检索结果-内蒙古大学图书馆

农业工程学报 2012年第22期28卷 16-22,I0002页

作者：付敏李锐马雷东北林业大学机电工程学院哈尔滨150040

为满足秸秆规模化细粉碎生产的需要,该文研发了一款粉碎产品粒度为1mm,生产率为1000kg/h的秸秆粉碎机,创新设计了振幅方向平行于转子回转轴线的振动筛。运用ANSYS软件对主轴进行了静力学分析和模态分析,对锤片进行了不同载荷下的受力分... 详细信息

为满足秸秆规模化细粉碎生产的需要,该文研发了一款粉碎产品粒度为1mm,生产率为1000kg/h的秸秆粉碎机,创新设计了振幅方向平行于转子回转轴线的振动筛。运用ANSYS软件对主轴进行了静力学分析和模态分析,对锤片进行了不同载荷下的受力分析;运用ADAMS软件对转子部件进行了动平衡分析。样机试验结果表明:该粉碎机的纯工作生产率为1155kg/h,耗电量33.4kWh/t,粉碎成品粒度小于1.2mm的占样本质量的98%,小于0.9mm的占86%,转子振动烈度符合ISO-2372设备振动良好标准,性能满足设计要求。

关键词：生物质秸秆粉碎轴向振动筛仿真

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基于无人机LiDAR点云栅格化和Mask R-CNN算法的单木树冠分割

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农业工程学报 2024年第23期40卷 258-266页

作者：廖福兰林文树刘浩然东北林业大学机电工程学院哈尔滨150040

精准的单木分割是进行森林结构参数提取的关键过程,也是评估森林生物量与碳储量的先决条件。为提高基于无人机LiDAR点云数据的单木分割精度,该研究提出点云栅格化处理结合深度学习算法进行单木树冠分割。首先对样地点云栅格化处理,将点... 详细信息

精准的单木分割是进行森林结构参数提取的关键过程,也是评估森林生物量与碳储量的先决条件。为提高基于无人机LiDAR点云数据的单木分割精度,该研究提出点云栅格化处理结合深度学习算法进行单木树冠分割。首先对样地点云栅格化处理,将点云信息映射到栅格图像的RGB通道中。其次,改进Detectron2框架下的Mask R-CNN模型,在主干网络ResNet中融合GC(global context network)与CBAM(convolutional block attention module)模块。改进后模型平均精度为82.91%,相较原模型平均精度提高6.19个百分点,相较U-Net和DeepLab v3+模型平均精度分别提高7.27和4.62个百分点。最后,在测试样地中,基于点云栅格化处理结合Mask R-CNN模型的召回率R为81.19%,精确率P为78.85%,调和值F为80%,均高于分水岭算法和K-means算法。试验表明,该方法提高了单木树冠分割的准确性,为森林资源调查、生物量以及碳储量估计提供了可靠的基础数据。

关键词：无人机激光雷达单木分割点云数据 Mask R-CNN GC Net 注意力机制

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生物质燃料成型工艺模糊神经网络预测模型研究

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太阳能学报 2015年第6期36卷 1371-1376页

作者：谷志新张鑫宇东北林业大学机电工程学院哈尔滨150040

生物质燃料的致密成型过程是一个影响因素多且具有高度非线性的复杂工艺过程,运用传统的建模方法很难建立出精准的预测模型。该文选用秸秆作为生物质原料,通过生产实验,采集样本数据,将粒度、含水率以及成型机压辊间隙作为输入,利用模... 详细信息

生物质燃料的致密成型过程是一个影响因素多且具有高度非线性的复杂工艺过程,运用传统的建模方法很难建立出精准的预测模型。该文选用秸秆作为生物质原料,通过生产实验,采集样本数据,将粒度、含水率以及成型机压辊间隙作为输入,利用模糊理神经网络可识别、自适应及模糊信息处理于一体的优点,建立网络模型,实现对秸秆燃料的密度及致密成型过程中比能耗的预测。经过实验证明,模型的密度预测最大绝对误差为0.0142 g/cm^3,最大相对误差为1.13%,比能耗预测最大绝对误差为1.5604 kWh/t,最大相对误差为2.27%,该预测模型的建立,可实现预测,达到优化生产参数的目的。

关键词：生物质燃料秸秆成型模糊神经网络预测模型

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基于迁移学习的木材缺陷近红外识别方法研究

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电机与控制学报 2020年第10期24卷 159-166页

作者：石广宇曹军张怡卓东北林业大学机电工程学院哈尔滨150040

针对基于近红外光谱的硬木表面缺陷分类检测中,由于样本数量有限、数据代表性不足等原因,导致的分类器泛化能力不足、精度仍有待提高等问题,提出适应成分分析与深度迁移前馈神经网络相结合的方法,有效地迁移其他树种光谱与缺陷对应知识... 详细信息

针对基于近红外光谱的硬木表面缺陷分类检测中,由于样本数量有限、数据代表性不足等原因,导致的分类器泛化能力不足、精度仍有待提高等问题,提出适应成分分析与深度迁移前馈神经网络相结合的方法,有效地迁移其他树种光谱与缺陷对应知识至目标分类器,提高分类器性能。以色木样本为源域,柞木样本为目标域,根据近红外光谱定性分析方法,在900~1 700 nm光谱波长范围内采集了色木、柞木样本表面无瑕、活节、死节等3种近红外光谱数据。经过标准正态变量变换和Savitzky-Golay平滑进行原始光谱去噪预处理后投入建立的基于适应成分分析的深度迁移学习模型。将测试样本投入完成的分类器进行测试,结果表明,当柞木训练集占总样本比例超过30%后,模型对3种类型缺陷的识别率均为100%。

关键词：硬木缺陷近红外光谱定性分析光谱去噪适应成分分析迁移学习

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击打式松果采摘机器人设计与试验

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农业机械学报 2020年第8期51卷 26-33页

作者：王克奇张维昊罗泽张怡卓东北林业大学机电工程学院哈尔滨150040

针对人工采摘松果过程中存在严重安全隐患的问题,设计了一种击打式松果采摘机器人,该机器人系统主要由电机驱动模块、主控模块、视觉模块、夹持模块、采摘模块组成,视觉模块完成松果识别与定位,实时反馈给主控模块,并控制电机驱动模块,... 详细信息

针对人工采摘松果过程中存在严重安全隐患的问题,设计了一种击打式松果采摘机器人,该机器人系统主要由电机驱动模块、主控模块、视觉模块、夹持模块、采摘模块组成,视觉模块完成松果识别与定位,实时反馈给主控模块,并控制电机驱动模块,配合夹持模块和采摘模块作业实现松果采摘。采用Matlab仿真软件建立松果采摘机器人运动学模型,求解出机械臂工作空间为直径4.5 m的球体;基于冲量原理和Lagrange方程建立碰撞动力学模型,通过动态分析求解出碰撞后各关节保持原有运动规律所需的驱动力矩;运用静力学原理建立关键组件有限元模型,利用ANSYS Workbench对结构进行优化设计,优化后其安全系数最低为1.5771,支撑关节最大变形4.1484 mm。仿真结果表明:该机器人结构在运动学、动力学及静力学方面均满足设计要求。制作物理样机并在实验室环境下进行了松果采摘试验,样机初始状态尺寸1000 mm×1200 mm×1100 mm,试验结果验证了机器人结构设计的合理性与实用性。

关键词：松果采摘机器人击打式运动学分析动力学分析有限元分析

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基于分层信息融合的木材干燥过程含水率在线检测

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农业工程学报 2013年第A01期29卷 257-263页

作者：孙丽萍张冬妍东北林业大学机电工程学院哈尔滨150040

木材干燥过程是一个复杂的强耦合、非线性的动力系统,木材干燥的关键是木材含水率参数的检测。研究中依据多传感器信息融合技术,构建符合木材干燥过程的木材含水率在线检测分层融合体系。数据层融合实现干燥窑内各种参数传感器的小波滤... 详细信息

木材干燥过程是一个复杂的强耦合、非线性的动力系统,木材干燥的关键是木材含水率参数的检测。研究中依据多传感器信息融合技术,构建符合木材干燥过程的木材含水率在线检测分层融合体系。数据层融合实现干燥窑内各种参数传感器的小波滤波与在线估计,特征层融合实现环境参数(温度、湿度)与木材含水率之间LSSVM模型的建立,在此模型基础上实现木材含水率的预测输出。仿真试验研究表明,基于分层信息融合技术可有效实现木材含水率在线检测预测,通过在线检测融合平台可以实现根据不同树种,不同干燥工艺直观地将预测结果显示出来,为木材干燥自动控制系统的控制决策提供依据,具有良好的工业实际应用价值和前景。

关键词：木材含水率在线检测小波分析分层信息融合最小二乘支持向量机(LSSVM)

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基于ADAMS和ABAQUS热磨机研磨木片断裂过程数值模拟

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林业科学 2018年第12期54卷 149-156页

作者：张绍群颜家雄曹雷王海涛东北林业大学机电工程学院哈尔滨150040

【目的】基于ADAMS和ABAQUS软件对热磨机研磨木片的断裂过程进行数值模拟,研究当动、静盘磨齿间的夹角α一定、木片到主轴中心的距离R变化时的场变量输出,从理论上分析磨片破碎区域面积对纤维分离能耗的影响,指导热磨机磨片的优化设计... 详细信息

【目的】基于ADAMS和ABAQUS软件对热磨机研磨木片的断裂过程进行数值模拟,研究当动、静盘磨齿间的夹角α一定、木片到主轴中心的距离R变化时的场变量输出,从理论上分析磨片破碎区域面积对纤维分离能耗的影响,指导热磨机磨片的优化设计。【方法】结合断裂力学理论,基于数值模拟方法,取动、静盘磨齿间的夹角α=15°,运用ADAMS软件求解木片到主轴中心的距离R分别为370、390、410、430、450 mm 5种情况时木片所受的研磨压力F_m和剪切力F_r,并利用ABAQUS软件将所求得的力加载在木片上进一步模拟木片断裂过程。【结果】1)在热磨机动、静磨齿研磨压力F_m和剪切力F_r的作用下,木片发生断裂破坏,α=15°、R=450 mm时木片的Mises应力变化范围为9.846×10^(-2)～7.493 MPa,第一主应变变化范围为1.235×10^(-5)～2.546×10^(-2),第三主应变变化范围为-1.231×10^(-4)～-1.853×10^(-2),应变E_(23)变化范围为-3.481×10^(-2)～3.756×10^(-3),较大的应力应变主要分布在裂纹附近,木片左右两侧的应力应变逐渐减小。α=15°、R=450 mm时木片节点位移U_1的变化范围为-7.605×10^(-4)～1.693×10^(-3)mm,节点位移U_3的变化范围为-3.334×10^(-2)～1.966×10^(-2)mm,U_3的变化范围大于U_1的变化范围,木片主要沿U_3方向被撕裂,即木片在被研磨过程中主要在剪切力F_r的作用下沿木片横纹方向被分离。2)在磨片破碎区,当动、静盘磨齿间的夹角α一定时,木片到主轴中心的距离R增大,木片的Mises应力、正应力、Magnitude、节点位移呈增大趋势。当木片到主轴中心的距离R越大,即破碎区面积越大时,木片所受应力应变增大,木片断裂越容易。【结论】1)木片被研磨过程中主要在剪切力F_r的作用下沿木片横纹方向被分离,对磨片进行结构设计和优化分析时应尽可能增加磨齿对木片的剪切力F_r,使磨片破碎区木片的断裂程度更充分,降低粗磨区和精磨区的纤维分离能耗。2)热磨机研磨木片时木片到主轴中心的距离R越大,即破碎区面积越大,木片断裂就越容易,合理设计磨片破碎区域面积可以降低纤维分离能耗。3)运用ABAQUS软件模拟木片到主轴中心的距离R不等时的场变量输出,从理论上分析磨片破碎区域面积对纤维分离能耗的影响,可以指导热磨机磨片的优化设计。

关键词：热磨机木片断裂纤维分离数值模拟

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复杂光线下的车牌图像增强算法

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计算机辅助设计与图形学学报 2016年第6期28卷 976-985页

作者：赵伟鞠美玉李子双东北林业大学机电工程学院哈尔滨150040

为解决复杂光线对车牌识别造成的困难,提出基于改进的Retinex理论的复杂光线图像增强算法.首先提取车牌图像的亮度分量,对亮度分量进行顶帽变换,该处理可以准确地提取车牌图像的背景,进而提取出车牌字符图像,有效地削弱复杂光线的影响;... 详细信息

为解决复杂光线对车牌识别造成的困难,提出基于改进的Retinex理论的复杂光线图像增强算法.首先提取车牌图像的亮度分量,对亮度分量进行顶帽变换,该处理可以准确地提取车牌图像的背景,进而提取出车牌字符图像,有效地削弱复杂光线的影响;再利用改进的Retinex算子进行细节增强同时消除伪影,得到最终输出结果.实验结果表明,对于复杂光线下的车牌图像,文中算法在主观视觉效果和客观指标两方面都体现出充分的优势,证明了该算法的可行性.

关键词：复杂光线图像增强顶帽变换 Retinex理论

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IPSO-BP木材绝干密度近红外光谱预测模型

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光谱学与光谱分析 2020年第9期40卷 2937-2942页

作者：于雷陈金浩李龙飞李超张怡卓东北林业大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150040

木材密度决定着木材力学性能,是木材物理性能的重要指标之一。近年来,由于近红外光谱分析具有操作过程简单、方便、快速等优势,已有学者应用近红外光谱数据预测木材密度,但是,在实际应用中,数据集缺乏、光谱特征欠优、非线性拟合准确性... 详细信息

木材密度决定着木材力学性能,是木材物理性能的重要指标之一。近年来,由于近红外光谱分析具有操作过程简单、方便、快速等优势,已有学者应用近红外光谱数据预测木材密度,但是,在实际应用中,数据集缺乏、光谱特征欠优、非线性拟合准确性低等问题还没有得到完全解决,木材密度预测模型的精度有待于进一步提升。木材密度中,木材的绝干密度相对稳定,测量结果相对精确,以柞木绝干密度预测为研究对象,通过采集不同含水率下的近红外光谱信息构建出适合不同含水率条件的绝干密度非线性预测模型。首先,选用德国INSION公司的近红外光纤光谱仪,运用SPEC view 7.1软件对不同含水率的柞木样本采集光谱信息;然后,利用SPXY样本划分方法,按2∶1划分校正集与预测集,并利用多元散射校正、二阶导数光谱及S-G平滑方法进行光谱预处理,以减少散射光和高频噪声的影响;接着,运用连续投影算法(SPA)提取有效的波长信息;最后,运用一种非线性权重粒子群算法优化的BP网络(IPSO-BPNN)建立不同含水率状态下的近红外光谱与柞木绝干密度之间的关联,实现柞木绝干密度预测模型的构建。实验过程中,加工选取了100个柞木试件样本,在绝干条件下测量样本试件密度和光谱信息,并浸泡水中测量出不同含水率对应的光谱信息,实验结果表明:SPXY保证了校正集样本的均匀分布,提高了模型泛化能力;MSC、二阶导数和S-G卷积平滑相结合的方法抑制了原始光谱中噪声高频信号,同时使得峰值更加突出;SPA从117个光谱数据中优选出16个特征波长,提高了建模精度;IPSO-BPNN模型较SPA-PLS,BP和PSO-BP具有更高的相关系数,更小的均方根误差,柞木绝干密度预测相关系数为0.938,预测均方根误差为0.0129,方法可以对木材密度在线无损测量提供一定的理论基础。

关键词：木材绝干密度近红外光谱 SPA IPSO-BP网络

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实木板材抗弯强度的SWCSS-GFK-SVM数据迁移建模方法

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光谱学与光谱分析 2022年第5期42卷 1471-1477页

作者：陈金浩蒋大鹏张怡卓王克奇东北林业大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150040

木材的抗弯强度是木材重要的力学指标。光谱分析操作简单、方便、快速,已成为木材检测的重要手段。但是在应用中,面对检测环境的温湿度变化、仪器部件老化和附件更换等情况,采集到的光谱数据会发生一定程度的偏移。为了解决这一问题,以... 详细信息

木材的抗弯强度是木材重要的力学指标。光谱分析操作简单、方便、快速,已成为木材检测的重要手段。但是在应用中,面对检测环境的温湿度变化、仪器部件老化和附件更换等情况,采集到的光谱数据会发生一定程度的偏移。为了解决这一问题,以落叶松抗弯强度的近红外光谱预测模型为研究对象,针对不同类型光谱仪数据差异而导致主机模型泛化能力差的问题,提出了一种迁移学习与光谱转移校准结合的近红外光谱建模方法。加工200组落叶松板材试件样本,以NIRQuest512光谱仪为主机、One-chip微型集成光谱仪为从机,分别采集落叶松试材光谱数据,利用力学万能测试机检测试件力学真值;2类数据经过SNV、SG、光谱剪切预处理后,从机数据使用PDS转移校正完成从机到主机光谱线性变换;然后,利用SWCSS对2类光谱数据进行特征提取,优选出主机与从机相关的稳定性一致光谱波段;最后,采用100组试件的2类近红外光谱数据进行GFK-SVM建模,得到适用于主机、从机设备的通用模型。为了验证模型方法的有效性,应用100组数据进行测试并对比了DS-PLS,PDS-PLS,DS-SWCSS-GFK-SVM和PDS-SWCSS-GFK-SVM等建模方法;结果表明,PDS采用了滑窗技术,方法相较DS方法可以更好地完成光谱数据的线形映射,在一定程度上提高了建模精度,统一了两组光谱仪之间的光程与波长数;SWCSS特征提取方法能够根据2组光谱数据集之间的差异与共性优选波段,保证特征选择的有效性与稳定性,提升建模精度;GFK-SVM适合不同光谱数据的迁移,能够通过合理的核函数参数优选实现不同类型光谱数据的高维映射,在高维空间中构建不同数据集的通用模型,实现主机模型在从机光谱预测上的泛化,提升了数据的使用效率,测试集相关系数R_(p)达到0.875,均方根误差RMSEP为11.975。

关键词：木材抗弯强度模型转移迁移学习 GFK-SVM

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