人工智能在我国现代农业中的应用研究综述
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人工智能在智能农业中的应用研究随着科技的飞速发展,人工智能(AI)已经逐渐渗透到各个领域,农业也不例外。
智能农业作为现代农业的重要发展方向,正借助人工智能技术实现生产方式的变革和效率的提升。
在农业生产的诸多环节中,人工智能都发挥着重要作用。
比如在种植领域,通过对土壤、气候、作物生长等数据的分析,AI 能够为农民提供精准的种植建议,包括种植时间、种植品种、种植密度等。
过去,农民往往凭借经验来决定种植计划,但这种方式存在很大的不确定性和风险。
而借助 AI 的数据分析和预测能力,农民可以更加科学合理地安排种植,提高土地利用率和作物产量。
在农作物的生长监测方面,人工智能同样表现出色。
利用无人机搭载的高清摄像头和传感器,能够实时获取农田的图像和数据。
AI 系统可以对这些图像进行分析,识别出农作物的生长状况、病虫害情况等。
与传统的人工巡查相比,这种方式不仅效率更高,而且能够更及时地发现问题,为采取相应的防治措施争取时间。
例如,当 AI 系统检测到某片区域的农作物出现病虫害迹象时,会立即向农民发出警报,并提供针对性的防治方案,从而有效减少病虫害对农作物的损害。
在农业灌溉方面,人工智能也带来了创新的解决方案。
传统的灌溉方式往往存在水资源浪费和灌溉不均匀的问题。
而基于 AI 的智能灌溉系统,可以根据土壤湿度、作物需水量等因素,自动调整灌溉时间和水量。
通过传感器实时监测土壤水分含量,AI 算法能够精确计算出所需的灌溉量,实现精准灌溉。
这不仅节约了水资源,还提高了灌溉效率,为农作物的生长创造了更有利的条件。
在农产品的采摘环节,人工智能技术也有应用。
一些先进的采摘机器人配备了视觉识别系统和机械手臂,能够准确识别成熟的果实,并进行采摘。
与人工采摘相比,采摘机器人可以不知疲倦地工作,大大提高了采摘效率,同时降低了人工成本。
此外,这些机器人还能够根据果实的成熟度和品质进行分类,提高农产品的商品化率。
除了生产环节,人工智能在农产品的销售和市场预测方面也发挥着作用。
人工智能技术在农业领域中的应用研究综述人工智能技术在农业领域的应用研究综述摘要:人工智能技术作为现代科技的重要组成部分,在农业领域具有广阔的应用前景。
通过对人工智能技术在农业领域的应用研究进行综述,可以深入了解当前人工智能技术在农业生产中的应用现状及未来发展趋势,为农业领域的智能化发展提供借鉴和思路。
1. 引言农业是国家经济的重要支柱,而面对全球人口的不断增长和农业生产效益的提升要求,传统农业面临着生产效率低下、资源浪费、环境污染等问题。
而人工智能技术作为一种信息技术手段,可以提供复杂、智能化的决策支持,为农业生产提供更多的数据分析和决策依据,因而得到广泛关注。
本文将综述人工智能技术在农业领域的应用研究,包括植保无人机、智能化设备、大数据分析和预测等方面的进展和应用现状,为农业智能化发展提供参考。
2. 植保无人机的应用植保无人机是一种利用无人机技术和人工智能技术进行农田植保的新型农业生产工具。
通过多光谱成像技术和智能图像识别技术,植保无人机可以快速扫描农田,检测病虫害、营养状况等问题,并及时喷洒农药或补充适当肥料,提高农作物的产量和质量,减少资源浪费。
目前已有多家农业科技企业推出植保无人机产品,应用前景广阔。
3. 智能化设备的应用智能化设备是指在农业生产中集成人工智能技术的各类农机设备。
例如,在播种阶段,智能化设备可以根据土壤条件和气象信息,智能调整播种深度和间距,提高播种准确性和效率。
在收割阶段,智能化设备可以通过机器视觉技术,自动识别农作物的成熟程度,并实现无人驾驶自动收割。
此外,智能化设备还可以通过传感器技术和数据分析,实现精准施药、水肥一体化等操作,提高农业生产效益。
4. 大数据分析和预测的应用大数据分析和预测是利用大数据技术和人工智能技术对农业生产中的各类数据进行深入分析和预测,以提供科学决策依据的方法。
例如,通过对气象数据、土壤数据、作物生长数据等进行分析和建模,可以预测未来的气候变化和作物生长状况,帮助农民制定科学的农业生产计划。
人工智能技术在现代化农业中的应用研究随着人工智能技术不断成熟和发展,它正在逐渐地渗透到我们生活的各个方面,其中农业也不例外。
以人工智能技术为主要手段的现代化农业,已成为人们关注的焦点之一。
一、人工智能技术在农业领域的应用1.农业生产管控系统农业生产管控系统是人工智能技术在农业领域的重要应用之一。
该系统通过采用传感、智能识别和控制技术等手段,对农业生产全过程实现动态的、全面的监测和调控,提升农业生产效率和品质。
例如,该系统通过智能分析,可以根据不同的气象条件,实施精准的种植、施肥和灌溉等措施,为作物生长提供有力的保障。
2.智能植保系统智能植保系统是指利用机器视觉、语音识别等人工智能技术,对农业生产中的病虫害、杂草等有害因素进行实时监测,并采取有效措施进行精准打击。
该系统通过对有害生物的识别和分析,实现对害虫数量、病害进展等信息的记录和分析,提供科学有效的农药施用方案。
这种精准的植保方案可以极大地避免了农药使用过多造成的安全问题,对农业生产质量提升有直接的帮助。
3.智能化种植与养殖智能化种植与养殖是指采用人工智能技术,对种植和养殖过程进行智能化的管理和控制。
该技术通过大数据分析、云计算技术等,对农作物和家畜的生长环境、健康状况进行全面监测,并通过智能控制设备,实现智能化的精准操作,从而提高农作物和家畜的生长质量和产出率。
二、人工智能技术在现代化农业中的优势1.提高农业生产效率采用人工智能技术进行农业生产管理和控制,可以实现精准化、高效化的管理和调控,避免了由于人为因素造成的误操作和浪费现象。
通过合理的种植、施肥、灌溉、植保和采收等措施的优化,可以最大限度地发挥资源的利用效率,提升农业生产效率和品质。
2.降低农产品成本采用人工智能技术管理和调控农业生产,可以有效避免成本的浪费和无效的农产品。
通过人工智能技术对农业生产的全过程进行精准的掌控和管理,可以避免不必要的资源浪费,同时实现成本的降低,保证农产品的质量合格且价格合理。
人工智能在智能农业系统中的应用调研报告一、引言随着科技的飞速发展,人工智能(AI)已经逐渐渗透到各个领域,农业也不例外。
智能农业系统作为现代农业的重要发展方向,借助人工智能技术实现了农业生产的智能化、精准化和高效化。
为了深入了解人工智能在智能农业系统中的应用情况,我们进行了此次调研。
二、人工智能在智能农业系统中的主要应用领域(一)农业生产环境监测通过传感器和图像识别技术,人工智能可以实时监测土壤湿度、温度、酸碱度,以及空气温度、湿度、光照强度等环境参数。
这些数据经过分析和处理,能够为农民提供精准的种植建议,例如何时浇水、施肥、通风等,从而优化农作物的生长环境,提高产量和质量。
(二)农作物病虫害监测与预警利用图像识别和深度学习算法,人工智能能够快速准确地识别农作物上的病虫害症状。
通过对大量病虫害图像的学习和训练,系统可以在早期发现病虫害的迹象,并及时发出预警,帮助农民采取相应的防治措施,减少病虫害对农作物的损害。
(三)农业机器人农业机器人是人工智能在农业中的重要应用之一。
例如,采摘机器人可以根据果实的成熟度和形状,自动完成采摘工作,不仅提高了采摘效率,还减少了人工采摘过程中的损伤。
除草机器人能够精准识别杂草并进行清除,避免了化学除草剂的使用,降低了对环境的污染。
(四)精准农业基于卫星定位和地理信息系统,人工智能可以实现精准播种、施肥和喷药。
根据农田中不同区域的土壤肥力和作物生长状况,制定个性化的作业方案,避免资源浪费,提高农业投入品的利用率,降低生产成本。
(五)农产品质量检测借助人工智能的图像识别和数据分析技术,可以对农产品的外观、大小、色泽等进行检测,判断其是否符合质量标准。
同时,还可以检测农产品中的农药残留、重金属含量等,保障食品安全。
三、人工智能在智能农业系统中应用的优势(一)提高生产效率人工智能技术能够实现农业生产的自动化和智能化,大大减少了人工劳动强度和时间成本。
例如,农业机器人可以 24 小时不间断工作,完成重复繁琐的任务,提高作业效率。
人工智能在农业领域的应用研究近年来,随着人工智能技术的快速发展,农业领域也逐渐开始采用这些技术来提升生产效率、改善农业管理和决策能力。
人工智能在农业领域的应用研究已成为热门的研究方向,对于农业发展和粮食安全具有重要意义。
本文将讨论人工智能在农业领域的应用研究,并分析其在农业生产、农业管理和农业决策等方面的具体应用。
一、人工智能在农业生产方面的应用1. 农作物种植管理人工智能可以通过分析土壤、水分和气候等环境数据,预测农作物的生长状况和产量。
利用机器学习算法和大数据分析,可以帮助农民选择最佳的播种时间、施肥量和灌溉策略,从而提高农作物的产量和质量。
2. 农作物病虫害监测通过图像识别和机器学习技术,人工智能可以识别和监测农作物上的病虫害情况。
农民可以及时采取措施来防治病虫害,减少农药的使用,降低生产成本,提高农作物的品质和产量。
3. 农业机械自动化人工智能技术可以应用于农业机械,实现自主导航和自动控制。
例如,无人机可以用于精确喷洒农药和施肥,避免过量使用农药和化肥,减少对环境的污染。
此外,人工智能还可以应用于智能农业机器人,实现作业自动化和智能化。
二、人工智能在农业管理方面的应用1. 农业数据分析与预测通过分析农业数据,人工智能可以帮助农业管理者进行决策和规划。
例如,利用机器学习算法,可以预测市场需求和价格变动趋势,帮助农业企业进行调控和决策。
2. 农田水利管理结合传感器和人工智能技术,可以实时监测农田的水分状况,预测灌溉需求,并自动控制灌溉系统。
这样可以节约用水、提高灌溉效率,降低用水成本,并保证农作物的健康生长。
3. 牲畜养殖管理人工智能技术可以用于监测牲畜的饮食、环境和健康状况。
通过分析数据,可以提供给养殖场管理者关于饲养和健康管理的建议,提高养殖效益,减少疾病的发生。
三、人工智能在农业决策方面的应用1. 农业政策推演结合人工智能技术和农业数据库,可以分析农业政策的效果和影响,为政府提供决策支持和参考,优化农业政策的制定和调整。
人工智能技术在智慧农业中的应用研究智慧农业是指运用现代信息技术、互联网技术和人工智能技术对农业进行全过程管理和智能化决策的一种农业生产方式。
随着人工智能技术的发展和普及,智慧农业正逐渐成为农业现代化的关键领域。
本文将从不同角度探讨人工智能技术在智慧农业中的应用研究。
一、农产品质量监测与预测利用人工智能技术,可以对土壤、水质以及农产品中的有害物质等进行监测和预测。
通过采集大量的传感器数据,利用机器学习算法,可以实时监测土壤中的养分含量、pH值等指标,调控施肥和灌溉,从而提高农作物的生长质量。
同时,还可以利用图像识别技术对农产品进行检测,如水果疵点、病虫害等,提前预测并采取相应措施,提高农产品的质量和产量。
二、智能化农事管理智能化农事管理是人工智能技术在智慧农业中的又一重要应用。
通过集成大数据分析和智能决策系统,可以实现对农田、农作物和农机的全过程管理。
例如,利用无人机和卫星遥感技术,可以实时监测农田的土壤湿度、作物生长状态,帮助农民及时调整农事管理措施。
同时,结合机器学习算法,可以对农机进行智能调度和优化,提高农业生产效率和可持续发展。
三、智能化养殖管理在畜牧业方面,人工智能技术也有广泛的应用。
利用智能感知设备和数据分析技术,可以对养殖场的环境、饲料供给以及动物健康状况进行监测和管理。
通过传感器采集的数据,可以实时监测养殖环境的温度、湿度、气体浓度等指标,及时采取相应措施以提高养殖效果。
同时,利用机器学习算法,可以对畜禽的行为和健康状态进行分析,提前预测疾病风险,减少养殖损失。
四、智慧农业决策支持人工智能技术可以为农业决策提供强有力的支持。
通过分析大数据和建立模型,可以预测未来的天气、市场需求、价格波动等因素,帮助农民优化农作物的种植结构和销售策略。
更进一步地,利用人工智能技术结合区块链技术,可以实现农产品的溯源和质量保证,对消费者提供更加安全可靠的农产品。
五、农业科研与创新人工智能技术在农业科研与创新领域也起到了重要作用。
人工智能在农业中的应用研究随着科技的不断进步,人工智能作为一种新型技术,将应用范围不断拓展。
在农业领域,人工智能的应用也吸引了越来越多的研究者关注。
本文将探讨人工智能在农业中的应用研究。
一、智能农业人工智能在农业中的应用主要表现为智能农业。
智能农业是利用新型技术如物联网、云计算、机器学习、大数据等,实现农业生产过程的智能化,提高农业生产效率和资源利用效率的一种农业生产模式。
智能农业主要应用有:智能耕作、智能灌溉、智能监测、智能管理等。
例如,智能化设备可以在农场中用于农业机械操作和电力管理,比如无人机、机器人等,来进一步提高劳动力和资源的利用效率。
又例如,智能灌溉系统可以对土壤含水量、作物生长状态等进行实时监控,通过数据分析来控制灌溉量,使土壤更适合作物生长。
智能农业的应用研究,主要集中在农场管理,农产品质量检测,气象预测以及农业教育等方面。
二、农业机器人农业机器人作为智能农业中的一种智能设备,是利用机器人技术和人工智能技术来完成农业生产过程的机器人。
农业机器人可以自动完成土地耕作、播种、植保、施肥、采摘等任务,可以有效地缓解劳动力紧缺和劳动强度大的问题。
例如,机器人可以在农田中完成定向播种,同时通过智能化设备和数据分析技术监控农田的土壤、水分、温度情况,以加强作物成长情况的预警。
机器人也可以完成植保工作,通过智能对比和分析作物生长状态以及对环境的影响等信息来确定最佳的植保时间和方法,以提高农业生产效率。
三、农产品质量检测农产品质量检测是农业生产中一个重要的环节,利用人工智能技术来检测农产品的质量,可以减少人为因素对农产品质量的影响,规范和提高农产品质量。
智能农产品质量检测主要应用有:图像识别、声音识别、气味识别等。
例如,通过图像识别技术检测农产品的外观与形态,以及表面微生物、病虫害、损伤等信息;通过声音识别技术检测水果以及蔬菜的甜度、味道等信息;通过气味识别技术检测腐烂、霉变、发酵等信息。
四、气象预测气象预测对于农业生产的稳定和可持续发展具有重要意义。
人工智能在智能农业系统中的应用调研报告一、引言农业作为人类社会的基础产业,一直以来都在不断寻求创新和发展的途径。
随着科技的飞速进步,人工智能(AI)逐渐走进农业领域,为农业生产带来了前所未有的变革。
本次调研旨在深入了解人工智能在智能农业系统中的应用现状、优势、面临的挑战以及未来的发展趋势。
二、人工智能在智能农业系统中的应用现状(一)农业机器人农业机器人能够完成播种、除草、采摘等一系列农业生产任务。
它们可以通过视觉识别系统准确地识别农作物和杂草,并且能够在复杂的农田环境中自主导航和工作,大大提高了农业生产效率,减轻了农民的劳动强度。
(二)智能灌溉系统基于人工智能的智能灌溉系统能够根据土壤湿度、气象条件等因素自动调节灌溉水量和时间。
通过传感器收集的数据,系统能够精确计算出农作物的需水量,实现水资源的高效利用,同时避免了过度灌溉或灌溉不足对农作物生长的影响。
(三)病虫害监测与防治利用图像识别技术和数据分析,人工智能可以实时监测农作物的病虫害情况。
一旦发现异常,系统能够及时发出警报,并提供相应的防治建议。
这有助于农民提前采取措施,减少病虫害造成的损失。
(四)农产品质量检测人工智能在农产品质量检测方面也发挥着重要作用。
通过机器视觉和深度学习算法,能够快速、准确地检测农产品的外观缺陷、营养成分等指标,确保农产品符合质量标准。
三、人工智能在智能农业系统中的优势(一)提高生产效率自动化的农业作业和精准的资源管理能够显著减少人力投入和时间成本,从而大幅提高农业生产效率。
(二)优化资源利用根据实时数据进行精准的灌溉、施肥和用药,能够最大限度地减少资源浪费,降低对环境的负面影响。
(三)提升农产品质量和安全性及时的病虫害监测和防治以及严格的质量检测,有助于保障农产品的质量和安全性,满足消费者对高品质农产品的需求。
(四)促进农业可持续发展合理利用资源、减少环境污染以及提高农业生产的稳定性,为农业的可持续发展提供了有力支持。
人工智能在农业现代化中的应用研究随着科技的不断发展,人工智能在各个领域都开始得到广泛的应用。
在农业领域,人工智能的应用也正在逐渐深入。
本文将从农业现代化的需求出发,探讨人工智能在农业现代化中的应用研究。
农业现代化是农业产业的重要发展方向,其核心目标是提高农业生产效率、品质和降低生产成本。
而人工智能技术因其在数据分析、识别和预测等方面的优势,成为农业现代化的重要推动力量。
在农业生产中,人工智能可以应用于种植、养殖、农产品加工等各个环节。
首先,在种植方面,人工智能可以通过分析土壤肥力、作物生长情况等数据,为农民提供种植计划,指导农民选择适合的种植品种和种植方式,提高农作物的产量和品质。
同时,人工智能还可以监测农作物的生长状态,及时预警病虫害和灾害风险,帮助农民减少损失。
在养殖方面,人工智能可以通过监测动物饲养环境、生长情况等数据,为养殖户提供管理建议,帮助养殖户提高畜禽的生长速度和品质,减少饲料浪费,降低养殖成本。
同时,人工智能还可以通过声音识别、视频监控等技术,实现对养殖场的智能监控,确保动物的健康和生长状况。
农产品加工是农业产业链中的重要环节,人工智能也可以在农产品加工中发挥作用。
通过对农产品进行智能分类、检测,提高农产品加工的效率和品质。
同时,在产品包装、运输等环节,人工智能也可以提供自动化解决方案,提高产品的供应链效率,降低运营成本。
总的来说,人工智能在农业现代化中的应用具有重要意义。
通过人工智能技术的应用,可以实现农业生产的智能化、精准化和高效化,提高农业产业的竞争力,推动农业现代化进程。
同时,人工智能还可以帮助农业生产更加可持续,降低资源浪费和环境污染,实现农业与生态环境的和谐发展。
在未来,随着人工智能技术的不断创新和发展,相信人工智能在农业现代化中的应用将会更加广泛和深入,为农业产业的转型升级提供更多可能性。
相信未来,农业生产将迎来更加美好的发展前景。
人工智能技术在智慧农业领域的应用研究智慧农业是指利用先进的信息技术和人工智能技术手段,对农业生产、经营和管理进行智能化、数字化、网络化和信息化的一种现代农业模式。
在过去的几年中,随着人工智能技术的不断发展和成熟,其在智慧农业领域的应用也越来越广泛。
本文将探讨人工智能技术在智慧农业中的应用现状以及未来的发展趋势。
一、智慧农业概述智慧农业是数字农业的进一步延伸,其核心是利用先进的信息技术和人工智能技术,实现对农田、农作物和农畜产品进行监测和管理,从而提高生产力和经济效益。
二、人工智能技术在智慧农业中的应用1. 农田监测与管理通过使用无人机、卫星等遥感技术,结合人工智能技术对农田进行监测与管理,可以实时获取农田的土壤湿度、气象信息等数据,为农作物的生长和管理提供科学依据。
2. 智能灌溉与施肥结合物联网技术和人工智能技术,可以对土壤水分及养分进行实时监测和分析,通过智能灌溉与施肥系统,实现农田的精确管理,避免传统农业中的水肥浪费问题。
3. 病虫害预警与防控利用人工智能技术,可以对病虫害的传播和发展进行预测和预警,及时采取相应的防治措施,降低病虫害损失,提高农作物产量和质量。
4. 农产品质量检测与追溯通过人工智能技术中的图像识别、数据分析等功能,可以对农产品进行质量检测,并将农产品与种植环境、生产工艺等数据进行关联,实现农产品的追溯与溯源,提高产品的安全性和可信度。
5. 农业机械化与智能化人工智能技术可以应用于农业机械化领域,实现农业机械的智能控制和自主运行,提高农业作业的效率和质量,减少人力成本。
三、人工智能技术在智慧农业领域的挑战与展望尽管人工智能技术在智慧农业领域取得了很多成果,但仍面临一些挑战。
首先,农业环境复杂多变,数据获取和处理仍然面临一定的困难。
其次,农民对于人工智能技术的应用需求和接受程度不够高,需要加大相关宣传和培训工作。
此外,农业产业链中各个环节之间的协同与协作也是一个亟待解决的问题。
人工智能在我国现代农业中的应用研究综述作者:李莉杰来源:《现代信息科技》2019年第05期摘 ;要:我国在2017年提到了人工智能的发展规划,其中包括人工智能在农业方面的应用。
目前,人工智能在我国已经应用于农业的各个方面,包括农作物的种子采集检测、农作物的监测、病虫害检测、对杂草的检测和清除果蔬的自动采摘以及快速分拣。
另外,在水产品的养殖、检测和畜牧业也有应用。
在农产品的销售和选种方面,人工智能可以根据大数据进行指导。
关键词:人工智能;智能农业;图像识别中图分类号:S126;TP18 ; ; 文献标识码:A 文章编号:2096-4706(2019)05-0177-02Abstract:Our country mentioned the development of artificial intelligence in 2017,including the use of artificial intelligence in agriculture. So far,in our country,the artificial intelligence has been applied to every aspect of agriculture,including the seed collection of crops,the monitoring of crops,the detection of pests,the detection and removal of the weeds,automatic picking and rapid sorting of fruits and vegetables. It is also used in aquaculture,testing and animal husbandry. In the sales and selection of agricultural products,artificial intelligence can be guided by big data.Keywords:artificial intelligence;intelligent agriculture;image recognition0 ;引 ;言我国在2017年发布了《新一代人工智能发展规划》[1],对未来我国人工智能的发展作出了规划,包括人工智能在智能农业领域的应用,比如研制农业智能传感和控制系统、农业装备、田间作业使用的农机自主系统等,并且能够建立和完善一体化的智能农业信息监测系统,建立使用典型的农业信息大数据的智能决策分析系统,开展智能农场、牧场、渔场、果园以及农产品加工智能车间等集成应用示范。
汪懋华院士在2017年的世界智能大会上也认为人工智能将支持农业升级转型。
另外,我国在大力倡导农村振兴,提高对“三农”问题的关注,并且在高校双一流建设启动的情况下,农学将会是高校的热门领域,也将促进智能农业的发展。
人工智能是计算机科学的一个分支,是用于研发模拟、延伸和扩展人的智能理论方法、技术和应用系统的新技术。
其研究领域包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和机器视觉等[2]。
目前,人工智能在智能农业中的应用,机器视觉方面的应用占据极大的比例。
机器视觉是通过采集目标图像,然后进行图像处理和图像识别,估算目标位置,然后控制智能机器的运动。
人工智能中的另一领域——图像识别,在农产品品质检测、水果果实成熟的判断、农作物生长状况和杂草判断中也得到了广泛的应用。
采用人工智能技术可以替代部分人工作业,不仅可以提高生产效率,而且可以降低人员的劳动强度,从而实现农业的智能化,达到智能农业的目标。
[2-4]在我国,人工智能在农业方面的应用主要涉及检测、图像处理、模式识别等。
其中,机器视觉领域应用了农业机器人的运动障碍目标检测以及路径识别、农作物识别、长势以及病虫害检测、杂草识别、果蔬品质检测以及自动采摘等技术;图像处理主要包括农产品的采集、对农产品的状况分析与处理。
大数据处理用于农业销售以及对农业生产的指导。
人工智能在渔业和养殖业也有应用,用于检测水产品的品质以及对牲畜的品质控制。
1 ;计算机视觉技术在农业中的应用1.1 ;农产品的分拣国内外很多研究学者利用机器视觉在农产品检测方面做了大量工作。
他们主要在苹果等果蔬中展开多项研究,比如检测农产品的尺寸、形状、颜色等,从而提高分拣效率。
[5,6]1.2 ;杂草控制农田杂草会与农作物竞争空间、水分、阳光、肥料,其生长速度往往快于农作物,并且杂草还是农作物病虫害的宿主,因此田间杂草会影响农作物的生长,降低農作物的产量和品质。
[7]目前,最主要的除草方式是化学除草,通过大面积喷洒除草剂,可以快速消灭大部分杂草,但是长期使用会增强杂草的抗药性,导致除草剂的使用越来越多,加剧日益严峻的环境污染问题。
现在人们对食品安全和环境保护越来越重视,减少化学除草剂的使用是大势所趋。
另外,现在农村劳动力减少,高效机械除草设备的使用是非常必要的。
目前,高效机械化除草设备[8,9]是利用机器视觉识别出土壤和植物,经过去除土壤背景、苗草分离、定位目标等步骤。
1.3 病虫害控制农作物的重大病虫害对农作物的危害非常大,但是滥用农药会带来环境污染,导致农药残留引起的食品安全问题以及渗入土壤破坏生态等问题,因此通过计算机视觉可以高效精准防治大范围病虫害的发生。
可以通过对害虫的大小、纹理等形态以及农作物特征进行识别和检测,使用SVM、KNN等分类器进行分类识别[10]。
李文勇[11]等对果园害虫的形态姿态进行了研究,并且分析害虫的多个旋转角度以及虫体姿态。
仲元红[12]等人针对于飞虫进行了识别检测。
1.4 ;自动采摘我国是水果生产大国,产量位居世界前列,但是出口总量却很低,其中一部分原因是我国水果种植和采摘基于人工,成本太高。
而机器人的一个应用领域——果蔬采摘机器人可以根据我国土地和果蔬的实际情况,对果蔬进行自动采摘,降低人工成本。
2000年,国外已经研发出收获机器人样机[13]。
我国采摘机器人还处于起步阶段,陈利兵教授等通过黄瓜、草莓等做了深入研究。
哈尔滨理工大学庄路路[14]、南京农业大学张瑞合[15]等在自然环境下利用计算机视觉和机器视觉技术对西红柿进行了识别与分类,根据西红柿和叶子具有的不同特征,用直方图曲线分割法区分出绿色叶子下的西红柿,从而达到识别的效果。
目前,研究者大部分是从果蔬单一特征进行识别,例如颜色、大小、纹理等特征进行区分和识别。
但是在水果形态颜色等差别较大,因此复杂环境下的果蔬的识别、定位、采摘仍然有困难[16]。
1.5 ;其他方面的应用机器视觉、模式识别、图像处理等人工智能技术不仅可以应用到产品的分拣、病虫害防治等方面,还可以应用到其他领域[17]。
2018年年初,阿里巴巴开始使用人工智能养猪。
在这之前,网易的丁磊也已经进入了养殖业。
不仅有应用人工智能的农场、牧场,使用人工智能的渔场也开始发展,用于检测水产品、海产品的质量[18]。
2 ;结 ;论总之,计算机视觉等人工智能技术在农业生产的各个方面,如农作物的生长、农作物产品的质量检测、病虫害检测、水产品的检测等方面发挥了重要的作用,这对现代农业产生了积极的影响,比如减少农药使用、消除农药残留、农作物的快速分拣、减少农业生产对环境的污染。
但是现在的研究应用还处于发展阶段,未来应用能够更加广泛。
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