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农作物表型快速检测机器人系统研究

农作物表型快速检测机器人系统研究

作者：闫法领中国科学技术大学

学位级别：硕士

农作物表型信息是育种专家判别种子优良与否的重要依据,是种子筛选的重要参考。长期以来农作物表型信息检测主要依靠育种专家蹲守地头,人工采集,不仅工作量大,而且效率低,特别由于农作物生产周期的限制,育种专家手工采集的农作物表型信... 详细信息

农作物表型信息是育种专家判别种子优良与否的重要依据,是种子筛选的重要参考。长期以来农作物表型信息检测主要依靠育种专家蹲守地头,人工采集,不仅工作量大,而且效率低,特别由于农作物生产周期的限制,育种专家手工采集的农作物表型信息往往不够充分,影响了种子性能的准确评估。因此研发一种农作物表型快速检测机器人系统,实现农作物表型信息的快速检测对育种领域而言具有重要研究意义和价值。本文从农作物表型信息快速检测的迫切需求出发,开展了农作物表型快速检测机器人系统的研究工作,在中国科学院重点部署项目“现代农资经营与智能农业服务系统(编号2012BAH20B02)”子课题“高通量育种作物本体与环境快速检测装置(编号Y622A21291)”支持下,研制了一套农作物表型快速检测机器人系统,用以实现农作物表型的快速检测。本文在分析农作物表型快速检测研究现状和技术需求的基础上,明确了机器人系统的指标参数,设计了机器人系统结构,分析了机构的有限元特性,开发了农作物表型快速检测机器人控制系统,研究了基于机器视觉的机器人操作对象的定位问题,研制了一套农作物表型快速检测机器人系统。该系统目前安装在龙亢农场,为育种专家实时掌握农作物表型信息解决了平台问题。论文的主要工作如下:1、针对农作物表型检测的任务需求,研发了一套作物表型快速检测机器人系统,该系统包括作物表型快速检测平台和数据采集系统两部分,实现了农作物表型的快速检测任务,其中农作物表型快速检测平台负载不低于200Kg,定位精度高于40mm,数据采集系统重复定位精度高于1mm。2、设计了农作物表型快速检测移动机构,采用有限元分析软件ANSYS workbench,分析了农作物表型快速检测机器人相关机构的有限元特性,验证了系统设计的合理性。3、设计了基于红外测距仪和PLC的农作物表型检测机器人控制系统,编写了控制程序,实现了对于机械臂的可编程控制,实验结果表明系统定位精度达到设计目标。4、阐述了双目立体视觉的定位原理,分析了相机的成像模型,实现了基于OpenCV的摄像机内外参数的标定,以及基于MFC的双目立体视觉的软件的编程。

关键词：快速检测机器人系统农作物表型参数定位精度有限元分析双目立体视觉

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马尾松人工林林下植被恢复生态经营模式研究

马尾松人工林林下植被恢复生态经营模式研究

作者：闫法领中南林业科技大学

学位级别：硕士

马尾松是我国南方主要的用材树种,也是荒山造林的先锋树种,具有重要的经济价值和生态服务功能。马尾松人工林是我国分布最广的人工林之一,其分布面积仅次于杉木和杨树,达到335.85hm2,占人工林总面积的8.40%。随着人工林种植速度的加快,... 详细信息

马尾松是我国南方主要的用材树种,也是荒山造林的先锋树种,具有重要的经济价值和生态服务功能。马尾松人工林是我国分布最广的人工林之一,其分布面积仅次于杉木和杨树,达到335.85hm2,占人工林总面积的8.40%。随着人工林种植速度的加快,其分布面积快速增加,纯林连栽现象普遍,人工林生态系统生物多样性低下,地力衰退严重。本研究从林下植被角度出发,在具有明显退化特征的2代连栽马尾松人工纯林中,设计构建了林肥、林药、林农、林草等林下植被恢复生态经营模式,研究分析了不同生态经营模式的林木生长效应,土壤微生态效应和群落结构改良效应,研究结果如下：（1）马尾松人工林林下植被恢复模式构建。通过调查得到马尾松林下关键群落结构特征：该群落样地内共出现植物57科96属共117种,其中蔷薇科、禾本科、壳斗科、茜草科等种类较多。在幼龄林中,灌木层以大叶胡枝子、檵木、白栎、赤楠、栀子等的重要值较高,其值均在25.00以上;草本层中芒草的重要值最高,达到80.38。在中龄林中,灌木层中大青和栀子的重要值最高,檵木、东南悬钩子、杜鹃等也具有较高重要值;草本层中淡竹叶和羊蹄是群落特征种,垂序商陆、辣蓼、扛板归、天葵、芒草、艾草等都是常见种。基于此,本论文设计构建了以下几种林下植被恢复模式：在幼龄林中,分别种植紫穗槐+白三叶和大叶胡枝子+白三叶形成两种林肥模式;在中龄林中,种植栀子+大青+淡竹叶形成林药模式,种植茶树形成林农模式,种植白三叶形成林草模式。（2）林下植被恢复的林木生长效应。幼龄林中,林肥模式1与林肥模式2样地内马尾松树高的增长速度比对照样地分别提高了42.16%和59.80%,平均地径的增长速度分别提高了88.52%和124.59%。中龄林中,林药模式对马尾松的促生效果最好,其平均树高与平均胸径的增长量分别达到了0.59m和1.54cm,比对照样地分别提高了78.79%和83.33%,立木材积的生长量达到4.1257m3/hm2,比对照样地提高了31.90%。（3）林下植被恢复的土壤微生态效应。幼龄林中,林肥模式2比林肥模式1整体上稍占优势。在林肥模式2试验样地内,土壤中细菌数量达到了4.30×106cfu/g,增加了865%,土壤脲酶活性增加了17.28%,土壤孔隙度和容重分别达到了48.54%和1.36g/cm3。在中龄林样地中,林药模式的优势非常明显,不管是细菌数量和酶活性的增加程度,还是土壤理化性质的改良状况,都要显著优于林农模式和林草模式。（4）林下植被恢复的群落结构改良效应。在幼龄林中,大叶胡枝子展现出本土树种良好的适应性。在中龄林中,林药模式构建的灌木层物种丰富,形成的群落结构最好。林下植被恢复在恢复初期并没有因为种植物种的剧烈竞争而造成原有种衰退的现象,相反,实施恢复措施在一定程度上还促进了原有种个体的生长。综合以上研究结果,对于衡山县紫金山林场内的连栽马尾松人工林,在幼龄林中可以优先选择大叶胡枝子进行林下植被恢复,紫穗槐作为各选。在中龄林中,以栀子、大青和淡竹叶组合的林药模式是林下植被生态经营措施的首选。林农模式总体效果一般,但林下种植茶树在一定程度上可以调节林间小气候,其作为林业与农业相结合的一种生态经营措施,可进一步进行探索研究。

关键词：马尾松林下植被生态恢复生态经营微生态群落结构

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南方杉木人工林土壤健康评价研究

土壤通报 2012年第6期43卷 1318-1324页

作者：陈春林周国英闫法领马琳中南林业科技大学林业生物技术湖南省重点实验室湖南长沙410004

以杉木人工林的幼龄林、中龄林、近成熟林和成熟林为研究对象,对其的0~60 cm的土壤主要理化性质、土壤酶及微生物含量进行了测定,对所得结果进行了相关性分析,并采用主成分分析法评价了不同林龄的土壤健康状况。结果表明：土壤养分、酶... 详细信息

以杉木人工林的幼龄林、中龄林、近成熟林和成熟林为研究对象,对其的0~60 cm的土壤主要理化性质、土壤酶及微生物含量进行了测定,对所得结果进行了相关性分析,并采用主成分分析法评价了不同林龄的土壤健康状况。结果表明：土壤养分、酶及微生物表层含量最高,随着土层的加深都出现了不断下降;随着杉木林龄的增大,土壤pH值、有机质含量、有效磷含量、有效钾含量和细菌数量值大致呈现下降趋势,但有机质和细菌数在成熟林时又有所升高,土壤酶和放线菌出现＂低-高-低＂的趋势;土壤各因子之间关系密切,土壤有机质、有效钾、有效磷与土壤各种酶、细菌及放线菌呈极显著或显著相关,土壤各种酶之间存在极显著相关,并且与土壤放线菌呈现极显著相关,与土壤细菌呈极显著或显著相关;杉木人工林土壤健康水平表现为中龄林〉近成熟林〉幼龄林〉成熟林。

关键词：杉木人工林土壤健康评价土壤酶活性土壤微生物主成分分析

广东台山上川岛猕猴省级自然保护区两栖爬行动物多样性调查

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湖北农业科学 2023年第S1期62卷 169-172页

作者：闫法领杨江波黄宇亮广州草木蕃环境科技有限公司广州510020

为系统了解广东台山上川岛猕猴省级自然保护区两栖类和爬行类动物物种多样性及其分布,采用文献调查和野外调查相结合的方法,对该保护区的两栖类和爬行类动物进行了初步调查研究。调查期间共发现该保护区两栖类和爬行类动物21种,其中两栖... 详细信息

为系统了解广东台山上川岛猕猴省级自然保护区两栖类和爬行类动物物种多样性及其分布,采用文献调查和野外调查相结合的方法,对该保护区的两栖类和爬行类动物进行了初步调查研究。调查期间共发现该保护区两栖类和爬行类动物21种,其中两栖类7种,爬行类14种。在已记录的两栖类和爬行类动物中,虎纹蛙Hoplobatrachus chinensis、大壁虎Gekko gecko、蟒Python bivittatus、三索锦蛇Coelognathus radiatus、眼镜王蛇Ophiophagus hannah属于国家二级重点保护野生动物,蟒、眼镜王蛇属于CITES附录II物种。调查发现,保护区珍稀濒危物种及部分经济价值较高的两栖类和爬行类动物面临着较高的盗猎压力,需要采取针对性措施,进一步加强管理。

关键词：两栖类爬行类物种多样性上川岛自然保护区

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联烯胺化合物的区域选择性双官能团化

有机化学 2024年第2期44卷 335-348页

作者：张剑梁万洁杨艺闫法超刘会山东理工大学化学化工学院山东淄博255049 中国疾病预防控制中心环境与健康相关产品安全所北京100021 山东安得医疗用品股份有限公司淄博255000

联烯胺作为一种富电子联烯类化合物,由于其具有不同的反应位点和较高的活性,近年来受到了广泛的关注.高效可控地实现联烯胺化合物的区域选择性官能团化,可以成功构建多类有价值的分子骨架.主要讨论了近几年来在联烯胺化合物的区域选择... 详细信息

联烯胺作为一种富电子联烯类化合物,由于其具有不同的反应位点和较高的活性,近年来受到了广泛的关注.高效可控地实现联烯胺化合物的区域选择性官能团化,可以成功构建多类有价值的分子骨架.主要讨论了近几年来在联烯胺化合物的区域选择性双官能团化领域的研究进展,并详细讨论了多数转化的反应机理.

关键词：联烯胺区域选择性双官能团化

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青少年铸牢中华民族共同体意识协同机制建构

民族教育研究 2024年第1期35卷 16-24页

作者：许锋华闫领楠华中师范大学教育学院湖北武汉430079

铸牢中华民族共同体意识是习近平总书记在新时代背景下提出的重大原创性论断,是新时代民族工作的“纲”,是青少年拥护祖国统一、加强民族团结的精神力量之源。建构青少年铸牢中华民族共同体意识协同机制,需以习近平总书记关于铸牢中华... 详细信息

铸牢中华民族共同体意识是习近平总书记在新时代背景下提出的重大原创性论断,是新时代民族工作的“纲”,是青少年拥护祖国统一、加强民族团结的精神力量之源。建构青少年铸牢中华民族共同体意识协同机制,需以习近平总书记关于铸牢中华民族共同体意识的讲话为统领,厘清“四个共同”“五个认同”、马克思主义“五观”之于青少年铸牢中华民族共同体意识的内涵要义。在此基础上,遵循“知—情—意—行”的心理逻辑,坚持“家—校—社”的多元协同,确保“党—团—队”的一体联动,进而建构全方位、立体化的青少年铸牢中华民族共同体意识协同机制。要实现这一机制,需建立大中小一体化的育人体系,助推青少年铸牢中华民族共同体意识教育的常态化发展;创设家校社协同育人空间,促进青少年铸牢中华民族共同体意识教育的互嵌式发展;完善党团队一体化育人链条,实现青少年铸牢中华民族共同体意识的贯通式发展。

关键词：青少年铸牢中华民族共同体意识协同机制全方位育人

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广东龙川枫树坝省级自然保护区森林群落类型研究

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安徽农业科学 2017年第31期45卷 175-177,204页

作者：闫法领广州草木蕃环境科技有限公司广东广州510650

为掌握广东龙川枫树坝省级自然保护区森林群落类型特征,综合运用文献资料分析法、路线调查法、样方调查法等,对保护区的森林群落类型进行了调查。结果表明,保护区的森林植被类型主要有亚热带常绿阔叶林、亚热带针阔混交林、针叶林、荒... 详细信息

为掌握广东龙川枫树坝省级自然保护区森林群落类型特征,综合运用文献资料分析法、路线调查法、样方调查法等,对保护区的森林群落类型进行了调查。结果表明,保护区的森林植被类型主要有亚热带常绿阔叶林、亚热带针阔混交林、针叶林、荒山灌丛草坡四大类,森林群落类型主要有6类。

关键词：楓树坝自然保护区森林植被类型森林群落类型

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纤维增强聚合物复合材料无损检测方法进展

航空学报 2024年第5期45卷 90-116页

作者：黄领才西北工业大学航空学院西安710072

近年来,纤维增强聚合物(FRP)复合材料凭借其卓越的力学性能和显著的重量优势,应用范围日益广泛。然而由于其复杂的损伤模式,需使用先进的损伤表征方法防止潜在的灾难性后果。目前,各种无损检测与评价(NDT&E)技术已被广泛应用于FRP复合... 详细信息

近年来,纤维增强聚合物(FRP)复合材料凭借其卓越的力学性能和显著的重量优势,应用范围日益广泛。然而由于其复杂的损伤模式,需使用先进的损伤表征方法防止潜在的灾难性后果。目前,各种无损检测与评价(NDT&E)技术已被广泛应用于FRP复合材料的损伤检测,这些技术经过不断的发展和改进已能提供可靠的结构检测,尤其是在航空航天领域。本文首先对FRP复合材料损伤诊断领域无损检测技术的最新进展进行全面概述,分别对声发射测试、超声波测试、红外成像测试、激光错位散斑干涉测试、数字图像相关测试、涡流检测、太赫兹成像检测、微波检测、电学层析成像检测和X射线10种无损检测技术进行深入分析和评价,并探讨每种技术的优点和局限性。随后根据特定的准则,采用层次分析法对无损检测技术进行分析。然而由于单一无损检测技术难以实现缺陷识别、定位、分类和评估等功能的统一,因此最后提出了一种组合无损检测的技术方案,以期在实际工程应用中取得更好的效果。

关键词：纤维增强聚合物复合材料损伤检测无损探测层次分析法(AHP) 组合无损探测技术

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基于主动柔顺控制的工业机器人直接示教研究

组合机床与自动化加工技术 2017年第12期 66-69页

作者：史景飞王大庆闫法领高理富中国科学院合肥智能机械研究所合肥230031 中国科学技术大学自动化系合肥230026

为了实现机器人的直接牵引示教功能,对机器人直接示教问题进行了研究,在ER6C60工业机器人上开发了基于拖曳的机器人直接示教系统。机器人直接示教系统采用了基于位置调整的主动柔顺控制方法,能够通过力/力矩传感器检测操作者的示教牵引... 详细信息

为了实现机器人的直接牵引示教功能,对机器人直接示教问题进行了研究,在ER6C60工业机器人上开发了基于拖曳的机器人直接示教系统。机器人直接示教系统采用了基于位置调整的主动柔顺控制方法,能够通过力/力矩传感器检测操作者的示教牵引力,将力坐标变换后的力信号转换为机器人末端执行器位置的调整量,实现了机器人的顺应性跟踪控制。上位机采用基于VC++的网络编程实现了机器人直接示教功能。实验结果验证了机器人直接示教系统的有效性和通用性。

关键词：主动柔顺控制直接示教力/力矩传感器工业机器人