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Application status and challenges of machine vision in plant factory—A review

Information Processing in Agriculture 2022年第2期9卷 195-211页

作者： Zhiwei Tian Wei Ma Qichang Yang famin duan Institute of Urban Agriculture Chinese Academy of Agricultural SciencesChengdu 610000PR China

Plant factories have a great potential for mitigating the contradiction between the world’sgrowing population and food scarcity. During the process of its automatic production,machine vision plays a significant role. This technique almost covers every production linkfrom raising seedlings, transplanting, management, and harvesting to fruit grading. To provide references and a starting point for those who are committed to studying this issue. Inthis paper, the application prospects of machine vision in plant factories were analyzed,and the present researches were summarized from the fields of plant growth monitoring,robot operation assistance, and fruit grading. The results found that although the existingmethods have solved some practical problems at low cost, high efficiency and precision,some challenges still are faced by machine vision. Firstly, the changing lighting, complexbackgrounds, and color similarity within plant different parts cause the commonly usedimage segmentation algorithms to fail. The shortage of standard agricultural datasets alsokeeps deep learning and unsupervised classification algorithms from making ***, there are some theoretical knowledge gaps for machine vision application in aparticular environment of plant factories, which seriously contains its application ***, the lack of special image acquisition devices and supporting facilities resulted inpoor image quality. All these factors hinder machine vision application in plant ***, it is still a powerful tool and irreplaceable at present. We believed that thistechnique would promote plant factory development greatly with more robust, efficient,and reliable algorithms are developed in the future.

关键词： Machine vision Agricultural automation Plant factory Remote detecting

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创业培训对高职生创业意愿模型影响研究

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科技创业月刊 2018年第7期31卷 67-71页

作者：段发敏上海师范大学旅游学院上海201400

创业培训是创业教育人才培养体系的重要组成。调查结果显示:创业培训对创业意愿没有显著影响,对创业的价值认同感、学校规范、家庭规范没有显著影响,培训对创业知识、自我效能感影响较大。这既反映培训有显著的效果,也揭示了培训的本质... 详细信息

创业培训是创业教育人才培养体系的重要组成。调查结果显示:创业培训对创业意愿没有显著影响,对创业的价值认同感、学校规范、家庭规范没有显著影响,培训对创业知识、自我效能感影响较大。这既反映培训有显著的效果,也揭示了培训的本质和特色不明显的缺憾。创业培训要异于创业校内基础教育,体现衔接性、技能性的目标,在课程设置和教学方法上还有许多空间有待于探索和提升。

关键词：创业培训高职学生创业意愿

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卧式蔬菜苗嫁接机设计与试验

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中国农机化学报 2022年第11期43卷 32-37页

作者：田志伟马伟姚森杨其长段发民中国农业科学院都市农业研究所成都市610213 成都农业科技中心成都市610213

为提高蔬菜嫁接作业效率、降低人工劳动强度和嫁接成本,对人工蔬菜苗嫁接过程中的关键动作及流程进行梳理,分析秧苗—机器互作机理,采用双向切割对接技术,设计一种卧式轻便型蔬菜苗半自动嫁接机。根据嫁接机实际使用要求,利用气动驱动... 详细信息

为提高蔬菜嫁接作业效率、降低人工劳动强度和嫁接成本,对人工蔬菜苗嫁接过程中的关键动作及流程进行梳理,分析秧苗—机器互作机理,采用双向切割对接技术,设计一种卧式轻便型蔬菜苗半自动嫁接机。根据嫁接机实际使用要求,利用气动驱动方式实现蔬菜苗的自动夹持、切割和对接动作。基于传感器输入信号以及输出执行元件特点,选用欧姆龙PLC作为嫁接机控制器,并依据嫁接机作业流程编写控制程序。最后对该机器性能进行嫁接测试,结果表明,嫁接机平均作业效率为348株/h,平均嫁接成功率为93.3%,嫁接苗零损伤。该机机构设计合理,工作性能稳定可靠,与市场现有嫁接机相比成本显著降低,因此可为中小型育苗基地和农户嫁接苗生产提供技术支撑,同时可为农业机械化辅助装置的研发和应用提供参考。

关键词：蔬菜自动嫁接机 PLC 控制系统

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复合基质添加腐熟小麦秸秆对黄瓜幼苗生长的影响

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科技导报 2023年第4期41卷 73-82页

作者：武亚红周彦伟靳青段发民康欣娜石家庄农林科学研究院石家庄050041 河北省都市农业技术创新中心石家庄050041 中国农业科学院都市农业研究所成都610000

为了研究添加腐熟小麦秸秆的复合基质对黄瓜育苗效果的影响,将腐熟小麦秸秆、椰糠、蛭石以不同比例进行复配得到6种基质,以椰糠∶蛭石=5∶5(体积比)为对照,以‘津早198黄瓜’为试材,通过分析幼苗表型性状、生物量积累、生理指标,采用主... 详细信息

为了研究添加腐熟小麦秸秆的复合基质对黄瓜育苗效果的影响,将腐熟小麦秸秆、椰糠、蛭石以不同比例进行复配得到6种基质,以椰糠∶蛭石=5∶5(体积比)为对照,以‘津早198黄瓜’为试材,通过分析幼苗表型性状、生物量积累、生理指标,采用主成分分析法进行综合评价,筛选出适宜的复合基质配方。结果表明:添加腐熟小麦秸秆显著提高黄瓜幼苗的生长,但不同添加量间差异明显,表现为低添加量优于中、高添加量。其中,T6(腐熟小麦秸秆∶椰糠∶蛭石=1∶3∶5)处理黄瓜幼苗的出苗率最高,达到98.67%,比对照高4.77%;茎粗、下胚轴长、最大根长等表型性状表现最优;生物量积累最高,壮苗指数最高,达到0.15,较对照高出50%;叶绿素值、根系活力、叶片可溶性蛋白质、可溶性糖显著高于对照,分别提高了6.68%、41.70%、6.69%、15.38%,蔗糖磷酸合成酶、蔗糖合成酶、硝酸还原酶活性显著优于其他处理;各处理不同评价指标的综合排序为T6>T5>T3>T4>T2>T1>CK。综上所述,T6(腐熟小麦秸秆∶椰糠∶蛭石=1∶3∶5)处理显著促进黄瓜幼苗生长,可作为黄瓜穴盘育苗的最佳基质配方。

关键词：腐熟小麦秸秆黄瓜穴盘育苗

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温室穴盘苗移栽机械研究现状及问题分析

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中国农业大学学报 2022年第5期27卷 22-38页

作者：田志伟马伟杨其长姚森张梅段发民徐海东中国农业科学院都市农业研究所成都610213 成都农业科技中心成都610213 成都农业科技职业学院成都611130 中国农业大学工学院北京100083

为帮助科研人员开阔移栽机械研发思路,系统了解温室穴盘苗移栽机的研究现状和存在问题,从而查漏补缺,着力提升我国温室钵苗机械化移栽水平。采用文献综述和归纳总结的方法,对国内外温室穴盘苗移栽现状和代表性装备进行对比,同时对穴盘... 详细信息

为帮助科研人员开阔移栽机械研发思路,系统了解温室穴盘苗移栽机的研究现状和存在问题,从而查漏补缺,着力提升我国温室钵苗机械化移栽水平。采用文献综述和归纳总结的方法,对国内外温室穴盘苗移栽现状和代表性装备进行对比,同时对穴盘苗移栽关键技术部件研究进展进行梳理。结果表明:当前我国穴盘苗移栽领域相关标准缺失引起的栽培模式、装备作业评价标准等因素的不确定性,导致移栽机研发难以为继;已有装备功能单调,智能化程度低,无法自动完成钵苗质量检测、分级、计数、补苗等一机多用功能;移栽机设计缺乏整体布局规划和移栽策略、工艺流程优化,致使机器体积庞大,适用性不强。针对上述问题提出以下建议:尽快制定温室穴盘苗移栽标准,规范行业发展;加速以机器视觉技术为代表的高新技术应用,提升机器功能和智能化程度;加强移栽机整体设计和作业流程优化。

关键词：温室穴盘苗移栽机现状分析

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蓝光耦合UV-A对红甜菜营养品质的影响

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照明工程学报 2020年第4期31卷 159-165页

作者：黄靖段发民郑胤建杨其长郭晓强成都大学药学与生物工程学院四川成都610106 中国农业科学院都市农业研究所四川成都610213 国家成都农业科技中心四川成都610213

以红甜菜为供试材料,调控不同LED的蓝光(450 nm)与UV-A(400 nm)的强度比,紫外光(UV-A)与蓝光(B)比例分别为0∶50(T0)、5∶45(T5)、10∶40(T10)、15∶35(T15)、20∶30(T20)处理,统一总光强为50μmol·m^-2·s^-1,以研究蓝光耦合UV-A对红甜菜营养品质的影响,为工厂生产功能性蔬菜提供照明策略参考。试验结果表明,蓝光耦合UV-A对红甜菜的生物量、可溶性糖、硝酸盐和维生素C无显著性影响;T5处理的类黄酮含量最大,较对照增加了14.99%;T10处理的游离氨基酸含量最高,较对照增加了58.19%,在T15时,红甜菜的叶绿素含量和花色苷含量最高,较对照分别增加了33.33%和17.34%。T15处理可以作为提高红甜菜色素的光照方案。

关键词：红甜菜 LED 蓝光 UV-A 营养品质

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黄瓜无土栽培基质研究进展

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蔬菜 2023年第4期 34-39页

作者：靳青周彦伟武亚红段发民孙芳康欣娜石家庄市农林科学研究院河北石家庄050000 中国农业科学院都市农业研究所四川成都610000 河北省都市农业技术创新中心河北石家庄050000

无土栽培在黄瓜生产中应用广泛,而栽培基质是固定黄瓜根系,协调“水、肥、气”的基础物质,不同基质理化性质不同,可直接影响黄瓜的长势、产量及品质。研发筛选出适宜黄瓜生长的栽培基质是节能增效、促进生产的关键,从以椰糠、菌渣、农... 详细信息

无土栽培在黄瓜生产中应用广泛,而栽培基质是固定黄瓜根系,协调“水、肥、气”的基础物质,不同基质理化性质不同,可直接影响黄瓜的长势、产量及品质。研发筛选出适宜黄瓜生长的栽培基质是节能增效、促进生产的关键,从以椰糠、菌渣、农业废弃物堆肥为主的有机栽培基质,以蛭石、珍珠岩、河沙等为主的无机栽培基质,有机基质与无机基质混合的栽培基质,基质粒径大小、堆肥时间、栽培方式等性质和微生物制剂、腐植酸、生物炭、硅元素等外源添加物等方面综述了不同栽培基质对黄瓜生长、产量及品质影响的研究进展。基质栽培应用市场广阔,且将低成本可重复利用的农业作物废弃物作为有机基质并与无机基质混合配制成环保型复合基质成为无土栽培基质研究的主要方向。

关键词：栽培基质黄瓜产量品质

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无土栽培新模式——营养液梯级利用初探

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中国农学通报 2006年第7期22卷 553-556页

作者：杨其长汪晓云刘文科魏灵玲段发民中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所北京100081

总结了中国无土栽培发展现状,以及存在栽培和生态环境的问题,并提出了一种新型的栽培模式—营养液梯级利用模式。阐述了营养液梯级利用模式的原理和初步的试验结果,论述了可行性,并对存在问题和研究方向进行了叙述。

关键词：无土栽培梯级利用营养液

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正构烷烃在Pt/SAPO-11催化剂上加氢异构反应性能

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化工学报 2016年第12期67卷 5024-5030页

作者：高善彬迟克彬杨晓东赵震胡胜段爱军于春梅孙发民中国石油大学(北京)理学院重质油国家重点实验室北京102249 中国石油石油化工研究院大庆化工研究中心黑龙江大庆163714 中国石油石油化工研究院北京102206

采用SAPO-11分子筛制备Pt/SAPO-11双功能加氢异构催化剂,以n-C_8、n-C_(12)和n-C_(16)为模型化合物考察正构烷烃的加氢异构反应性能。结果表明,所制备的催化剂具有较好的异构化活性和选择性,其中单甲基支链异构产物收率和总异构产物收... 详细信息

采用SAPO-11分子筛制备Pt/SAPO-11双功能加氢异构催化剂,以n-C_8、n-C_(12)和n-C_(16)为模型化合物考察正构烷烃的加氢异构反应性能。结果表明,所制备的催化剂具有较好的异构化活性和选择性,其中单甲基支链异构产物收率和总异构产物收率分别可达60%和75%以上,是低凝柴油和高档润滑油基础油的理想组分。不同链长正构烷烃的异构化产物分布基本一致,但链长较长的正构烷烃更容易发生异构化反应和裂解反应,在保证相同转化率条件下长链烷烃裂解产物收率偏高且异构选择性降低。

关键词：分子筛催化剂加氢异构正构烷烃选择性产物分布

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DXA椎体骨折评估联合腰椎侧位骨密度诊断老年性骨质疏松的临床研究

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国际放射医学核医学杂志 2018年第1期42卷 36-40页

作者：乔法敏和占华江梅段红兴河南理工大学第一附属医院核医学科焦作454001

目的研究双能X线吸收检测法（DXA）椎体骨折评估（VFA）联合腰椎侧位骨密度诊断老年性骨质疏松的效能。方法选取我院DXA同时检测髋部、腰椎前后位、腰椎侧位骨密度及VFA的老年受检者86例，根据DXA骨密度低下或~FA有脆性骨折诊断骨质疏... 详细信息

目的研究双能X线吸收检测法（DXA）椎体骨折评估（VFA）联合腰椎侧位骨密度诊断老年性骨质疏松的效能。方法选取我院DXA同时检测髋部、腰椎前后位、腰椎侧位骨密度及VFA的老年受检者86例，根据DXA骨密度低下或~FA有脆性骨折诊断骨质疏松。比较腰椎侧位骨密度联合VFA与常规DXA检测髋部及腰椎前后位骨密度诊断骨质疏松的检出率。检出率的比较采用x2检验。结果所有受检者中，常规DXA检测髋部及腰椎前后位诊断出骨质疏松患者58例（58／76，76．3％），侧位骨密度联合VFA诊断出骨质疏松患者76例（76／76，100％），二者检出率差异有统计学意义（x2=10．617，P〈0．001）。其中，股骨颈骨密度诊断骨质疏松疏检出率（55．3％）高于髋部整体（34．2％），二者差异有统计学意义（r=6．812，P〈0．05）；髋部骨密度、腰椎前后位骨密度、腰椎侧位骨密度和VFA诊断骨质疏松症检出率分别为60．5％、47．4％、84．2％和78．9％，腰椎侧位骨密度与YFA的骨质疏松检出率比较，差异无统计学意义（x2=0．700，P〉0．05），但二者均高于髋部骨密度的骨质疏松检出率（x2=10．66、6．110，均P〈0．05）。结论DXA检测腰椎侧位骨密度联合VFA对老年性骨质疏松的诊断具有重要价值，能够避免骨质疏松的漏诊。

关键词：双能X线吸收仪骨质疏松骨密度腰椎椎体骨折评估

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