检索结果-内蒙古大学图书馆

农业工程学报 2023年第4期39卷 1-15页

作者：陈青殷程凯郭自良王金鹏周宏平蒋雪松南京林业大学林业资源高效加工利用协同创新中心南京210037 南京林业大学机械电子工程学院南京210037

目前国内苹果基本采用人工采摘方式,随着劳动力资源短缺以及机械自动化技术的迅速发展,利用机器人采摘替代人工作业成为必然趋势,开发苹果采摘机器人用于果园收获作业具有重要意义。由于苹果采摘作业环境复杂,严重制约了采摘自动化的发... 详细信息

目前国内苹果基本采用人工采摘方式,随着劳动力资源短缺以及机械自动化技术的迅速发展,利用机器人采摘替代人工作业成为必然趋势,开发苹果采摘机器人用于果园收获作业具有重要意义。由于苹果采摘作业环境复杂,严重制约了采摘自动化的发展。目标识别、定位与果实分离是苹果采摘机器人的关键技术,其性能决定了苹果采摘的效率及质量。该文概述了具有市场化前景的苹果采摘机器人发展和应用现状,综述了在复杂自然环境光照变化、枝叶遮挡、果实重叠、夜间环境下以及同色系苹果的识别方法,介绍了多种场景并存的复杂环境下基于深度学习的苹果识别算法,遮挡、重叠及振荡果实的定位方法,并对采用末端执行器实现果实与果树的分离方法进行了分析。针对现阶段苹果采摘机器人采摘速度低、成功率低、果实损伤、成本高等问题,指出今后苹果采摘机器人商业化发展亟需在农机农艺结合、优化识别算法、多传感器融合、多臂合作、人机协作、扩展设备通用性、融合5G与物联网技术等方面开拓创新。

关键词：机器人机器视觉图像处理苹果采摘末端执行器研究进展

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叶片风振响应空间运动姿态及雾滴沉积效果分析

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农业工程学报 2024年第17期40卷 71-81页

作者：许林云武玉柱周宏平张健张超南京林业大学机械电子工程学院南京210037 南京林业大学林业资源高效加工利用协同创新中心南京210037

风送喷雾技术可有效提升雾滴向冠层内部的输送能力,增强雾滴在树冠各处的覆盖均匀性,但气流对单一叶片的动态响应及雾滴沉积的细观作用效果还不清楚。该研究通过风洞内的稳定气流对单一梨树叶片进行风振响应试验,追踪叶片表面代表叶片... 详细信息

风送喷雾技术可有效提升雾滴向冠层内部的输送能力,增强雾滴在树冠各处的覆盖均匀性,但气流对单一叶片的动态响应及雾滴沉积的细观作用效果还不清楚。该研究通过风洞内的稳定气流对单一梨树叶片进行风振响应试验,追踪叶片表面代表叶片形态的4个特征点,构建模拟叶片的三维空间运动模型,分析研究特征点的空间运动轨迹及叶面雾滴沉积效果。研究结果表明:低于临界风振响应速度,叶片基本稳定于一定抬升角位置,大于等于临界风振响应速度,叶片的稳定状态才会破坏,出现大幅度的摆动与翻转的复合运动响应,且运动响应具有周期性特征。对应5、7和9 m/s风速下,在一个周期内叶尖的空间运动总行程分别为180.61、1140.77、766.33 mm,叶片总扭转角分别为290.7°、896.8°、716.2°。雾滴沉积试验中,风速低于5m/s,雾滴主要沉积于面向气流方向的叶面,随着气流速度增大,正面雾滴沉积覆盖率由43.2%逐渐减小为10.3%;大于等于风速5m/s时,叶片正反两表面均有雾滴沉积,但雾滴主要沉积亲水性较好的叶片反面上。提出了应用叶片的空间运动瞬时位置的实际坐标构建模拟叶片位姿,可清晰体现叶片的空间位姿及运动过程。研究结果可进一步揭示风送喷雾过程中载雾气流与动态叶片的沉积作用机理。

关键词：叶片风送喷雾运动姿态雾滴尺寸雾滴沉积

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基于改进YOLOv7的苹果生长状态及姿态识别

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农业工程学报 2024年第6期40卷 258-266页

作者：陈青殷程凯郭自良吴玄博王金鹏周宏平南京林业大学林业资源高效加工利用协同创新中心南京210037 南京林业大学机械电子工程学院南京210037

针对目前苹果在复杂环境下难以进行生长状态分类识别、姿态信息同步获取等问题,该研究提出了一种基于改进YOLOv7的苹果生长状态分类和果实姿态融合识别方法。首先改进多尺度特征融合网络,在骨干网络中增加160×160的特征尺度层,用... 详细信息

针对目前苹果在复杂环境下难以进行生长状态分类识别、姿态信息同步获取等问题,该研究提出了一种基于改进YOLOv7的苹果生长状态分类和果实姿态融合识别方法。首先改进多尺度特征融合网络,在骨干网络中增加160×160的特征尺度层,用于增强模型对微小局部特征的识别敏感度;其次引入注意力机制CBAM(convolutional block attention module),改善网络对输入图片的感兴趣目标区域的关注度;最后采用Soft-NMS算法,能够有效避免高密度重叠目标被一次抑制从而发生漏检现象。此外,结合UNet分割网络和最小外接圆及矩形特征获取未遮挡苹果姿态。试验结果表明,改进YOLOv7的识别精确率、召回率和平均识别精度分别为86.9%、80.5%和87.1%,相比原始YOLOv7模型分别提高了4.2、2.2和3.7个百分点,另外苹果姿态检测方法的准确率为94%。该文模型能够实现苹果生长状态分类及果实姿态识别,可为末端执行器提供了抓取方向,以期为苹果无损高效的采摘奠定基础。

关键词：图像处理 YOLOv7 分类识别姿态识别深度学习苹果

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深度学习在林果品质无损检测中的研究进展

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农业工程学报 2024年第17期40卷 1-16页

作者：蒋雪松计恺豪姜洪喆周宏平南京林业大学林业资源高效加工利用协同创新中心南京210037 南京林业大学机械电子工程学院南京210037

林果品质与消费者和果农密切相关,在保障消费者安全、优化运输贮藏、改善后续分级、实现优质优价、提高果农收益等方面均有重要作用,然而传统的林果品质检测方法存在效率低、检测范围有限和鲁棒性差等问题。近年来,随着深度学习的迅猛发... 详细信息

林果品质与消费者和果农密切相关,在保障消费者安全、优化运输贮藏、改善后续分级、实现优质优价、提高果农收益等方面均有重要作用,然而传统的林果品质检测方法存在效率低、检测范围有限和鲁棒性差等问题。近年来,随着深度学习的迅猛发展,林果品质无损检测技术也取得了突破性的进步。该研究梳理了目前主流的深度学习模型及其作用,然后从林果安全品质、外部品质和内部品质3个方面阐述了深度学习的研究进展,发现卷积神经网络是林果品质无损检测领域应用最广泛的深度学习模型。同时结合深度学习应用现状与模型不足分析了该领域仍存在数据质量低、模型泛化能力差、实际部署困难等问题,提出未来应围绕数据增强与评价指标、建立公共数据集、多模态融合、模型融合、元学习、拓展应用、模型压缩等方面展开研究。该文旨在为深度学习在林果品质无损检测中的进一步发展提供参考,以加快林果产业的数字化、信息化进程。

关键词：深度学习品质保障卷积神经网络林果无损检测

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冬季温控床垫对人体热舒适的影响机理

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林业工程学报 2020年第3期5卷 175-182页

作者：李霞霞申黎明高婧淑南京林业大学林业资源高效加工利用协同创新中心南京210037

为研究温控床垫的不同温控条件对人体冬季热舒适和睡眠质量的影响,以及获得适宜的被褥微环境温度,研制了基于水管和水垫调温的温控床垫,调控的温度分别为29和32℃。通过睡眠实验,测试并记录睡眠过程中人床界面温度、被褥微环境温度与... 详细信息

为研究温控床垫的不同温控条件对人体冬季热舒适和睡眠质量的影响,以及获得适宜的被褥微环境温度,研制了基于水管和水垫调温的温控床垫,调控的温度分别为29和32℃。通过睡眠实验,测试并记录睡眠过程中人床界面温度、被褥微环境温度与睡眠各个阶段时间,以及睡前和醒后的主观热反应调查。结果表明,在受试者睡眠期间,受温控条件水垫29℃影响的人床界面与被褥微环境的温度值最低,热感觉处于稍凉水平,导致睡眠效率较低。水管29℃热感觉处于适中水平,水垫32℃与水管32℃处于稍暖水平,二者之间受试者热感觉差异不显著,而与水垫29℃差异显著。同时,适中或偏暖被褥微环境在人体热舒适和热可接受度方面表现最佳,也实现了较高的睡眠效率。基于睡眠效率、被褥微环境的温度及整体热感觉,得出适宜的被褥微环境温度范围为31.45~32.50℃,受试者的满意率可达85%以上。此外,睡眠时被褥微环境的整体热感觉与各睡眠参数之间显著相关,稍暖或稍凉的热感觉会显著影响人的睡眠质量。

关键词：温控床垫人床界面温度被褥微环境温度热舒适睡眠质量

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木质纤维素复合生物质薄膜材料的功能化应用研究进展

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化工进展 2022年第9期41卷 4840-4854页

作者：黄岳峰马丽莎张莉莉王志国南京林业大学轻工与食品学院江苏省林业资源高效加工利用协同创新中心江苏南京210037

为了解决传统石油基高分子薄膜不可降解等问题,纤维素、淀粉、壳聚糖等生物质薄膜材料因其具有绿色可降解性等优点而备受关注并展现出良好的发展前景。但生物质薄膜往往存在强度低、耐水性差等问题,限制了其进一步发展及功能化应用。本... 详细信息

为了解决传统石油基高分子薄膜不可降解等问题,纤维素、淀粉、壳聚糖等生物质薄膜材料因其具有绿色可降解性等优点而备受关注并展现出良好的发展前景。但生物质薄膜往往存在强度低、耐水性差等问题,限制了其进一步发展及功能化应用。本文综述了以木质纤维素作为添加剂增强生物质薄膜的力学强度、防水性、紫外屏蔽等性能的研究进展,重点探讨了不同结构性质的木质素和不同尺度的微纳米木质纤维素对生物质薄膜性能的影响,并进一步综述了木质纤维素复合生物质薄膜材料在包装材料、电极材料以及催化材料领域中的功能化应用研究进展。分析并展望了木质纤维素复合生物质薄膜在制备及功能化方面的优势、不足以及发展方向,以期为采用木质纤维素改良生物质薄膜的研究提供借鉴。

关键词：木质纤维素生物质膜复合材料增强功能化应用

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新型樟脑磺胺基肟醚衍生物的合成及抗肿瘤活性研究

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有机化学 2021年第3期41卷 1224-1233页

作者：赵雨珣王芸芸张成龙徐徐王石发南京林业大学林业资源高效加工利用协同创新中心化学工程学院南京210037

利用药物设计中的活性拼接原理,以(+)-10-樟脑磺酸为原料,经酰氯化、酰胺化和缩合反应,设计合成了一系列樟脑磺胺基肟醚类衍生物,通过1HNMR、13CNMR和HRMS对其结构进行了表征.采用噻唑蓝(MTT)法对目标化合物对人肺腺癌细胞(A549)、人宫... 详细信息

利用药物设计中的活性拼接原理,以(+)-10-樟脑磺酸为原料,经酰氯化、酰胺化和缩合反应,设计合成了一系列樟脑磺胺基肟醚类衍生物,通过1HNMR、13CNMR和HRMS对其结构进行了表征.采用噻唑蓝(MTT)法对目标化合物对人肺腺癌细胞(A549)、人宫颈癌细胞(Hela)、人乳腺癌细胞(MCF-7)和人正常胚胎肝细胞(LO2)进行抗肿瘤活性评价。结果表明,大部分化合物显示出良好的抗肿瘤活性。其中,(+)-1-(7,7-二甲基-2-(苄氧基亚氨基)双环[2.2.1]庚烷-1-基)-N-(3-(三氟甲基)苯基)甲磺酰胺(4r)对三种细胞表现出最好的抗增值效果,IC50值分别为6.75、7.93和4.51μmol·L^(-1).采用流式细胞术检测细胞周期和凋亡,Hoechst染色观察细胞形态变化.荧光探针DCFH-DA和JC-1分别用于检测细胞内活性氧水平和线粒体膜电位.初步机理研究表明,化合物4r可将MCF-7细胞阻滞在G0/G1期,可诱导活性氧产生和线粒体膜电位崩溃进而诱导细胞呈剂量依赖式凋亡.

关键词：樟脑磺胺基肟醚抗肿瘤活性 G0/G1期阻滞凋亡

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基于木质素分子结构特性的功能材料研究进展

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复合材料学报 2022年第7期39卷 3059-3083页

作者：姜波金永灿南京林业大学江苏省林业资源高效加工利用协同创新中心林产化学与材料国际创新高地南京210037

木质素是自然界中储量最大的可再生芳香生物质资源,其大分子是由苯丙烷结构单元(愈创木基、紫丁香基和对羟基苯基)通过醚键和碳-碳键连接聚合而成,具有天然的生物活性、亲疏水性、纳米尺度的可调节性、分子结构设计的灵活性以及生物相... 详细信息

木质素是自然界中储量最大的可再生芳香生物质资源,其大分子是由苯丙烷结构单元(愈创木基、紫丁香基和对羟基苯基)通过醚键和碳-碳键连接聚合而成,具有天然的生物活性、亲疏水性、纳米尺度的可调节性、分子结构设计的灵活性以及生物相容性等特点。围绕木质素的分子结构特性,重点综述了近年来国内外在木质素功能材料方面的研究成果与进展。首先从木质素化学组成和分布等角度探讨了木质素的分子结构特性;然后从基于原生木质素结构特点的直接功能应用、基于木质素分子结构调控的材料创制和应用以及基于木质素碳材料的开发和应用三个方面出发,系统讨论了木质素功能材料的研究现状和亟需突破的瓶颈;最后,简述了木质素在其他领域的应用进展,并展望了木质素功能应用工作中的重点以及未来的发展方向。

关键词：木质素结构特性功能材料制备与应用可再生生物质资源

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基于高光谱成像技术的油茶果不同成熟阶段判别

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光谱学与光谱分析 2023年第11期43卷 3419-3426页

作者：袁伟东鞠皓姜洪喆李兴鹏周宏平孙梦梦南京林业大学林业资源高效加工利用协同创新中心江苏南京210037 南京林业大学机械电子工程学院江苏南京210037

我国南方丘陵山区大面积种植油茶果,而目前油茶果的采摘期主要根据节气和经验来判断,过早和过晚采摘油茶果皆会带来经济损失。旨在探索高光谱成像技术准确鉴别油茶果成熟度的可行性,应用波段范围为400~1000 nm的高光谱成像(HSI)系统采... 详细信息

我国南方丘陵山区大面积种植油茶果,而目前油茶果的采摘期主要根据节气和经验来判断,过早和过晚采摘油茶果皆会带来经济损失。旨在探索高光谱成像技术准确鉴别油茶果成熟度的可行性,应用波段范围为400~1000 nm的高光谱成像(HSI)系统采集了不同成熟度油茶果共480个样本的高光谱数据。基于SNV、SNV-detrend、SG、一阶导和二阶导5种不同预处理建立PLS-DA和PSO-SVM判别模型。选择最优预处理数据进行特征波长筛选,发现相比于SPA,CARS筛选特征波长建立的简化模型性能更优,CARS-PLS-DA和CARS-PSO-SVM模型预测集分类准确率为92.5%和89.2%,Kappa系数均超过0.86。采用颜色矩的方法提取高光谱图像中颜色特征值结合特征波长建立PLS-DA和PSO-SVM组合模型,发现仍是经CARS筛选特征波长建立的模型性能最优,其中CARS+颜色-PLS-DA和CARS+颜色-PSO-SVM模型预测集分类准确率分别为94.2%和93.3%。特征波长融合颜色特征值的组合建模比单一特征波长建模分类效果好,预测集分类准确率分别提高了1.7%和4.1%。CARS+颜色-PLS-DA模型显示出最佳预测性能,其Kappa系数为0.9231。研究表明利用高光谱成像技术结合化学计量学方法可用于油茶果成熟度检测,为实现快速、无损、准确鉴别油茶果成熟度提供了科学依据。

关键词：高光谱成像油茶果成熟度颜色特征值 Kappa系数

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木质素在吸附材料领域中的应用研究进展

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功能材料 2022年第6期53卷 6060-6066页

作者：任建鹏李鹏辉蒋政伟吴文娟南京林业大学江苏省林业资源高效加工利用协同创新中心南京210037

木质素作为一种储量丰富、廉价可再生的生物质资源,广泛存在于植物类纤维原料中。木质素是由苯丙烷单元通过醚键和碳碳键连接而成的三维网络状芳香族高聚物,结构中含有丰富的醇羟基、酚羟基、羧基和甲氧基等功能性基团,可通过改性或与... 详细信息

木质素作为一种储量丰富、廉价可再生的生物质资源,广泛存在于植物类纤维原料中。木质素是由苯丙烷单元通过醚键和碳碳键连接而成的三维网络状芳香族高聚物,结构中含有丰富的醇羟基、酚羟基、羧基和甲氧基等功能性基团,可通过改性或与其他材料复合,是一类极具潜质的功能性高分子,可应用于油田、煤炭、建材、农业、医药等行业,尤其在吸附材料领域中的应用逐渐成为实现木质素高值化利用的途径之一。介绍了以木质素为原料制备吸附材料,包括多孔碳、水凝胶、气凝胶以及木质素基复合材料等,综述了木质素吸附材料在处理染料、重金属离子、气体等方面的应用研究进展,并就木质素吸附材料的未来研究工作进行了展望。

关键词：木质素改性吸附材料染料重金属离子气体

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