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基于改进YOLOv5s的轻量化鲜茶叶识别方法 被引量:3
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作者 吴擎 韦润轩 +3 位作者 周乐 杨浩 刘婉茹 徐红梅 《智能化农业装备学报(中英文)》 2025年第1期1-14,共14页
茶芽分类识别是名优茶生产中十分重要的环节。针对目前茶芽识别算法模型尺寸大、计算量大且无法区分采摘形态等问题,本研究以YOLOv5s为基线模型,提出了一种改进的鲜茶叶识别模型(YOLOv5s-SPCS)。首先,收集实验室环境和自然环境下的鲜茶... 茶芽分类识别是名优茶生产中十分重要的环节。针对目前茶芽识别算法模型尺寸大、计算量大且无法区分采摘形态等问题,本研究以YOLOv5s为基线模型,提出了一种改进的鲜茶叶识别模型(YOLOv5s-SPCS)。首先,收集实验室环境和自然环境下的鲜茶叶图像制作鲜茶叶数据集。其次,基于ShuffleNetV2思想构建Shuffle Block模块替换主干网络中的卷积模块,在减少模型参数量和计算量的同时提高特征提取速度。然后,在颈部网络引入部分卷积结构PConv和无参数注意力机制SimAM构建C3-PCS模块替换原C3结构,减少模型计算冗余和内存访问,提高识别精度。最后,采用SIoU作为边界框损失函数,提高预测框收敛速度和收敛精度。试验结果表明,YOLOv5s-SPCS模型参数量、计算量和权重文件大小分别为YOLOv5s模型的14%、14%和16%,对鲜茶叶识别准确率为81.8%、平均精度均值为82.4%,相较于原始模型,准确率提升了2.7个百分点,平均精度均值保持不变。此外,改进后的YOLOv5s-SPCS模型整体性能优于当前常用的Faster R-CNN、SSD、YOLOv3、YOLOv4等目标检测模型。本研究可为鲜茶叶识别分类及后续移动端部署提供有效的技术支持。 展开更多
关键词 深度学习 YOLOv5 轻量化 鲜茶叶 目标检测
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基于师生交流机制的改进类电磁机制算法 被引量:2
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作者 吴擎 徐惟罡 张春江 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2020年第4期1033-1042,共10页
为有效解决约束优化问题,提出一种基于师生交流机制的改进类电磁机制算法(TLEM)。算法在继承了类电磁机制(EM)算法良好收敛性的基础上,简化了合力计算过程,引入了移动概率修正移动公式;结合教学优化算法(TLBO),提高了算法的局部搜索精度... 为有效解决约束优化问题,提出一种基于师生交流机制的改进类电磁机制算法(TLEM)。算法在继承了类电磁机制(EM)算法良好收敛性的基础上,简化了合力计算过程,引入了移动概率修正移动公式;结合教学优化算法(TLBO),提高了算法的局部搜索精度;改进了EM算法的电量计算公式,并采用一种可行域与支配规则来处理约束。TLEM算法与其他约束优化算法在13个标准测试函数上进行了仿真对比与分析,结果表明TLEM算法的求解能力和稳定性均优于其他算法。将该算法应用于压力容器、压缩弹簧及焊接梁设计问题,验证了TLEM算法在工程设计优化问题上的可行性和优越性。 展开更多
关键词 类电磁机制算法 师生交流机制 约束优化 工程设计优化
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经济负荷分配问题中的约束处理方法研究
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作者 吴擎 张春江 高亮 《郑州大学学报(工学版)》 CAS 北大核心 2019年第3期36-41,共6页
经济负荷分配是电力系统中重要的优化问题,该问题有若干约束,以往文献常采用罚函数法来处理约束,但罚函数法难以设置罚系数.可行性规则和ε约束法是两种高效且常用的约束处理技术,却难以直接应用于经济负荷分配问题.结合问题的特点,提... 经济负荷分配是电力系统中重要的优化问题,该问题有若干约束,以往文献常采用罚函数法来处理约束,但罚函数法难以设置罚系数.可行性规则和ε约束法是两种高效且常用的约束处理技术,却难以直接应用于经济负荷分配问题.结合问题的特点,提出了一种将负荷平衡等式约束转化为边界不等式约束的方法:利用功率平衡约束,采用近似法和二次方程求根公式求出一个变量,并对该变量增加两个边界不等式约束,然后采用可行性规则或ε约束法来处理约束.实验部分采用两个经典的经济负荷分配问题对算法进行了测试.结果表明,与其他算法相比,该方法能求得更优的解. 展开更多
关键词 经济负荷分配 约束处理方法 差分进化算法
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基于改进YOLO-Pose的复杂环境下拖拉机驾驶员关键点检测 被引量:10
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作者 徐红梅 杨浩 +3 位作者 李亚林 张文杰 赵亚兵 吴擎 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第16期139-149,共11页
为解决农田复杂作业环境下拖拉机驾驶员因光照、背景及遮挡造成的关键点漏检、误检等难识别问题,该研究提出了一种基于改进YOLO-Pose的复杂环境下驾驶员关键点检测方法。首先,在主干网络的顶层C3模块中嵌入Swin Transformer编码器,提高... 为解决农田复杂作业环境下拖拉机驾驶员因光照、背景及遮挡造成的关键点漏检、误检等难识别问题,该研究提出了一种基于改进YOLO-Pose的复杂环境下驾驶员关键点检测方法。首先,在主干网络的顶层C3模块中嵌入Swin Transformer编码器,提高遮挡状况下关键点的检测效率。其次,采用高效层聚合网络RepGFPN作为颈部网络,通过融合高层语义信息和低层空间信息,增强多尺度检测能力,同时在颈部网络采用金字塔卷积替换标准3×3卷积,在减少模型参数量的同时有效地捕获不同层级的特征信息。最后,嵌入坐标注意力机制优化关键点解耦头,增强预测过程对关键点空间位置的敏感程度。试验结果表明,改进后算法mAP0.5(目标关键点相似度Loks阈值取0.5时平均精度均值)为89.59%,mAP0.5:0.95(目标关键点相似度Loks阈值取0.5,0.55,…,0.95时的平均精度均值)为62.58%,相比于基线模型分别提高了4.24和4.15个百分点,单张图像平均检测时间为21.9 ms,与当前主流关键点检测网络Hourglass、HRNet-W32及DEKR相比,mAP0.5分别提升了7.94、5.27、2.66个百分点,模型大小分别减少了257.5、8.2、9.3 M。改进后的关键点检测算法具有较高的检测精度和推理速度,可为拖拉机驾驶员的异常行为识别和状态监测提供技术支持。 展开更多
关键词 拖拉机 深度学习 检测 驾驶员 YOLO-Pose 关键点
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基于分解的多目标进化算法在工程优化中的应用 被引量:5
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作者 张春江 TAN Kay Chen +1 位作者 高亮 吴擎 《郑州大学学报(工学版)》 CAS 北大核心 2015年第6期38-46,共9页
将基于分解的多目标进化算法(Multi-objective Evolutionary Algorithm Based on Decomposition,MOEA/D)应用于工程优化问题时,由于各目标函数在数量级及量纲上的不同,需要对目标函数进行归一化处理.首先,采用一种自适应ε约束差分进化... 将基于分解的多目标进化算法(Multi-objective Evolutionary Algorithm Based on Decomposition,MOEA/D)应用于工程优化问题时,由于各目标函数在数量级及量纲上的不同,需要对目标函数进行归一化处理.首先,采用一种自适应ε约束差分进化算法(εConstrained Differential Evolution,εDE)寻找各个目标在Pareto前沿上的最大值和最小值,利用这些值对各目标进行归一化处理;然后,用MOEA/D进行求解,并在算法中加入了自适应ε约束处理技术;最后,采用一个标准测试问题和一个焊接梁设计优化问题对该算法进行测试,并与其他两种归一化方法进行了比较.根据提出的方法,MOEA/D能对Pareto前沿的一端进行集中优化,因而能处理一些Pareto前沿两端难以优化的问题. 展开更多
关键词 多目标进化算法 MOEA/D 归一化 工程优化 差分进化 ε约束处理
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考虑倒伏与粮仓容积的再生稻头季机收路径规划 被引量:3
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作者 张国忠 凌高旻 +4 位作者 季超 吴擎 康启新 唐楠锐 赵状状 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期33-45,共13页
为提升机具作业效率和质量、减少土壤碾压等,该研究提出一种同时考虑作物倒伏状态、碾压面积和收获机粮仓容积的路径规划算法(harvester grain bin capacitated arc routing problem,HGBCARP)。该算法由作业信息处理模块和作业路径规划... 为提升机具作业效率和质量、减少土壤碾压等,该研究提出一种同时考虑作物倒伏状态、碾压面积和收获机粮仓容积的路径规划算法(harvester grain bin capacitated arc routing problem,HGBCARP)。该算法由作业信息处理模块和作业路径规划模块组成,作业信息处理模块将农田边界、卸粮点位置、作物倒伏方向及面积、位置等信息转化成可处理的数据形式并传输给路径规划模块,然后由路径规划模块进行作业行方向划分、作业行遍历顺序寻优、转弯方式生成、碾压面积计算等,最终得到最优路径规划结果。采用改进遗传算法,分别以3种再生稻收获机、2种传统水稻收获机和3种不同田块为对象,以行驶路径长度、碾压面积、收获粮食量为评价指标,采用回转式收获路径和HGBCARP式收获路径规划开展对比试验。结果表明,HGBCARP式比回转式收获路径碾压面积每公顷减少11.79%~27.20%,可使倒伏的机收头季稻增收1.64%~1.95%;同时在3种不同田块条件下进行仿真试验,HGBCARP式比回转式收获路径可使碾压面积每公顷减少7.25%~20.09%。使用电动无人履带式底盘对不同收获路径进行田间模拟收获试验,HGBCARP式收获路径与传统牛耕往复式及回转式收获路径相比,碾压面积减少约11.21%~28.03%,在路径长度减少约6.81%~23.46%,验证了HGBCARP式路径规划方法的有效性,研究结果可为智能化作业路径规划研究提供参考。 展开更多
关键词 作物 倒伏 低碾压 轨迹规划 弧路径规划问题
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工程制图课程思政实践与思考——以一堂课程思政示范课为例 被引量:5
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作者 刘梅英 任奕林 +2 位作者 黄凰 王巧华 吴擎 《农业工程》 2023年第3期115-119,共5页
课程思政是当前高校思想政治教育工作的新模式。以一堂工程制图课程思政示范课为例,讲解机件形状表达方法中的剖视图。首先构建了工程制图课程思政建设的总体框架,充分挖掘教学知识点中的思政元素,通过案例实施探讨知识点与思政元素的... 课程思政是当前高校思想政治教育工作的新模式。以一堂工程制图课程思政示范课为例,讲解机件形状表达方法中的剖视图。首先构建了工程制图课程思政建设的总体框架,充分挖掘教学知识点中的思政元素,通过案例实施探讨知识点与思政元素的有机融入方式,并通过学生匿名问卷调查和教师代表的听课反馈来评估课程思政的教学成效。提出了课程思政建设中的几点建议。 展开更多
关键词 课程思政 示范课 工程制图 剖视图
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智能化技术在水稻生产全程机械化中的应用研究与发展趋势 被引量:48
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作者 刘婉茹 张国忠 +5 位作者 周勇 徐红梅 吴擎 付建伟 黄成龙 张建 《华中农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期105-122,共18页
智能控制是水稻生产全程机械化向智能化发展的关键核心技术。本文从水稻作业环节中的耕整地、种植、田间管理和收获四个方面概述分析了国内外水稻生产机具使用情况和机械化作业情况,着重阐述了智能化技术在水稻生产全程机械化中的应用研... 智能控制是水稻生产全程机械化向智能化发展的关键核心技术。本文从水稻作业环节中的耕整地、种植、田间管理和收获四个方面概述分析了国内外水稻生产机具使用情况和机械化作业情况,着重阐述了智能化技术在水稻生产全程机械化中的应用研究,涵盖了耕深智能调节与自动平地技术、工厂化育秧移栽与精量直播技术、田间管理智能化技术(灌溉、施肥、除草和病虫害防治)、收获机在线监测和智能控制技术、自动导航与无人驾驶技术等。指出了制约水稻生产全程机械化向智能化发展的技术难点,并展望了其未来发展趋势,以期为智能化技术在水稻生产全程机械化中的应用提供参考。 展开更多
关键词 水稻 全程机械化 智能控制 自动导航 无人驾驶 智慧农业 智能化
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基于分形理论与聚类分析的小电阻接地系统高阻接地保护方法 被引量:24
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作者 曹文思 吴擎 +1 位作者 徐铭铭 牛荣泽 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2020年第4期204-209,224,共7页
针对目前小电阻接地系统保护由于整定值过大而对高阻接地故障易出现拒动的问题,基于分形理论和聚类分析提出了高阻接地保护新方法。该方法提取故障线路和非故障线路零序电流的相似性特征,利用零序电流比值和分形维数对相似度进行量化计... 针对目前小电阻接地系统保护由于整定值过大而对高阻接地故障易出现拒动的问题,基于分形理论和聚类分析提出了高阻接地保护新方法。该方法提取故障线路和非故障线路零序电流的相似性特征,利用零序电流比值和分形维数对相似度进行量化计算,构建了接地故障特征矩阵,采用K-means聚类算法对接地故障特征矩阵进行分析,避免了保护整定困难的问题。经真型实验录波数据验证,所提方法将保护的耐阻能力提高到2000Ω,具有一定的应用价值。 展开更多
关键词 小电阻接地系统 高阻接地 分形理论 相似性 聚类分析 继电保护
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