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基于YOLOv11和SVR的猪只背部姿态与体尺估测
1
作者 李梓芃 徐迪红 +6 位作者 黎煊 李良华 孙华 黄江东 王起繁 梅书棋 彭先文 《华中农业大学学报》 北大核心 2025年第5期142-151,共10页
针对人工接触式体尺测量导致的种猪应激反应、较大误差及低效问题,设计一种非接触式猪只图像数据采集平台,并提出一种基于YOLOv11与支持向量回归(support vector regression,SVR)算法的猪只背部姿态检测与体尺估测方法。该方法利用YOLO... 针对人工接触式体尺测量导致的种猪应激反应、较大误差及低效问题,设计一种非接触式猪只图像数据采集平台,并提出一种基于YOLOv11与支持向量回归(support vector regression,SVR)算法的猪只背部姿态检测与体尺估测方法。该方法利用YOLOv11模型进行猪只姿态目标检测,并通过SVR算法处理目标检测结果中的猪只体尺像素信息,进而估算猪只的体尺。结果显示,YOLOv11模型的召回率和平均精确率分别达到94.6%和96.0%,展示了良好的检测鲁棒性;通过SVR算法得到的体长、胸宽、臀宽的估测值与实测值的平均绝对百分比误差分别为2.78%、2.55%和2.88%,说明该算法在体尺测量上的效果较好。以上结果表明,基于YOLOv11与支持向量回归(SVR)算法的猪只背部姿态检测与体尺估测方法具有轻量化、高精确率的特点,可有效减少人为误差和猪只应激反应。 展开更多
关键词 种猪 YOLOv11 SVR 姿态检测 体尺估测
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基于改进ShuffleNetV2的轻量化饲料原料种类识别模型
2
作者 田敏 牛智有 刘梅英 《华中农业大学学报》 北大核心 2025年第2期105-115,共11页
针对目前配合饲料加工过程中生产饲料原料入仓环节人工识别粉碎程度、颜色和形状相近的入仓原料时存在种类识别困难的问题,基于轻量化卷积神经网络模型ShuffleNetV2,提出一种识别精度更高、计算复杂度更小且适用于饲料原料图像种类识别... 针对目前配合饲料加工过程中生产饲料原料入仓环节人工识别粉碎程度、颜色和形状相近的入仓原料时存在种类识别困难的问题,基于轻量化卷积神经网络模型ShuffleNetV2,提出一种识别精度更高、计算复杂度更小且适用于饲料原料图像种类识别的ShuffleNetV2-EH轻量化模型。首先在ShuffleNetV2网络模型结构中引入注意力机制ECA(efficient channel attention),根据输入自适应调整通道权重,提升网络模型对饲料原料图像重要特征的感知能力;其次将ReLU替换为HardSwish激活函数,在不增加额外的权重和偏置参数的前提下,提升模型的识别准确率;最后在保证模型识别精度的基础上,对ShuffleNetV2网络模型结构进行调整,减少模型的参数量以及计算量。结果显示,ShuffleNetV2-EH模型在8种饲料原料图像测试集上的识别准确率为99.13%,与原ShuffleNetV2模型相比提升1.38百分点,其精确率、召回率和F1分数分别提升1.45、1.63和1.62百分点,模型参数量和浮点运算量较之前分别减少352 092个和45.27×10^(6);且综合性能优于经典卷积神经网络模型AlexNet、VggNet16、GoogLeNet和ResNet18。结果表明,改进后的ShuffleNetV2模型较好地平衡了模型的计算复杂度和识别精度,为入仓环节的饲料原料在线识别提供了算法基础。 展开更多
关键词 饲料原料 种类识别 轻量化模型 ShuffleNetV2 注意力机制
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规模化养猪场产房单元仔猪自动补奶系统设计与试验
3
作者 曹清 孔宪锐 +3 位作者 丁潘 李灿 牛智有 李志伟 《华中农业大学学报》 北大核心 2025年第2期29-38,共10页
针对规模化养猪场哺乳仔猪哺育自动化程度较低等问题,设计一种适用于规模化养猪场产房单元的恒温循环式仔猪自动补奶系统,实现奶液制备、循环饲喂、自动清洗等功能。阐述补奶系统的整体结构及工作原理,开展搅拌罐、搅拌器、循环管道、... 针对规模化养猪场哺乳仔猪哺育自动化程度较低等问题,设计一种适用于规模化养猪场产房单元的恒温循环式仔猪自动补奶系统,实现奶液制备、循环饲喂、自动清洗等功能。阐述补奶系统的整体结构及工作原理,开展搅拌罐、搅拌器、循环管道、输送泵、辅助加热器等关键部件结构设计和理论分析;开发以西门子S7-200SMART为核心处理器的补奶控制系统,通过电磁阀、继电器等对奶液流动状态进行控制,通过流量传感器、温度传感器、液位传感器等对奶液物理参数进行监测,使用触摸屏实现人机交互;试制样机并进行性能试验,结果显示,搅拌制备的奶液均匀性总平均变异系数为0.435%,管道压力分布在26.0~65.2 kPa,所有补奶碗均可在6.1 s内充满奶液,奶液温度控制在40~42℃。研究结果表明,设计的产房单元仔猪自动补奶装置奶液均匀性较好,压力分布合理,奶液温度符合仔猪补奶要求,满足产房单元仔猪自动补奶的生产需求。 展开更多
关键词 仔猪补奶 自动补奶系统 辅助加热 恒温循环 产房单元
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基于激光雷达扫描的料仓原料储料量测量方法 被引量：1
4
作者 牛智有 沈柏胜 +4 位作者 路开新 徐志杰 江善晨 刘静 刘梅英 《华中农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期293-301,共9页
为提高仓内原料储料量测量自动化和智能化水平,设计了一种基于二维激光雷达扫描的储料量测量装置与系统。本系统采用RPLIDARS1型二维激光雷达扫描获取不同储料量物料的原始点云数据,通过坐标变换、重叠点提取、滤波、分割等方法对原始... 为提高仓内原料储料量测量自动化和智能化水平,设计了一种基于二维激光雷达扫描的储料量测量装置与系统。本系统采用RPLIDARS1型二维激光雷达扫描获取不同储料量物料的原始点云数据,通过坐标变换、重叠点提取、滤波、分割等方法对原始点云进行预处理,采用贪婪投影三角化算法将预处理后的点云进行三维重建,获得仓内原料的三维模型,结合物料三维模型和物料的容重获得仓内原料的储料量,从而实现储料量的自动测量。以玉米为试验对象,测量小型储料塔内玉米储料量并对玉米不同储料量进行扫描测量,验证模型的准确性,结果显示:测量结果的平均绝对误差为8.05kg,平均相对误差为1.52%。研究结果表明,基于二维激光雷达扫描的储料量测量方法是可行的,具有较好的稳定性和测量精度,能够满足实际生产需求。 展开更多
关键词 料仓 储料量 激光雷达 点云处理 三维重建
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低温空气氧化生物炭吸附苯系污染物的作用机制
5
作者 马家敏 王卓超 +2 位作者 杨争鸣 牛文娟 曹红亮 《华中农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期282-292,共11页
为进一步明晰低温空气氧化生物炭吸附苯系污染物的作用机制,以竹屑为原料、CaCl_(2)为活化剂,通过两步活化法制备低温空气氧化生物炭,并综合吸附试验、炭结构表征和密度泛函理论(densityfunctionaltheo-ry,DFT)计算,解析低温空气氧化生... 为进一步明晰低温空气氧化生物炭吸附苯系污染物的作用机制,以竹屑为原料、CaCl_(2)为活化剂,通过两步活化法制备低温空气氧化生物炭,并综合吸附试验、炭结构表征和密度泛函理论(densityfunctionaltheo-ry,DFT)计算,解析低温空气氧化生物炭吸附苯酚、苯胺、对苯二酚、对硝基苯酚等4种苯系污染物的过程与行为。结果表明:低温空气氧化生物炭对苯系污染物的吸附性能受生物炭孔隙结构和表面官能团的协同作用影响,生物炭通过微孔结构的孔隙填充作用在空间几何尺度调控苯系污染物的吸附存储过程。低温空气氧化生物炭后,氧原子以羟基、醛基和羧基的形式赋存于生物炭碳骨架表面,从电子尺度影响碳骨架的电子结构排布、改变碳骨架与苯系污染物间的吸附位置及作用类型,通过静电引力及氢键等作用,显著增强生物炭对苯系污染物的吸附能力,其中,羟基和羧基的氢原子作为氢键的供体,醛基的氧原子作为氢键的受体。 展开更多
关键词 生物炭 低温空气氧化 苯系污染物 量子化学 吸附机制
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基于局部红外图像的种猪核心温度反演 被引量：2
6
作者 徐迪红 韩宏鑫 +2 位作者 刘小磊 赵书红 黎煊 《华中农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期57-62,共6页
为了获取种猪的核心体温,收集大白猪、长白猪、大白×长白二元杂3个品种共108头母猪样本,使用手持式红外热像仪获取种猪眼睛、耳根、脖子、肩部、前背、后背、臀尖、尾根、外阴、臀部、腹部共11个部位的红外图像信息;通过温度、湿... 为了获取种猪的核心体温,收集大白猪、长白猪、大白×长白二元杂3个品种共108头母猪样本,使用手持式红外热像仪获取种猪眼睛、耳根、脖子、肩部、前背、后背、臀尖、尾根、外阴、臀部、腹部共11个部位的红外图像信息;通过温度、湿度、风速传感器获取相应猪场的环境信息。利用基于5×4嵌套交叉验证对数据进行样本集划分,并采用标准化及独热编码方式对数据进行预处理,分别建立基于红外图像技术的种猪核心温度与局部红外图像及环境因素的最小二乘支持向量机(LSSVR)、支持向量机、随机森林以及岭回归定量分析模型。通过验证确定LSSVR模型为表现最优的模型,模型决定系数R2为0.639,RMSE、MAE分别为0.133、0.110℃。为了提升模型拟合效果,增加了猪品种、妊娠时间、是否发情以及采集时段(上、下午)4个可能的影响因素,结果显示,除了种猪品种对模型结果没有贡献,其他因素使模型R2分别提高了4%、8%、10%,最终模型R2为0.773,RMSE、MAE分别为0.106、0.09℃。表明增加妊娠时间、是否发情以及采集时段(上、下午)3个因素,可以明显地增强模型的拟合度,模型更加精确,可作为种猪核心温度反演的一个因素。 展开更多
关键词 种猪体温 红外热成像 独热编码 快速检测 智慧养殖
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基于响应面法的仔猪配奶罐搅拌器数值模拟与优化 被引量：7
7
作者 吴壮壮 牛智有 +2 位作者 刘梅英 刘静 李洪成 《华中农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期248-257,共10页
为了探究仔猪配奶罐中搅拌器参数对奶水搅拌效果的影响,设计了一种双层桨叶仔猪配奶罐,采用CFD数值模拟与响应面分析相结合方法,以转速、层间距、桨叶角度和离底距离为优化参数,以搅拌功率、混合时间和平均温升速率为响应指标,设计四因... 为了探究仔猪配奶罐中搅拌器参数对奶水搅拌效果的影响,设计了一种双层桨叶仔猪配奶罐,采用CFD数值模拟与响应面分析相结合方法,以转速、层间距、桨叶角度和离底距离为优化参数,以搅拌功率、混合时间和平均温升速率为响应指标,设计四因素三水平正交仿真试验,建立响应指标的回归模型,得到双层桨叶搅拌器的最优参数值。结果显示:转速和桨叶角度对搅拌功率的影响极显著,转速、层间距、桨叶角度和离底距离对混合时间影响极显著,转速对平均温升速率影响极显著,层间距和桨叶角度对平均温升速率影响显著,其中转速对搅拌器性能影响最大;响应面回归模型具有较好的拟合性,通过响应面回归模型得到最优的参数组合为转速80 r/min、层间距170 mm、桨叶角度30°、离底距离100 mm。与优化前相比,搅拌功率减小27.08%,混合时间减小70.15%,平均温升速率提升9.57%,且湍流动能云图分布和温度云图分布明显优于初选模型。 展开更多
关键词 配奶罐 搅拌器 搅拌性能 响应面法 CFD数值模拟 智慧养猪
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仔猪喂奶系统设计与输送管道优化 被引量：2
8
作者 吴壮壮 牛智有 +2 位作者 刘梅英 刘静 李洪成 《华中农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期216-223,共8页
针对当前仔猪喂奶自动化水平程度较低,劳动强度较大、饲喂效率低下这一问题,设计一种仔猪喂奶系统,开发以PLC控制器为核心的自动控制系统,实现仔猪喂奶过程中加水、控温、搅拌和饲喂等操作的自动化控制,并应用CFD数值模拟探究管径、管... 针对当前仔猪喂奶自动化水平程度较低,劳动强度较大、饲喂效率低下这一问题,设计一种仔猪喂奶系统,开发以PLC控制器为核心的自动控制系统,实现仔猪喂奶过程中加水、控温、搅拌和饲喂等操作的自动化控制,并应用CFD数值模拟探究管径、管道材质、入口温度和管道流速对奶水输送管道压力分布及温度分布的影响,依据仿真结果确定了输送管路的基础参数值,即管道材质为PPR材质、管径为6分管(外径25 mm,壁厚2.8 mm)和管道流速为0.8 m/s。性能试验表明:仔猪配奶罐温度控制精度的平均相对误差为0.91%,温度变化幅度保持在±1℃;仔猪配奶罐温度控制稳定性试验的温度样本标准差为0.226 3℃,变异系数为0.499%;仔猪饲喂点的温度分布范围在36~45℃;仔猪喂奶器压力分布范围在28.36~53.20 kPa。研究结果表明,该仔猪喂奶系统可以正常实现供水、搅拌、加热、循环和排水等功能,各饲喂点的管道压力及温度分布均满足仔猪饲喂要求。 展开更多
关键词 哺乳仔猪 喂奶系统 配奶罐 输送管道 CFD数值模拟 智慧养殖
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