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基于自适应阈值ORB特征提取的果园双目稠密地图构建

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农业机械学报 2024年第6期55卷 42-51,59页

作者：薛金林褚阳阳宋悦温瑜张田煜南京农业大学工学院南京210031

针对果园阴暗光照条件下图像特征点匹配数量少、易丢失以及点云稀疏问题,对ORB-SLAM2算法进行了改进,提出了基于自适应阈值ORB特征点提取的果园双目三维地图稠密建图算法。首先在跟踪线程中提出一种自适应阈值的FAST角点提取方法,通过... 详细信息

针对果园阴暗光照条件下图像特征点匹配数量少、易丢失以及点云稀疏问题,对ORB-SLAM2算法进行了改进,提出了基于自适应阈值ORB特征点提取的果园双目三维地图稠密建图算法。首先在跟踪线程中提出一种自适应阈值的FAST角点提取方法,通过计算不同光照下图像平均像素求解阈值,对左右目图像提取ORB特征,增加了不同光照条件下的特征点匹配数量;然后根据特征点估计相机位姿完成局部地图跟踪,对跟踪线程产生的关键帧地图点进行BA优化完成局部地图构建。在原有算法基础上添加了基于ZED-stereo型相机双目深度融合的稠密建图模块,对左右目关键帧进行特征匹配获得图像对,利用图像对求解深度信息获取地图点,经过深度优化获取相机位姿,根据相机位姿进行局部点云的构建与拼接,最终对获得的点云地图进行全局BA优化,构建果园三维稠密地图。在KITTI数据集序列上进行测试,本文所改进的ORB-SLAM2算法的绝对轨迹误差更加收敛,轨迹误差标准差在00和07序列分别下降60.5%和62.6%,在其他序列上也有不同程度下降,表明本文算法定位精度较原始算法有所提高。不同光照环境下进行算法性能测试,结果表明本文算法较原始算法能更好地适应不同光照条件,在较强光照、正常光照、偏弱光照和阴雨天气下特征点平均匹配数量增加5.32%、4.53%、8.93%、12.91%。进行果园直线和稠密建图试验,结果表明直线行驶偏航角更加收敛,定位精确度高,关键帧提取数量较原始算法下降2.86%、平均跟踪时间减少39.3%;稠密建图效果好,能够很好地反映机器人位姿和果园真实环境信息,满足果园三维稠密点云地图构建需求,可为果园机器人导航路径规划提供支持。

关键词：果园稠密建图自适应阈值特征提取 ORB-SLAM2 双目相机

融合边缘采样和Tri-training的用户评论情感分析方法

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数据分析与知识发现 2024年第5期8卷 102-112页

作者：江亿平张婷夏争鸣李玉花张兆同南京农业大学信息管理学院南京210031 南京农业大学人工智能学院南京210031

【目的】针对用户评论数据量大、情感倾向模糊、内容短小等特点,提出融合边缘采样和Tri-training的用户评论情感分析方法。【方法】通过构建基于一对多拆解策略的多分类支持向量机,并融合考虑余弦相似度的边缘采样策略构造初始集,提出... 详细信息

【目的】针对用户评论数据量大、情感倾向模糊、内容短小等特点,提出融合边缘采样和Tri-training的用户评论情感分析方法。【方法】通过构建基于一对多拆解策略的多分类支持向量机,并融合考虑余弦相似度的边缘采样策略构造初始集,提出结合软投票机制的Tri-training算法。【结果】本文算法对Tri-training算法投票机制的改进,进一步减小了多个分类器对于样本分类投票判断失误的概率,使所有类别精确率均在79%以上。【局限】未考虑多媒体数据的信息提取。【结论】与传统及近年改进的半监督学习算法相比,本文提出的融合边缘采样和Tri-training的算法在分类准确率和效率上具有一定的优越性。

关键词：用户评论情感分析边缘采样 Tri-training

设施园艺电驱移动平台轮毂电机设计及其磁-热耦合性能

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农业工程学报 2024年第13期40卷 15-24页

作者：鲁应涛姜逸菲刘逸龙罗志涛郑恩来鲁植雄沈成汪小旵南京农业大学工学院南京210031 农业农村部南京农业机械化研究所南京210014

针对设施园艺作业场景下电驱移动平台的低速大扭矩牵引作业需求,该研究设计了一种减速内转子轴向磁通轮毂电机,建立电机的电磁有限元模型并分析其电磁和损耗特性。考虑到绕组电阻率受温度变化影响,构建基于热网络法的轮毂电机磁-热耦合... 详细信息

针对设施园艺作业场景下电驱移动平台的低速大扭矩牵引作业需求,该研究设计了一种减速内转子轴向磁通轮毂电机,建立电机的电磁有限元模型并分析其电磁和损耗特性。考虑到绕组电阻率受温度变化影响,构建基于热网络法的轮毂电机磁-热耦合改进模型。与台架试验结果相比,基于改进模型获得的转矩预测值较传统模型的精度提高了5.33%,验证了模型的正确性。利用改进模型分析了温度和相电流对电机转矩特性的影响,仿真结果表明,输出转矩随电机温度增加而降低;在0~20 A,电机平均输出转矩与相电流呈线性关系。试验结果表明,轮毂电机功率随转速增加而增大,峰值功率可达4.59 kW,而转矩基本保持恒定;在转速450~900 r/min、转矩300~600 N·m时,电机效率高达93.2%。研究结果可为轴向磁通电机初步设计与多场耦合影响下电机性能分析提供思路。

关键词：农业电机模型热网络法磁-热耦合温升特性

“根际土-沙氏鹿茸草-寄主植物”连续体碳氮磷生态化学计量特征及耦合关系研究

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生态学报 2024年第18期 8326-8337页

作者：成琳郭巧生朱再标刘一帆陈词郝佳怡李炎枋张欣刘畅南京农业大学中药材研究所

以半寄生药用植物沙氏鹿茸草各器官、寄主白花檵木各器官以及沙氏鹿茸草根际土壤为研究对象，采用异速生长分析、冗余分析等方法研究“根际土-沙氏鹿茸草-寄主植物”连续体的碳氮磷化学计量特征及耦合关系，以期揭示连续体中养分流动规... 详细信息

以半寄生药用植物沙氏鹿茸草各器官、寄主白花檵木各器官以及沙氏鹿茸草根际土壤为研究对象，采用异速生长分析、冗余分析等方法研究“根际土-沙氏鹿茸草-寄主植物”连续体的碳氮磷化学计量特征及耦合关系，以期揭示连续体中养分流动规律、沙氏鹿茸草及其寄主的养分限制情况及养分利用策略。结果表明：（1）沙氏鹿茸草根际土壤具有高C、高N而缺P的特征，养分有效性低。根据N/P阈值假说，推测沙氏鹿茸草及其寄主主要受P限制。（2）异速生长分析显示沙氏鹿茸草各器官营养元素累积速度表现为C更多还原AbstractFilter('ChDivSummary', 'ChDivSummaryMore', 'ChDivSummaryReset');

关键词：沙氏鹿茸草生态化学计量学养分限制器官土壤

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怀远县糯米加工甜酒酿适用性研究

食品工业科技 2024年第14期45卷 271-281页

作者：韩腾陆波韩永斌陶阳丁艳锋李丹丹南京农业大学食品科技学院江苏南京210095 南京农业大学-怀远糯稻产业研究院安徽蚌埠233040 南京农业大学农学院江苏南京210095

本论文旨在筛选适合酿造甜酒酿的糯米品种。以怀远县25种常见糯米品种为对象,分析制得甜酒酿的原料组成和理化性质,利用电子鼻、电子舌和感官评定等测定其感官品质,并通过相关性分析阐明原料组成、酒酿理化性质和感官品质的关系。结果表... 详细信息

本论文旨在筛选适合酿造甜酒酿的糯米品种。以怀远县25种常见糯米品种为对象,分析制得甜酒酿的原料组成和理化性质,利用电子鼻、电子舌和感官评定等测定其感官品质,并通过相关性分析阐明原料组成、酒酿理化性质和感官品质的关系。结果表明,25种糯米的总淀粉含量59.0~81.0 g/100 g,直链淀粉含量1.0~3.5 g/100 g,蛋白质含量6.6~8.5 g/100 g。25种甜酒酿的酒精度0.8%vol~2.8%vol、还原糖含量15.5~31.8 g/100 g、总酸含量0.29~0.66 g/100 g,均达到米酒农业标准规定的清汁型米酒的要求。所有酒酿均具有一定的抗氧化能力;其中‘富糯628’品种制得酒酿的体外抗氧化活性最好,DPPH自由基清除率和铁离子还原能力分别达71.3%和15.7μg VC/mL。25种酒酿的感官存在明显差异;13种甜酒酿的感官品质显著优于市售孝感佬米酒,其余12种甜酒酿则与其相似。还原糖和总酸含量是影响产品感官评分的最关键因素(P<0.05);‘富糯628’制得的酒酿兼备感官品质高和抗氧化效果好的优点,具有开发新型特色风味和功能型甜酒酿的潜力。

关键词：甜酒酿理化性质感官品质

青贮甘蔗梢替代玉米秸秆对湖羊生长性能、消化代谢及肉品质的影响

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南京农业大学学报 2024年第2期47卷 351-358页

作者：李娟于晓青马键宇邓凯平冯旭郑健樊懿萱南京农业大学羊业科学研究所江苏南京210095

[目的]本试验旨在探索青贮甘蔗梢替代青贮玉米秸秆作为肉羊日粮的可行性,并确定最佳的替代比例。[方法]选取3月龄、体重相近[(20.15±2.18)kg]的健康湖羊公羔48只,随机分成4组,每组3个重复,分别用青贮甘蔗梢替代0%(对照组)、50%(A组)、7... 详细信息

[目的]本试验旨在探索青贮甘蔗梢替代青贮玉米秸秆作为肉羊日粮的可行性,并确定最佳的替代比例。[方法]选取3月龄、体重相近[(20.15±2.18)kg]的健康湖羊公羔48只,随机分成4组,每组3个重复,分别用青贮甘蔗梢替代0%(对照组)、50%(A组)、75%(B组)、100%(C组)青贮玉米秸秆饲喂,预试期10 d,正试期为60 d。试验开始和结束时测定湖羊生产性能,并采集血液样品进行血清生化分析;饲喂试验结束后,从每组不同重复各选择1只湖羊屠宰,测定其屠宰性能及肉品质;从每组不同重复再挑选3只湖羊进行消化代谢试验,测定养分消化代谢参数。[结果]B组和C组平均日增重、胴体重和屠宰率显著高于A组和对照组(P0.05)。青贮甘蔗梢替代75%和100%青贮玉米秸秆可以显著提高湖羊生长性能和屠宰性能,而且对湖羊血清生化指标、组织器官发育和肉品质无不利影响。[结论]青贮甘蔗梢可替代青贮玉米秸秆饲喂肉羊,且最佳替代比例为75%~100%。

关键词：青贮甘蔗梢湖羊生长性能消化代谢屠宰性能肉品质

基于文献数据的PAHs生态安全土壤环境基准研究

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土壤学报 2024年第3期61卷 757-769页

作者：邓继宝项大洲林伯正胡小婕王贺飞高彦征南京农业大学土壤有机污染控制与修复研究所南京210095

多环芳烃(Polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)具有致癌、致畸、致突变等“三致”效应,其造成的土壤污染问题受到世界各国的强烈关注。然而我国基于生态安全的土壤风险筛选值和管控标准仍未确立,致使当前土壤生态安全风险评估仍无... 详细信息

多环芳烃(Polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)具有致癌、致畸、致突变等“三致”效应,其造成的土壤污染问题受到世界各国的强烈关注。然而我国基于生态安全的土壤风险筛选值和管控标准仍未确立,致使当前土壤生态安全风险评估仍无据可依。通过系统调研国内外土壤中PAHs的生态毒性研究结果,针对16种优先控制PAHs,筛选获得248组毒性数据(Effect concentration10,EC10和No observed effect concentration,NOEC),并利用物种敏感性分布法推导出不同用地方式下各PAH的生态安全土壤环境基准。不同用地方式下各PAH的生态安全土壤环境基准分别为1.00~10.60 mg·kg^(–1)(自然保护地和农用地)、1.03~25.44 mg·kg^(–1)(公园用地)、1.12~51.00 mg·kg^(–1)(住宅用地)、1.20~68.41 mg·kg^(–1)(商服及工业用地)。该研究结果可为我国土壤生态安全环境质量标准的制定和PAHs污染土壤的生态风险评估提供数据支撑和方法指导。

关键词：土壤多环芳烃物种敏感性分布法生态安全土壤环境基准

球囊霉素相关土壤蛋白影响土壤中PAHs结合态残留的规律及机制

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环境科学学报 2024年第2期44卷 396-405页

作者：冷港华周贤凌婉婷王建南京农业大学土壤有机污染控制与修复研究所南京210095

土壤中多环芳烃(PAHs)结合态残留可重新被释放,从而对生态安全和人类健康造成威胁.因此,了解PAHs结合态残留在土壤中的释放规律,对于评估PAHs在土壤中的归趋和风险至关重要.土壤有机质会显著影响环境中有毒有机污染物的迁移转化行为.球... 详细信息

土壤中多环芳烃(PAHs)结合态残留可重新被释放,从而对生态安全和人类健康造成威胁.因此,了解PAHs结合态残留在土壤中的释放规律,对于评估PAHs在土壤中的归趋和风险至关重要.土壤有机质会显著影响环境中有毒有机污染物的迁移转化行为.球囊霉素相关土壤蛋白(GRSP)在陆地生态系统中广泛存在,是土壤有机质(SOM)的重要组成部分.目前已有GRSP对土壤中PAHs形态变化的相关研究,然而关于GRSP对土壤中PAHs结合态残留释放的影响尚不清楚.为了探究添加外源GRSP条件下,土壤中PAHs结合态残留释放的基本规律及其潜在机制,本研究通过批量平衡试验结合固相微萃取法研究了GRSP影响土壤中PAHs结合态残留的规律及机制.结果显示,外源GRSP可显著促进土壤中PAHs结合态残留释放,且随着GRSP浓度的增加,中环和高环PAHs结合态残留释放量随之增加.与未添加GRSP的对照组相比,土壤中ΣPAHs释放量提高了18.7%~54.2%,并且总GRSP(T-GRSP)对PAHs结合态残留释放的提升率始终高于易提取GRSP(EE-GRSP).向土壤中施加GRSP后,液相中溶解性有机质(DOM)浓度增加了35.0mg·L^(-1)以上,土壤中PAHs结合态残留释放量也随之增加.此外,还发现T-GRSP与PAHs的结合能力比EE-GRSP强.GRSP浓度及GRSP与PAHs的结合能力是影响PAHs结合态残留释放的重要因素.研究结果表明,不可将PAHs结合态残留作为土壤修复的终点,仍需考虑结合态残留的再释放对土壤环境和生态系统产生的危害影响.

关键词：多环芳烃(PAHs) 土壤球囊霉素相关土壤蛋白结合态残留释放

基于无人机图像和SHAP特征筛选的小麦田间产量预测方法研究

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麦类作物学报 2024年

作者：朱志畅葛焱臧晶荣李庆金时超徐焕良翟肇裕南京农业大学前沿交叉研究院南京农业大学工学院南京农业大学农学院南京农业大学人工智能学院

为了探寻适宜的小麦产量预测模型并提高其精度,从冬小麦灌浆期的无人机多光谱和RGB图像中提取了14种光谱参数和28种形态参数作为特征变量,利用线性回归、随机森林、神经网络等10种机器学习方法构建小麦田间产量预测模型,并比较了模型间... 详细信息

为了探寻适宜的小麦产量预测模型并提高其精度,从冬小麦灌浆期的无人机多光谱和RGB图像中提取了14种光谱参数和28种形态参数作为特征变量,利用线性回归、随机森林、神经网络等10种机器学习方法构建小麦田间产量预测模型,并比较了模型间预测能力的差异;同时,引入机器学习事后可解释性方法SHAP对输入的特征变量进行重要性分析和筛选,了解其提高模型预测能力的效果。结果表明:(1)10种机器学习模型中,误差逆传播神经网络BPNN的产量预测表现最好(r2=0.826,RMSE=0.094 t·hm-2);(2)根据SHAP确定的特征变量重要性排序,花青素反射指数ARI和三维冠层体积Volume对于预测结果的影响最大,占全部特征重要性总和的45.48%;(3)经过SHAP特征筛选后,确定了在BPNN产量预测模型上表现最优的9个特征变量,其预测结果r2为0.865,RMSE为0.075 t·hm-2,比使用全特征的BPNN和事前Pearson相关性分析方法在预测精度上均有提升。因此,在优选产量预测模型基础上,可采用SHAP机制对特征变量的重要性进行筛选和分析,以此进一步提高田间小麦产量预测精度。

关键词：小麦无人机图像机器学习 SHAP加性解释方法产量预测