《智慧农业（中英文）》文章盲盒来了（3）
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基于地形特征的无人机遥感梯田影像边缘提取方法
摘要：梯田具有蓄水固沙的作用，是旱作农业区重点建设的高产稳产农田设施，为粮食增产、农民增收提供了有力保障。因仅基于影像数据采用边缘提取方法进行梯田区域分割效果不理想，及时准确地掌握梯田信息较为困难。无人机遥感技术的不断发展为高精度梯田地形信息的获取提供了新方法。本研究以甘肃省榆中县为例，首先从数字高程模型数据中提取坡度，将正射影像与坡度数据融合，并通过基于Canny算子的粗边缘提取方法和基于多尺度分割的精细边缘提取方法，对比分析坡度对无人机遥感梯田影像边缘提取的影响。试验结果表明，正射影像和坡度融合的提取效果均优于单一的正射影像数据提取效果，粗边缘提取方法中正射影像和坡度融合的数据源精度平均提高了23.97%，精细边缘提取方法中正射影像和坡度融合的数据源精度平均提高了17.84%。研究表明，在无人机遥感梯田影像边缘提取中加入一定的地形特征，可以取得更好的边缘提取效果。
关键词：无人机影像；梯田；边缘提取；坡度；区域分割
引文格式：杨亚男, 康洋, 樊晓, 常亚栋, 张瀚文, 张宏鸣. 基于地形特征的无人机遥感梯田影像边缘提取方法[J]. 智慧农业, 2019,1(4): 50-61.
YANG Yanan, KANG Yang, FAN Xiao, CHANG Yadong, ZHANG Hanwen, ZHANG Hongming. Edge extraction method of remote sensing UAV terrace image based on topographic feature[J]. Smart Agriculture, 2019, 1(4): 50-61. (in Chinese with English abstract)
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面向农产品交易流程的多链式区块链应用技术研究
摘要：区块链技术由于其分布式存储、交易信息透明、可追溯性强等特点，同中国农产品交易体系具有很好的互补性和适用性，应用前景广阔。然而中国的农产品交易体系又具有产品多样性、交易流程复杂性、用户群体的广泛性和分散性、隐私保护性等特点，为区块链技术在中国的农产品交易信息体系中的应用造成了很多现实困难。针对以上问题，本研究采用联盟链的设计思想，提出了包括农产品交易信息链、用户信息链、农产品信息链的多链式农产品交易信息区块链应用技术。农产品信息链提供农产品的详细信息，并保证信息的可追溯性和不可篡改性。在用户信息链中引入区块链节点准入机制，为农产品交易平台提供实名制凭证登记与管理功能。交易信息链记录所有交易智能合约的处理结果，通过加入通道技术，实现不同交易信息的相互隔离，可满足交易信息和用户数据的隐私保护和交易数据的快速处理。通过智能合约对交易利润进行自动分成，提高执行效率，降低交易成本，最终建立了透明、高效、适用性强的农产品交易区块链架构。
关键词：农产品交易；区块链；智能合约；共识；联盟链
引文格式：梁昊, 刘思辰, 张一诺, 吕科. 面向农产品交易流程的多链式区块链应用技术研究[J]. 智慧农业, 2019, 1(4): 72-82.
LIANG Hao, LIU Sichen, ZHANG Yinuo, LYU Ke. Multi-blockchain application technology for agricultural products transaction[J]. Smart Agriculture, 2019, 1(4): 72-82. (in Chinese with English abstract)
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拖拉机自动转向试验台研制
摘要：农业机械自动转向是实现农业机械自动化和智能化的关键技术之一，农田作业工况较为复杂，拖拉机自动转向装置的现场安装调试费时费力。针对这一问题，本研究研制了一种拖拉机自动转向试验台，对拖拉机自动转向装置进行模拟调试与测试以保证其控制的准确性和可靠性，从而减少田间测试时间，降低安装使用成本。本研究选用120马力拖拉机前桥，通过对机械结构、液压系统和电气控制系统的设计计算，搭建了拖拉机自动转向试验台。利用惯性测量单元对转向系统工作性能进行测试，试验结果表明方向盘平均转向间隙为16.48°，车轮平均转角延迟时间为0.14s，响应速度和稳定性符合农业机械转向要求。所研制的拖拉机自动转向试验台能够用于测试拖拉机前桥的工作状态，并对其转向性能参数进行准确采集和记录，可为农业机械自动转向装置的调试和性能检测提供一个高效可靠的测试平台。
关键词：拖拉机；自动转向；试验台；自动控制
引文格式：杜娟, 李敏, 金诚谦, 印祥. 拖拉机自动转向试验台研制[J]. 智慧农业, 2019, 1(2): 85-93.
DU Juan, LI Min, JIN Chengqian, YIN Xiang. Development of an automatic steering test bench for tractors[J]. Smart Agriculture, 2019, 1(2): 85-93. (in Chinese with English abstract)
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基于3D打印的柔性机械手研制及试验研究
摘要：果实采摘是农业种植生产过程中最耗时费力的环节。为了实现果实的良好抓取，本研究设计了一款结构精简、具有自适应性的柔性机械手。该机械手由柔性手指、气动元件、手腕和底座组成，基于3D打印制作，装配简单。其中，气动元件和柔性手指由柔性材料TPU和PLA打印而成，手腕为具有柔性的一体件打印而成；利用气动元件的伸缩功能实现对手腕的驱动，带动柔性手指自适应变形抓取果实。结合常曲率变形和D-H坐标法建立了单手腕的运动学模型。在此基础上，进行了柔性机械手功能性验证试验和安全测试试验。试验结果表明，柔性机械手具有适应果实的形状进行自适应抓取的功能，对表皮较为脆弱的果实没有损伤；气动元件满足使用要求，可以完成对手腕的动作驱动。研究结果将为机械手柔性抓取结构的设计提供参考价值。
关键词：柔性机械手；3D打印；运动学；自适应；接触力
引文格式：高国华, 董增雅, 孙晓娜, 王皓. 基于3D打印的柔性机械手研制及试验研究[J]. 智慧农业, 2019, 1(1): 85-95.
GAO Guohua, DONG Zengya, SUN Xiaona, WANG Hao. Development and test of a flexible manipulator based on 3D printing[J]. Smart Agriculture, 2019, 1(1): 85-95. (in Chinese with English abstract)
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基于嵌入式系统的小麦条锈病远程监测平台设计与试验
摘要：为了实现用户对大田小麦条锈病发病状况的远程实时监测，本研究设计并搭建了基于嵌入式系统的小麦条锈病远程监测平台。首先基于Arduino微控制器和42步进电机控制的六棱柱转轴和传送装置结合，通过蓝牙控制六棱柱转轴上的电磁吸附装置吸附金属加工后的载玻片设计了孢子捕捉器，实现了空气中小麦条锈病孢子图像的采集；其次，通过高倍光学显微镜和电子目镜将采集到的孢子图像通过Linux核心板上传至云端服务器，并通过基于Python3.6的图像处理算法对图像进行中值滤波、边缘提取、角点检测等处理实现孢子计数；最后通过基于Android平台的应用软件实现远程查看孢子图像和计数处理结果。试验结果表明，该平台服务器图像处理算法可实现孢子的准确计数，对测试图像的计数准确率为100%，孢子捕捉器的玻片切换成功率为95%。该研究可为大田小麦条锈病的实时监测奠定基础，也可为大田内其他气传病害的监测提供借鉴。
关键词：小麦条锈病；互联网+；嵌入式系统；远程监测；图像处理；孢子计数
引文格式：季云洲, 都盛佳, 纪同奎, 宋怀波. 基于嵌入式系统的小麦条锈病远程监测平台设计与试验[J]. 智慧农业, 2019, 1(3): 100-112.
JI Yunzhou, DU Shengjia, JI Tongkui, SONG Huaibo. Design and test of wheat stripe rust remote monitoring platform based on embedded system[J]. Smart Agriculture, 2019, 1(3): 100-112. (in Chinese with English abstract)
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基于长短时记忆网络（LSTM）的蟹塘溶解氧估算优化方法
摘要：水中溶解氧含量低会影响螃蟹的成活率，保证溶解氧含量的精准预测非常重要。目前，溶解氧传感器价格昂贵且易遭受腐蚀，因此通过相关变量来间接估计溶解氧浓度有重要的意义。本研究在长短时记忆网络（LSTM）模型的基础上，优化LSTM反向传播时的损失函数，提出了提高低溶解氧含量估算精度的溶解氧预测模型（LDO-LSTM）。LDO-LSTM的损失函数是在平均绝对百分比误差（MAPE）基础上，根据溶解氧值的变化趋势和溶解氧浓度大小，分别赋予不同权值的权重函数，并通过均方根误差（RMSE）和MAPE来评估LDO-LSTM和LSTM在不同范围的溶解氧估算能力。对模型的测试试验结果表明：在溶解氧高于6mg/L时，LDO-LSTM和LSTM的RMSE、MAPE差值稳定在0.1左右；在溶解氧低于6mg/L时，LDO-LSTM的RMSE值和MAPE值分别比LSTM低0.25和0.139，说明了LDO-LSTM网络不但可以保证整体溶氧预测精度，而且能够提高较低溶解氧值的估算精度。本研究将对降低水产养殖成本、提高溶解氧估算精度有参考的作用。
关键词：溶解氧；长短时记忆网络；损失函数；平均绝对百分比误差MAPE
引文格式：朱南阳, 吴 昊, 尹达恒, 王志强, 蒋永年, 郭 亚. 基于长短时记忆网络（LSTM）的蟹塘溶解氧估算优化方法[J]. 智慧农业, 2019, 1(3): 67-76.
ZHU Nanyang, WU Hao, YIN Daheng, WANG Zhiqiang, JIANG Yongnian, GUO Ya. An improved method for estimating dissolved oxygen in crab ponds based on Long Short-Term Memory[J]. Smart Agriculture, 2019, 1(3): 67-76. (in Chinese with English abstract)