测量值比较验证精度,将单株点云在MATLAB中使用alpha shape算法进行重建并进行体积的获取,使用凸包算法作物参考值对比。【结果】该检测平台在激光雷达前进方向与垂直前进方向的测量误差分别为-2.65%、-3.95%;获取到的单株番茄植株高度与人工测量值相比,平均绝对误差分别为0.025和0.031 m;重建后求取的体积与凸包算法相比平均误差下降了约15.3%,与人工获取相比相差不大,各指标良好。【结论】番茄行点云分割结果与人工测量相比A、B 2组的均方根误差RMSE分别为0.039和0.043,冠层体积获取与参考值对比VRMSE为0.011 3,激光雷达在获取作物外形轮廓信息中具有一定的准确性和可靠性,该方法用于温室环境下单株作物冠层数据的获取。 相似文献
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【目的】针对传统点云配准方法准确率低、速度慢等问题,以油菜Brassica napus L.分枝点云为研究对象,提出基于ISS-LCG组合特征点的配准方法。【方法】以成熟期油菜角果分枝点云为对象,去除背景噪声后,得到清晰完整的油菜分枝点云;然后通过内部形状描述子(Intrinsic shape signature,ISS)提取油菜分枝点云的特征点,再使用线性同余法(Linear congruential generator,LCG)伪随机选取油菜点云的部分点构成关键点,将特征点和关键点进行融合,构成ISS-LCG组合特征点;通过三维形状上下文特征(3D shape context,3DSC)对组合特征点进行特征描述,最后采用RANSAC+ICP两步点云配准法进行点云配准。【结果】基于ISS-LCG组合特征点的点云配准算法以30°为间隔对点云进行两两配准时,配准效果最佳,配准误差约0.066 mm,配准精度比未采用组合特征点的配准方法提升了50%～70%;配准时间均小于48 s,平均配准时间为8.706 s。【结论】该方法在可控环境内可以实现成熟期油菜植株高精度、高效率的自动配准。 相似文献
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《Computers and Electronics in Agriculture》2009,65(2):183-193
In the processing of light detection and ranging (LiDAR) data, a step error is an abrupt change in estimates of elevation between adjacent strips and must be reduced before building a digital surface model (DSM) of elevation. Existing methodologies in the literature for removing this artifact require an analyst to (1) utilize the sensor and aircraft information of the LiDAR mission, (2) isolate homologous flat surfaces within regions of overlap of adjoining LiDAR strips to estimate the mean offset, or (3) a combination of the two. In this application involving an agricultural landscape, a different methodology was required because the necessary information from the laser scanner or internal navigation system (INS) of the aircraft was unavailable and it was not possible to successfully identify homologous flat surfaces. Therefore, a post-processing, quadratic optimization model was formulated to reduce step artifacts. Using statistics obtained from the geographic overlap of the strips with a benchmark strip, it was possible to determine from the elevation values of the LiDAR point clouds two quantities: the strip variance and the total variance. Using these values and related statistics, the optimization model estimated correction constants, called decision variables, that minimized the among-group variance of the adjoining strips. When the values of these decision variables are added to the point cloud elevations of their respective LiDAR strips, the systematic step errors among adjoining strips are minimized with respect to the elevations provided by the point cloud of the benchmark strip. Decision variable values ranged between −0.087 and 0.078 m. The adjusted LiDAR strip point clouds were used to build a corrected DSM of a 638.2-ha agricultural landscape at a spatial resolution of 0.5 m. The elevation range of the DSM is approximately 44–81 m HAE (height above the ellipsoid), where the higher elevations are the tops of trees. Effectiveness of the optimization model approach to reduce the step errors was evaluated by comparing the DSM before and after adjustment. Several hillshade, gray scale image subsets, and profile plot comparisons between the before and after adjustment of the point clouds of the LiDAR strips illustrate the algorithm's performance in reducing step error effects. 相似文献
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作物种植行自动检测研究现状与趋势 总被引：1，自引：0，他引：1
大田作物一般成行种植,以提高种植效率和方便田间管理。因此,作物种植行自动检测对于智能农机携带传感器拍摄影像实现自主导航、精准打药,乃至基于无人机搭载传感器拍摄高分辨率影像生成田间的精准管理作业单元都具有重要意义,是智慧农业管理的重要组成部分。本研究首先系统归纳总结了已有作物种植行自动检测方法,分析了Hough变换法、最小二乘法、绿色像元累积法、Blob分析法、滤波法、消隐点法等作物种植行提取方法的基本原理、发展现状与优、缺点;其次,针对已有研究,提出目前还存在的、需要探讨的科学技术问题,比如不同空间和光谱分辨率影像如何影响作物种植行提取的精度;怎样基于无人机识别不同空间分布特征的作物种植行并进行长势空间精准制图;如何构建标准化的作物种植行识别技术流程等;最后,针对种植行提取技术现状与存在的问题,提出未来的若干研究方向,包括能适应高杂草压力等复杂环境的作物种植行精准识别技术,以提高智能农机自主导航精度;能基于种植行识别结果进行作物长势精准制图,从而支撑田间精准分区的方法;耦合无人机遥感精准作物长势监测与智能农机作业的田间精准管理技术等。本文可为影像中作物种植行自动提取及其相关应用研究提供参考。 相似文献
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基于GNSS航向微分和MEMS陀螺仪的农机轮角测量方法 总被引：1，自引：0，他引：1
【目的】设计一种农机前轮转角测量方法,代替安装复杂的连杆式轮角传感器。【方法】采用GNSS天线测量航向和速度,MEMS陀螺仪测量车身和车轮的合转动速率,计算MEMS陀螺仪与GNSS航向微分差值,获得车轮转动速率;设计自适应卡尔曼滤波器进行信息融合和校正,获得车轮转向角,并进行性能验证和田间应用试验。【结果】与连杆式轮角传感器测量结果对比,轮角测量方法的拖拉机在偏离航线2.5和1.5 m进行上线时,平均绝对误差(MAE)分别为1.13°和0.87°,均方根误差(RMSE)分别为0.90°和0.68°,上线时间分别为29.4和23.5 s;以4 km/h田间导航应用时,MAE为0.44°,RMSE为0.87°,满足拖拉机旱地作业要求。【结论】GNSS航向微分和MEMS陀螺仪轮角测量方法与连杆式轮角传感器测量性能相当,能够替代轮角传感器用于较低速农业机械导航。 相似文献
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【目的】为测定温室中番茄不同成熟阶段的果实数量,提出一种基于彩色点云图像的测定方法。【方法】在移动平台上搭载KinectV2.0采集温室中行栽番茄的图像信息合成番茄植株点云,再将二视角的番茄植株点云合成1个点云,并通过深度信息截取得到近处番茄植株点云,将标注的点云数据输入到PointRCNN目标检测网络训练预测模型,并识别番茄植株点云中的番茄果实,最后利用基于特征矩阵训练的支持向量机(Support vector machine, SVM)分类器对已经识别出来的果实进行成熟阶段分类,获得不同成熟阶段番茄果实的数量。【结果】基于PointRCNN目标检测网络的方法识别番茄果实数量的精确率为86.19%,召回率为83.39%;基于特征矩阵训练的SVM分类器,针对番茄果实成熟阶段的预测结果在训练集上准确率为94.27%,测试集上准确率为96.09%。【结论】基于彩色点云图像的测定方法能够较为准确地识别不同成熟阶段的番茄果实,可以为评估温室番茄产量提供数据支撑。 相似文献