检索结果-内蒙古大学图书馆

农业机械学报 2016年第11期47卷 224-230页

作者：罗慧闫思蒙卢伟张澄宇代德建南京农业大学工学院南京210031 江苏省现代设施农业技术与装备工程实验室南京210031

针对目前国内外禽蛋流水线在线裂纹检测中微小裂纹检测的难题,通过外部压力增大微小裂纹信息,并结合声学方法实现多维度禽蛋微小裂纹的无损检测。对20枚不同位置的微小裂纹蛋进行压碎实验,选取压力范围为0~6 N,采集无损蛋与微小裂纹蛋... 详细信息

针对目前国内外禽蛋流水线在线裂纹检测中微小裂纹检测的难题,通过外部压力增大微小裂纹信息,并结合声学方法实现多维度禽蛋微小裂纹的无损检测。对20枚不同位置的微小裂纹蛋进行压碎实验,选取压力范围为0~6 N,采集无损蛋与微小裂纹蛋的振动音频信号,结合功率谱分析、PCA主成分分析,选出工业流水线条件下最适宜增大微小裂纹信息的外部压力为5 N,最佳扫频范围为3 000~7 500 Hz。实验中,对320枚鸡蛋进行检测,分别构建基于反向传播神经网络（BPNN）、概率神经网络（PNN）和最小二乘支持向量机（LS-SVM）的鸡蛋微小裂纹检测模型,其中,基于LS-SVM的鸡蛋微小裂纹检测模型最优,测试集中无损蛋与微小裂纹蛋的识别率分别达到98.3%和95%,且流水线每小时可在线检测约3 600枚鸡蛋。

关键词：鸡蛋无损检测微小裂纹蛋功率谱主成分分析最小二乘支持向量机

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基于机器视觉的果树树冠体积测量方法研究

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农业机械学报 2016年第6期47卷 1-10,20页

作者：丁为民赵思琪赵三琴顾家冰邱威郭彬彬南京农业大学工学院南京210031 南京农业大学江苏省现代设施农业技术与装备工程实验室南京210031

针对人工测量精度低、费时费力,而基于三维激光扫描技术、超声波技术等自动测量方法成本高、操作复杂的不足,提出了基于机器视觉的果树树冠体积测量方法,搭建了可移植性果树树冠体积自动测量平台。基于机器视觉实现待测树冠图像获取,通... 详细信息

针对人工测量精度低、费时费力,而基于三维激光扫描技术、超声波技术等自动测量方法成本高、操作复杂的不足,提出了基于机器视觉的果树树冠体积测量方法,搭建了可移植性果树树冠体积自动测量平台。基于机器视觉实现待测树冠图像获取,通过图像处理算法获得树冠图像面积特征,并采用最小二乘法和五点参数标定法获得普适性树冠面积与体积相关关系模型,从而得到树冠体积,通过对梨树以及桂花树样本的试验,可以发现预测树冠体积平均误差分别为13.73%和10.18%。对于不具备系列样本无法构建模型的树冠,采用单点测量法,根据树冠轮廓拟合椭球结构体,然后根据体积求算补偿公式,完成体积测量,测量误差在10%左右。表明树冠形态特征的图像提取算法可行有效,通过面积以及轮廓特征量均能很好地表达树冠体积特征。

关键词：果树树冠机器视觉体积测量图像处理参数标定面积特征轮廓特征

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面向田间籽棉成熟度判别的二种特征选择算法比较

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光学精密工程 2013年第8期21卷 2121-2128页

作者：王玲刘德营姬长英南京农业大学工学院/江苏省现代设施农业技术与装备工程实验室江苏南京210031

为了快速、准确地判别田间籽棉的成熟度,提取了描述棉瓣形状的15个结构特征,基于10折交叉验证比较了封装器下穷举搜索并基于封装器停止搜索(WE-W)和过滤器下启发式搜索并基于封装器停止搜索(FH-W)这二种特征选择算法的执行效率和分类性... 详细信息

为了快速、准确地判别田间籽棉的成熟度,提取了描述棉瓣形状的15个结构特征,基于10折交叉验证比较了封装器下穷举搜索并基于封装器停止搜索(WE-W)和过滤器下启发式搜索并基于封装器停止搜索(FH-W)这二种特征选择算法的执行效率和分类性能。分别以验证集上Bayes分类器的误分率(WE-W)和训练集上的类可分性测量值(FH-W)为评价函数,在训练集上穷举搜索(WE-W)和启发式搜索(FH-W)最优l维特征子集,l=1,2,…,15,并于Bayes分类器在验证集上的平均误分率极小时停止搜索(WE-W和FH-W)。结果显示,WE-W和FH-W算法在预测集上于l=3处分别获得了85.39%(WE-W)和85.28%(FH-W)的平均识别率,表明FH-W算法执行效率高、分类性能好,对实际应用有参考意义。

关键词：籽棉成熟度封装器穷举搜索过滤器启发式搜索特征选择

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基于叶绿素荧光成像技术的番茄苗热害胁迫智能识别方法

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农业工程学报 2022年第7期38卷 171-179页

作者：汪小旵吴忠贤孙晔张晓蕾王延鹏蒋烨南京农业大学工学院南京210031 江苏省现代设施农业技术与装备实验室南京210031

为实现作物热害胁迫状态快速、无损和智能化识别,该研究设计了一套叶绿素荧光图像采集装置,并提出一种基于叶绿素荧光成像技术的番茄苗热害胁迫智能识别方法。以不同热害阶段下的番茄苗叶片作为研究对象,通过搭建的叶绿素荧光图像采集... 详细信息

为实现作物热害胁迫状态快速、无损和智能化识别,该研究设计了一套叶绿素荧光图像采集装置,并提出一种基于叶绿素荧光成像技术的番茄苗热害胁迫智能识别方法。以不同热害阶段下的番茄苗叶片作为研究对象,通过搭建的叶绿素荧光图像采集设备获取具有单一背景的叶片原始荧光图像,将获取的12组荧光参数值结合Spearman等级相关性分析得到相关性最高的非调节性能量耗散的量子产量Y(NO),对其进行图像预处理后构建番茄苗叶片热害图像数据集。对AlexNet模型进行改进,引入批量归一化(Batch Normalization,BN)方法加快模型的收敛速度,选择Mish激活函数提高模型的表达能力,同时使用全局平均池化层(Golbal Average Pooling,GAP)替换全连接层和深度可分离卷积替换传统卷积的方法减少模型参数量,以提升模型运行速度,通过Adam优化算法更新梯度。研究结果表明,改进AlexNet模型性能最优,平均识别精度达98.8%,平均测试耗时为11.6 ms,模型权重空间仅为1.13 MB。相比未改进AlexNet模型,平均测试耗时下降23.2%,模型权重空间下降99.5%。该研究为番茄苗早期热害胁迫检测和胁迫等级划分提供了一种方法,也为其他作物夏季热害监测和防控提供技术参考。

关键词：图像识别叶绿素荧光成像热害番茄幼苗改进AlexNet模型轻量化

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高地隙农田信息采集机器人设计与试验

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农业机械学报 2023年第6期54卷 65-77页

作者：汪小旵李泽晟陈彦宇黄薛凯张晓蕾南京农业大学工学院南京210031 江苏省现代设施农业技术与装备实验室南京210031

为适应水田行走和不同垄宽等复杂的农艺条件,设计了一种轮距宽度可调的高地隙四驱农田信息采集机器人。利用SolidWorks对整体结构进行设计分析和零部件选型,设计了基于GNSS和INS的组合导航与路径跟踪控制系统,并对机器人进行了水田行走... 详细信息

为适应水田行走和不同垄宽等复杂的农艺条件,设计了一种轮距宽度可调的高地隙四驱农田信息采集机器人。利用SolidWorks对整体结构进行设计分析和零部件选型,设计了基于GNSS和INS的组合导航与路径跟踪控制系统,并对机器人进行了水田行走性能测试和信息采集试验。结果表明,机器人四轮驱动方式具备较好的速度一致性,地隙与轮距调节机构调节到位误差率为1.33%和0.73%;直线路径跟踪的平均横向误差为6.8 cm,直角转弯的平均收敛时间为25.6 s;机器人最大行驶速度为1 m/s,单点信息采集平均耗时为24.5 s,传感器采集的各类数据均满足使用要求,该信息采集机器人可实现复杂条件下的农田信息采集工作。

关键词：机器人农田信息信息采集组合导航路径跟踪

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基于LIO-SAM建图和激光视觉融合定位的温室自主行走系统

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农业工程学报 2024年第3期40卷 227-239页

作者：孙国祥黄银锋汪小旵袁云鹏陈光宇南京农业大学工学院南京210031 江苏省现代设施农业技术与装备实验室南京210031

为解决传统导航方案在温室内无法应对光照变化大、作物行间距窄、接收GPS信号差等问题,该研究提出了基于即时定位与地图构建技术的激光视觉融合式自主导航算法。该系统利用三维激光雷达VLP-16(Velodyne LiDAR,VLP-16)和惯性测量单元获... 详细信息

为解决传统导航方案在温室内无法应对光照变化大、作物行间距窄、接收GPS信号差等问题,该研究提出了基于即时定位与地图构建技术的激光视觉融合式自主导航算法。该系统利用三维激光雷达VLP-16(Velodyne LiDAR,VLP-16)和惯性测量单元获取温室环境信息,采用基于紧耦合的雷达惯导定位建图(tightly-coupled lidar inertial odometry via smoothing and mapping,LIO-SAM)算法构建导航地图,基于轮式里程计和视觉里程计采用扩展卡尔曼滤波器算法实现局部定位,融合激光点云配准算法和自适应蒙特卡洛定位算法实现全局定位。同时,在自主行走系统应用A*算法规划全局路径和动态窗口算法规划局部路径,从而实现自主导航。试验结果表明,LIO-SAM算法构建的温室导航地图最大相对误差、最大绝对误差和均方根误差分别为9.9%、0.081和0.063 m,在温室内改进后的定位算法横向偏差小于0.020 m,纵向偏差小于0.090 m;当自主行走系统以0.15、0.30和0.50 m/s的速度运行时,横向偏差、纵向偏差和航向偏角的平均值分别小于0.120 m、0.10 m和8.5°,标准差分别小于0.070 m、0.140 m和6.6°。该导航方案满足自主行走系统在温室内高精度建图、定位和导航的需求,可为自主移动平台提供理论与技术支撑。

关键词：温室自主导航视觉里程计即时定位与地图构建自适应蒙特卡洛定位卡尔曼滤波

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基于卷积神经网络面部图像识别的拖拉机驾驶员疲劳检测

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农业工程学报 2018年第7期34卷 192-199页

作者：卢伟胡海阳王家鹏王玲 Yiming Deng 南京农业大学工学院南京210031 江苏省现代设施农业技术与装备工程实验室南京210031 Michigan State University College of EngineeringEast Lansing48824

针对疲劳驾驶极易造成拖拉机交通事故这一问题,该文提出了一种基于卷积神经网络面部特征识别的拖拉机驾驶员疲劳检测方法。首先,利用伽马亮度校正对驾驶员面部图像进行光照预处理,再通过小波包去除图像中的椒盐噪声和高斯噪声,对预处理... 详细信息

针对疲劳驾驶极易造成拖拉机交通事故这一问题,该文提出了一种基于卷积神经网络面部特征识别的拖拉机驾驶员疲劳检测方法。首先,利用伽马亮度校正对驾驶员面部图像进行光照预处理,再通过小波包去除图像中的椒盐噪声和高斯噪声,对预处理后的图像分别通过PCA-SCM人脸特征识别定位算法和基于人脸核心特征库及肤色模型的人脸识别算法进行驾驶员面部的识别定位,并通过比对这2种算法识别的偏差大小校验算法识别的有效性,以减小拖拉机工作振动时采样对图像中人脸定位精度的影响。将提取到的驾驶员面部图像输入到卷积神经网络进行深度学习和训练,并建立驾驶员疲劳视觉检测模型,从而实现基于拖拉机驾驶员面部图像的疲劳检测。统计训练过程中各项参数变化情况并进行T-SNE降维迭代分析,与其他常规方法相比,CNN在检测准确度和检测效率方面都有较为明显的优势。试验表明,所提出的检测模型准确率98.9%,图片识别效率38 ms/帧(Inter i7-4510U双核处理器),能够实现拖拉机驾驶员疲劳状况的实时检测,该研究可为解决疲劳驾驶这一安全问题提供参考。

关键词：拖拉机图像处理算法疲劳驾驶 PCA-SCM 卷积神经网络面部识别

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基于诱虫板图像的温室番茄作物害虫识别与监测方法

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南京农业大学学报 2021年第2期44卷 373-383页

作者：卜俊怡孙国祥王迎旭魏天翔汪小旵南京农业大学工学院/江苏省现代设施农业技术与装备工程实验室江苏南京210031

[目的]本文旨在探索实时监测温室虫情和精准防控虫害的方法。[方法]设计了一种基于诱虫板图像背景均匀化的自适应分割方法,结合基于随机森林(random forest,RF)的图像识别算法识别4类温室番茄害虫(烟粉虱、潜叶蝇、果蝇和蚜虫)并计数。... 详细信息

[目的]本文旨在探索实时监测温室虫情和精准防控虫害的方法。[方法]设计了一种基于诱虫板图像背景均匀化的自适应分割方法,结合基于随机森林(random forest,RF)的图像识别算法识别4类温室番茄害虫(烟粉虱、潜叶蝇、果蝇和蚜虫)并计数。该方法首先提取诱虫板图像RGB(red-green-blue)颜色模型B分量和HSV(hue-saturation-value)颜色模型V分量,然后分别对2张图像分段调整背景灰度值得到均匀背景诱虫板灰度图像,再利用最大类间方差法确定阈值分割图像,经形态学处理后融合2张诱虫板二值图像,最后提取害虫区域的6个颜色特征、8个形状特征和6个纹理特征,训练随机森林以识别害虫并计数。[结果]对比分析Sauvola局部阈值法、Prewitt边缘分割法、k-means聚类法以及本文设计的自适应分割方法,结果表明基于背景均匀化的自适应分割方法效果最好,平均分割准确率为95.34%。对比分析7种特征向量组合下随机森林、C-SVC(C-support vector classification)和BP(back propagation)神经网络3种分类方法,结果表明综合颜色特征向量、形状特征向量和纹理特征向量作为输入的随机森林算法识别效果更好,对烟粉虱、潜叶蝇、果蝇和蚜虫的识别准确率分别为93.89%、90.71%、91.54%和90.40%。[结论]本文设计的方法能够实现诱虫板上4类害虫的识别和计数,可以为温室虫情监测与预警提供参考。

关键词：诱虫板图像背景均匀化图像分割害虫识别随机森林

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稻麦精准变量施肥机排肥性能分析与试验

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农业机械学报 2017年第7期48卷 97-103页

作者：施印炎陈满汪小旵 ODHIAMBO M O 章永年丁为民南京农业大学工学院南京210031 农业部南京农业机械化研究所南京210014 江苏省现代设施农业技术与装备工程实验室南京210031

为提高基于近地光谱技术的稻麦精准变量施肥机排肥性能稳定性,改善变量施肥控制精度,建立了外槽轮式变量施肥机离散元仿真模型,运用离散单元法和EDEM 2.2软件对施肥机排肥过程进行性能分析和数值模拟,研究不同排肥器结构和施肥控制策略... 详细信息

为提高基于近地光谱技术的稻麦精准变量施肥机排肥性能稳定性,改善变量施肥控制精度,建立了外槽轮式变量施肥机离散元仿真模型,运用离散单元法和EDEM 2.2软件对施肥机排肥过程进行性能分析和数值模拟,研究不同排肥器结构和施肥控制策略对施肥机排肥稳定性的影响,并通过台架试验和田间试验验证仿真模型的准确性。结果表明:改进后的排肥器施肥量变异性系数明显减小,标准差减小14.59 g,变异系数降低9.9%;采用转速优先控制策略,当槽轮开度为19.34 mm时,排肥量稳定性系数最佳为1.09%;采用开度优先控制策略,当槽轮转速为55.75 r/min时,排肥量变异性系数最小为1.85%;与验证试验结果相比,误差最大为14.06%。结果验证了离散元仿真方法分析颗粒运动过程的准确性,表明所设计改进的排肥器能够提高施肥机排肥稳定性,满足稻麦精准变量施肥要求。

关键词：变量施肥外槽轮施肥稳定性离散元分析

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芦蒿有序收获机切割器动力学仿真与试验

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农业机械学报 2017年第2期48卷 110-116页

作者：施印炎陈满汪小旵章永年 ODHIAMBO Morice Oluoch 南京农业大学工学院南京210031 农业部南京农业机械化研究所南京210014 江苏省现代设施农业技术与装备工程实验室南京210031

切割器作为芦蒿收获机的重要工作部件,其切割性能直接影响作物的收获质量和后续输送效果。采用虚拟样机设计方法,对自走式芦蒿有序收获机中往复式切割器的结构参数和芦蒿茎秆的物理参数进行研究,建立了切割部件的三维实体模型和茎秆的... 详细信息

切割器作为芦蒿收获机的重要工作部件,其切割性能直接影响作物的收获质量和后续输送效果。采用虚拟样机设计方法,对自走式芦蒿有序收获机中往复式切割器的结构参数和芦蒿茎秆的物理参数进行研究,建立了切割部件的三维实体模型和茎秆的柔性简化模型,并进行刚柔耦合动力学仿真分析。以切割系统的切割速度vg、切割角度α和前进速度vm为影响因素,选取切割器对茎秆切割力F和重割率γ为评价指标,设计了三因素三水平虚拟正交试验,运用统计学软件进行响应面回归分析和方差分析,并进行田间试验验证。结果表明,响应面模型(RSM)优化组合vg=1.6 m/s,α=15°,vm=1.0 m/s时,F、γ明显降低,割茬质量最好,与试验结果相比,切割力误差小于10.9%、重割率误差小于11.3%。分析结果验证了预测模型的有效性和准确性,表明所设计的往复式切割器满足对芦蒿的有序收获要求。

关键词：芦蒿有序收获机往复式切割器虚拟样机动力学仿真

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