检索结果-内蒙古大学图书馆

农业工程学报 2020年第16期36卷 9-16页

作者：康峰仝思源张汉石李文彬陈忠加郑永军北京林业大学工学院北京100083 林业装备与自动化国家林业和草原局重点实验室北京100083 中国农业大学工学院北京100083

为探究苹果枝条剪切力学特性,寻找最优切割参数组合,支撑后续剪枝装备的开发,该研究利用自制的往复式枝条切割试验台,通过单因素试验研究枝条直径、平均切割速度、切割间隙和刀具滑切角对枝条峰值切割力的影响。在单因素试验基础上选取... 详细信息

为探究苹果枝条剪切力学特性,寻找最优切割参数组合,支撑后续剪枝装备的开发,该研究利用自制的往复式枝条切割试验台,通过单因素试验研究枝条直径、平均切割速度、切割间隙和刀具滑切角对枝条峰值切割力的影响。在单因素试验基础上选取平均切割速度、切割间隙和刀具滑切角为影响因素,以峰值切割力为目标进行多因素试验,并建立回归模型。试验结果表明,峰值切割力与枝条直径呈线性增长关系,随着平均切割速度和滑切角的增大而减小,随着切割间隙的增加先减小后增大。对回归模型进行优化分析,得到最优切割参数组合为平均切割速度0.4 m/s、切割间隙1.5 mm、刀具滑切角20°,该组合下的峰值切割力为560.97 N。峰值切割力的预测值与实测值的偏差小于4%,切割参数优化结果可靠。该研究可为后续苹果枝条修剪装备的研发提供数据支撑。

关键词：机械化优化参数剪枝苹果枝条往复式切割

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鉴于鸟类物种差异的输电线塔智能音频驱鸟设备

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仪器仪表与分析监测 2022年第1期 1-6页

作者：杨俊赵强李智勇张慧李宁周宏文北京林业大学工学院北京100083 林业装备与自动化国家林业和草原局重点实验室北京100083 国网宁夏电力有限公司银川供电公司宁夏银川750002

鸟害已成为引起输电线路故障的主要原因之一,直接影响电网运行的安全性和可靠性。由于鸟类对驱鸟器的适应性,导致现有驱鸟器无法长时间有效使用。引起鸟类防御行为的生物声学发声可以引发同类的逃避行为,使用该类声音实现鸟类的针对性驱... 详细信息

鸟害已成为引起输电线路故障的主要原因之一,直接影响电网运行的安全性和可靠性。由于鸟类对驱鸟器的适应性,导致现有驱鸟器无法长时间有效使用。引起鸟类防御行为的生物声学发声可以引发同类的逃避行为,使用该类声音实现鸟类的针对性驱除,有利于延缓鸟类对驱鸟器的适应。本文提出一种鉴于鸟类物种鸣声差异性的智能音频驱鸟设备,首先利用轻量级神经网络对环境声音进行识别,得到靠近的鸟类物种信息;然后根据鸟类物种选择对应的驱鸟模式,实现鸟类的驱除。驱鸟模式通过鸟类防御行为分析实验得到,具有物种特异性,有利于提高驱鸟器的长期有效性,进而降低鸟害故障发生的概率。

关键词：输电线路鸟害智能驱鸟器鸟鸣声识别

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基于地面激光点云数据的单木三维重建方法

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南京林业大学学报(自然科学版) 2021年第6期45卷 193-199页

作者：卢军刘宪钊孟维亮李红军中国林业科学研究院资源信息研究所国家林业和草原局森林经营与生长模拟重点实验室中国科学院自动化研究所北京林业大学理学院

【目的】使用地面三维点云数据,提出一种单株树木三维网格模型重建方法,为精准获取测树因子提供技术支撑。【方法】对获取的点云进行预处理,使用k-d树构建近邻关系图,用Dijkstra算法求算出子图的根。检测出有效路径后,使用探测半径计算... 详细信息

【目的】使用地面三维点云数据,提出一种单株树木三维网格模型重建方法,为精准获取测树因子提供技术支撑。【方法】对获取的点云进行预处理,使用k-d树构建近邻关系图,用Dijkstra算法求算出子图的根。检测出有效路径后,使用探测半径计算关键路径。计算树枝骨架,然后对初始骨架进行Bezier曲线半径平滑,得到平滑的骨架,再将骨架连接,使用半径平滑和圆柱拟合减少点云密度小造成的拟合不足的情况,能够最大限度保留树枝的细节。【结果】使用3株落叶松点云数据构建了树枝树干表面网格模型,重建了树木三维结构。将树干、树枝的三维网格模型与点云匹配后,效果较好;所构建的模型能够进行细小枝条的重建,而不是模拟细枝,通过观察重建结果,一级枝的重建效果非常好,大的二级枝也能得到很好的展示;整套算法计算快速,计算时间与枝条的复杂程度、连接关系有关。【结论】基于关键路径探测的方法能够很好地构建树木的三维网格模型,可以用于单株树木测树因子的精确提取。

关键词：单木三维结构地面三维激光扫描点云数据测树因子落叶松

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林木联合采育机蜂窝结构进料辊关键技术与应用性能研究

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安徽农业大学学报 2021年第3期48卷 496-503页

作者：曲云飞王典朱旭晨北京林业大学工学院北京100083 林业装备与自动化国家林业和草原局重点实验室北京100083

针对机械化采伐作业中减少木材损伤的问题,提出一种基于辊型双V蜂窝结构的进料辊。结合相关的数学公式,推导出了辊型双V蜂窝结构的动态冲击模型,并通过有限元仿真结果得到了验证。对伐木工况低速冲击下辊型蜂窝的力学与吸能特性、动态... 详细信息

针对机械化采伐作业中减少木材损伤的问题,提出一种基于辊型双V蜂窝结构的进料辊。结合相关的数学公式,推导出了辊型双V蜂窝结构的动态冲击模型,并通过有限元仿真结果得到了验证。对伐木工况低速冲击下辊型蜂窝的力学与吸能特性、动态响应、结构稳定性和结构效率等应用技术指标进行探究,并引入不同结构的辊型六角蜂窝进行参照对比。低速冲击下,辊型双V蜂窝相较于辊型六角蜂窝负泊松比效应更明显,结构效率更高且抗冲击性更强,结构稳定性更好,接触力更均匀。各辊型双V蜂窝结构冲击至ε=0.3时的各应力指标均满足1600 kg以下树木采伐工况需求。这为蜂窝结构进料辊的机械化应用与减少原木损伤提供了参考。

关键词：采育机进料辊农林机械树木损伤

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基于无人机航拍与改进YOLOv3模型的云杉计数

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农业工程学报 2020年第22期36卷 22-30页

作者：陈锋军朱学岩周文静顾梦梦赵燕东北京林业大学工学院北京100083 城乡生态环境北京实验室北京100083 德州农工大学园艺系大学城77843 林业装备与自动化国家林业局重点实验室北京100083

为解决目前苗木计数由人工完成而导致的成本高,效率低,计数精度不能得到保障的问题,该研究以自然环境下的云杉为研究对象,以无人机航拍云杉图像和拼接后完整地块云杉图像为数据源,根据云杉尺寸差异大和训练样本小的特点提出一种基于改进... 详细信息

为解决目前苗木计数由人工完成而导致的成本高,效率低,计数精度不能得到保障的问题,该研究以自然环境下的云杉为研究对象,以无人机航拍云杉图像和拼接后完整地块云杉图像为数据源,根据云杉尺寸差异大和训练样本小的特点提出一种基于改进YOLOv3模型的云杉计数模型。该模型将密集连接模块和过渡模块引入特征提取过程,形成Darknet-61-Dense特征提取网络。通过694幅无人机航拍云杉图像测试表明,密集连接模块和过渡模块可解决YOLOv3模型小样本训练过拟合问题和云杉特征丢失问题,改进YOLOv3模型可以快速准确实现云杉计数,在精确率P、召回率R、平均精度AP、平均计数准确率MCA和平均检测时间ADT这5个评价指标上达到96.81%、93.53%、94.26%、98.49%和0.351 s;对比原有YOLOv3模型、SSD模型和Faster R-CNN模型,精确率P分别高2.44、4.13和0.84个百分点。对于拼接后完整地块云杉图像,改进YOLOv3模型的5个评价指标的结果分别为91.48%、89.46%、89.27%、93.38%和1.847 s;对比原有YOLOv3模型、SSD模型和Faster R-CNN模型,精确率P分别高2.54、9.33和0.74个百分点。该研究为利用无人机快速准确统计苗木数量的关键步骤做出有益的探索。

关键词：模型无人机计数密集连接模块过渡模块特征提取

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基于海棠茎干含水率的智能灌溉控制策略研究

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农业机械学报 2020年第7期51卷 323-331页

作者：赵燕东郑焱周海洋林剑辉张鑫于福满北京林业大学工学院北京100083 城乡生态环境北京实验室北京100083 林业装备与自动化国家林业局重点实验室北京100083 天津创世生态景观建设股份有限公司天津300110

茎干含水率的动态变化是研究植物体水分和生长状况的重要指标,准确判断活立木水分亏缺是人工林抚育和城市园林绿化中灌溉策略制定的重要科学依据。以海棠树为研究对象,以茎干含水率为研究参数,通过干旱胁迫试验探究茎干含水率变化与海... 详细信息

茎干含水率的动态变化是研究植物体水分和生长状况的重要指标,准确判断活立木水分亏缺是人工林抚育和城市园林绿化中灌溉策略制定的重要科学依据。以海棠树为研究对象,以茎干含水率为研究参数,通过干旱胁迫试验探究茎干含水率变化与海棠树生理需水的关系。提出以海棠茎干含水率43%和茎干含水率下降值不超过12%为下限指标、土壤含水率33%为上限指标的灌溉控制策略,依据此策略设计了一套智能灌溉控制系统,并通过该系统验证了所提出灌溉策略的有效性与可行性。

关键词：海棠茎干含水率灌溉指标灌溉控制策略

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基于潜热效应的活立木冻融检测传感器设计与实验

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农业机械学报 2020年第3期51卷 223-231页

作者：田昊高超赵玥郑焱赵燕东北京林业大学工学院北京100083 北京工商大学计算机与信息工程学院北京100048 城乡生态环境北京实验室北京100083 林业装备与自动化国家林业局重点实验室北京100083

针对植物冻融过程中植物水分生理信息(植物水冰含量)难以实时、在线、连续监测及冻融难以准确判断的问题,设计了一种基于潜热效应的活立木冻融检测传感器。通过检测植物冻融过程中潜热释放引起的温度变化对茎干是否冻融进行有效判断,在... 详细信息

针对植物冻融过程中植物水分生理信息(植物水冰含量)难以实时、在线、连续监测及冻融难以准确判断的问题,设计了一种基于潜热效应的活立木冻融检测传感器。通过检测植物冻融过程中潜热释放引起的温度变化对茎干是否冻融进行有效判断,在准确检测冻融点的基础上,根据茎干体积含水率变化计算冻融过程中的茎干体积含冰量及径向冻融深度,同时设计环式弹片探头消除固定式探头对茎干压迫形成的凹槽。标定结果表明,传感器测量结果与真值拟合决定系数超过0.99。静动态特性分析表明,传感器体积含水率和温度测量范围分别为0~68.67%、-30~80℃,动态响应时间小于2 s。室内冻融模拟实验及室外长期冻融监测表明,传感器能够有效检测植物冻融过程中茎干水分生理参数的变化,可以作为植物冻融的有效监测手段。

关键词：潜热效应静动态特性活立木冻融检测茎干体积含水率茎干体积含冰量径向冻融深度

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基于全卷积神经网络的林区航拍图像虫害区域识别方法

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农业机械学报 2019年第3期50卷 179-185页

作者：刘文定田洪宝谢将剑赵恩庭张军国北京林业大学工学院北京100083 林业装备与自动化国家林业和草原局重点实验室北京100083

针对航拍林区虫害图像的虫害区域不规则和传统识别方法泛化能力差的问题,提出一种基于全卷积神经网络(Fully convolution networks,FCN)的虫害区域识别方法。采用八旋翼无人机航拍虫害林区、获取林区虫害图像,并对虫害区域进行像素级标... 详细信息

针对航拍林区虫害图像的虫害区域不规则和传统识别方法泛化能力差的问题,提出一种基于全卷积神经网络(Fully convolution networks,FCN)的虫害区域识别方法。采用八旋翼无人机航拍虫害林区、获取林区虫害图像,并对虫害区域进行像素级标注,用于模型训练;将VGG16模型的全连接层替换为卷积层,并通过上采样实现端到端的学习;使用预训练的卷积层参数,提升模型收敛速度;采用跳跃结构融合多种特征信息,有效提升识别精度,并通过该方法构造了5种全卷积神经网络。试验表明,针对林区航拍虫害图像,FCN-2s在5种全卷积神经网络中区域识别精度最高,其像素准确率为97. 86%,平均交并比为79. 49%,单幅分割时间为4. 31 s。该方法与K-means、脉冲耦合神经网络、复合梯度分水岭算法相比,像素准确率分别高出44. 93、20. 73、6. 04个百分点,平均交并比分别高出50. 19、35. 67、18. 86个百分点,单幅分割时间分别缩短47. 54、19. 70、11. 39 s,可以实现林区航拍图像的虫害区域快速准确识别,为林业虫害监测和防治提供参考。

关键词：林业虫害监测航拍图像识别全卷积神经网络语义分割迁移学习

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一种对辊式无患子种子破壳机的设计与实现

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林业和草原机械 2021年第5期2卷 50-53,66页

作者：王雨欣徐之栋陈千一徐道春北京林业大学工学院北京100083 林业装备与自动化国家林草局重点实验室北京100083

无患子种壳和种仁具有分离的应用需求,为解决种壳坚硬和破壳飞溅问题,采用臼齿咀嚼的仿生原理,发明了一种Y形对辊式无患子种子破壳机。对其破壳过程最大受力情况进行了有限元分析,投产试制了样机,并对其进行了无患子种子破壳性能测试。... 详细信息

无患子种壳和种仁具有分离的应用需求,为解决种壳坚硬和破壳飞溅问题,采用臼齿咀嚼的仿生原理,发明了一种Y形对辊式无患子种子破壳机。对其破壳过程最大受力情况进行了有限元分析,投产试制了样机,并对其进行了无患子种子破壳性能测试。研究结果表明,Y形对辊式无患子种子破壳机的构思是可行的。该装置种子破壳率可达100%,其中高度破壳的种子占73.3%以上,对不同直径的无患子种子均能实现高效破壳。该装置能够较好地实现无患子种子的破壳功能,从而便于进行后续分离工艺,推动了无患子加工产业机械化。

关键词：无患子破壳机设计性能测试

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基于太赫兹时域光谱技术的红木分类识别

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光谱学与光谱分析 2019年第9期39卷 2719-2724页

作者：王远折帅周南贾培兴张军国北京林业大学工学院北京100083 林业装备与自动化国家林业和草原局重点实验室北京100083 天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072

提出了一种利用太赫兹时域光谱技术(THz-TDS)进行红木分类识别方法。红木价格昂贵,同时由于种类繁多难以识别,导致红木市场以次充好,以假乱真的现象层出不穷,严重扰乱了市场秩序,给生产者和消费者造成巨大的经济损失,传统的红木分类识... 详细信息

提出了一种利用太赫兹时域光谱技术(THz-TDS)进行红木分类识别方法。红木价格昂贵,同时由于种类繁多难以识别,导致红木市场以次充好,以假乱真的现象层出不穷,严重扰乱了市场秩序,给生产者和消费者造成巨大的经济损失,传统的红木分类识别方法难以兼顾准确性和快速性,因此需要研究一种新的方法对现有木材分类识别方法进行补充和发展。相比于传统方法,太赫兹波对红木具有良好的穿透性及指纹特性,在红木的分类识别中有较大的应用潜力。选用5种红木(巴里黄檀、奥氏黄檀、大叶紫檀、小叶紫檀、交趾黄檀)作为试验样品木材。利用THz-TDS系统得到木材的太赫兹时域光谱,通过对五种木材的太赫兹时域光谱进行快速傅里叶变换,得到木材太赫兹频域光谱,并对太赫兹时域光谱提取光学参数,分别得到木材的太赫兹折射率谱和吸收系数谱,结果表明不同种类的木材在时域光谱上具有时间延迟线与振幅的差异,在频域光谱上显示衰减趋势及幅值各不相同,在吸收系数谱中各种类红木吸收峰出现的频段不同,能够直观地展示出各种类木材之间的区别,表明THz-TDS进行红木分类识别具有一定的可行性。利用连续投影算法(SPA)提取吸收系数谱和折射率谱的特征频率,对吸收系数谱260个频率点筛选出28个特征频率点,频段占比10.77%;对折射率谱260个频率点筛选出12个特征频率点,频段占比4.62%。分别建立基于吸收系数谱和折射率谱的随机森林分类模型和支持向量机(SVM)红木分类模型,并对各模型分类结果进行对比。实验结果表明,THz-TDS具有良好的木材识别效果,基于木材太赫兹吸收系数谱和折射率谱建立的随机森林分类模型对红木种类有着较好的分类性能,总体分类准确率分别达到了94%和96%,能够准确对红木种类进行分类识别。利用太赫兹时域光谱技术实现了红木的分类识别,为红木的分类识别提供了一个新的思路和技术方案,能够作为近红外光谱木材检测方法的补充,同时为太赫兹技术在木材分类识别领域的应用提供了理论基础。

关键词：太赫兹时域光谱连续投影算法随机森林红木支持向量机

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