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基于改进BiRTE的渔业健康养殖标准复杂关系抽取
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作者 宋奇书 于红 +4 位作者 乔诗晗 罗璇 李光宇 邵立铭 张思佳 《大连海洋大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期153-161,共9页
为解决渔业健康养殖标准文本关系抽取领域特定性强、语意复杂导致关系抽取准确率不高等问题,提出了基于改进BiRTE的渔业健康养殖标准复杂关系抽取方法,针对实体和语义关联建模,将RoBERTa作为编码器,采用全词掩码和动态掩码的方式增强词... 为解决渔业健康养殖标准文本关系抽取领域特定性强、语意复杂导致关系抽取准确率不高等问题,提出了基于改进BiRTE的渔业健康养殖标准复杂关系抽取方法,针对实体和语义关联建模,将RoBERTa作为编码器,采用全词掩码和动态掩码的方式增强词向量特征表示,并在此基础上融合了自注意力机制(Self-Attention, SelfATT)将实体特征与关系特征结合聚焦,加强实体抽取与关系预测的联系,从而提升渔业标准文本抽取的准确性。结果表明:本文提出的基于改进BiRTE的渔业健康养殖标准复杂关系抽取模型(RoBERTa-BiRTE-SelfATT)对渔业标准复杂关系抽取的准确率、召回率和F1值分别为95.9%、95.4%、95.7%,较BiRTE模型分别提升了4.2%、3.1%、3.8%。研究表明,本文提出的渔业健康养殖标准复杂关系抽取模型RoBERTa-BiRTE-SelfATT可以有效解决渔业标准文本关系抽取中专有名词识别不准确、语意复杂导致实体关系难以抽取的问题,是一种有效的渔业标准复杂关系抽取方法。 展开更多
关键词 渔业标准 关系抽取 重叠关系 复杂关系 自注意力机制
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基于多跳机制的扩散图谱推荐模型
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作者 刘珈宁 张思佳 +2 位作者 张正龙 王祎涵 安宗诗 《应用科学学报》 北大核心 2025年第1期123-136,共14页
针对基于知识图谱的推荐系统中存在的高阶建模困难与用户特征建模不足的问题,提出基于多跳机制的扩散图谱推荐模型(a diffusion map recommendation model based on multi-hop mechanism,MultiHop-GDN)。该模型通过端到端方法挖掘知识... 针对基于知识图谱的推荐系统中存在的高阶建模困难与用户特征建模不足的问题,提出基于多跳机制的扩散图谱推荐模型(a diffusion map recommendation model based on multi-hop mechanism,MultiHop-GDN)。该模型通过端到端方法挖掘知识图谱高阶语义信息,涵盖知识图谱构建、特征提取网络构建与多跳扩散模型构建三部分内容。利用用户特征和项目特征构建知识图谱;深入分析用户兴趣、偏好和历史行为等信息,构建用户画像和兴趣模型;提出特征提取网络捕获深层次语义信息,通过本文模型的计算得到预测值。在两个公开数据集的对比实验表明,MultiHop-GDN能够同时实现用户和项目的高阶建模,与其他代表论文的模型相比有良好的推荐效果。 展开更多
关键词 知识图谱 推荐系统 多跳机制 扩散模型 深度学习
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融合N-Gram和多重注意力机制的能源领域新词发现方法
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作者 王祎涵 张思佳 +2 位作者 曹恒 刘珈宁 张正龙 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第18期7668-7677,共10页
随着能源行业的快速发展和技术革新,大量的专业术语和表达方式不断更新,新词不断涌现。然而,传统的新词发现方法通常依赖于词典或规则,且难以高效率地处理和更新大量的专业术语,特别是在快速变化的能源领域。因此,结合能源领域文本数据... 随着能源行业的快速发展和技术革新,大量的专业术语和表达方式不断更新,新词不断涌现。然而,传统的新词发现方法通常依赖于词典或规则,且难以高效率地处理和更新大量的专业术语,特别是在快速变化的能源领域。因此,结合能源领域文本数据特性,提出了一种融合N-Gram和多重注意力机制的能源领域新词发现方法(new word discovery method in the energy field combining N-Gram and multiple attention mechanism, ENFM)。该方法首先利用N-Gram模型对能源领域的文本数据进行初步处理,通过统计和分析词频来生成新词候选列表。随后,引入融合多重注意力机制的ERNIE-BiLSTM-CRF模型,以进一步提升新词发现的准确性和效率。与传统的新词发现技术相比,在新词的准确识别和整体效率上均有显著提升,将其于能源领域政策文本数据集,准确率、召回率和F1分别为95.71%、95.56%、95.63%。实验结果表明,该方法能够准确地在能源领域的大量文本数据中识别新词,有效识别出能源领域特有的词汇和表达方式,显著提高了中文分词任务中对能源领域专业术语的识别能力。 展开更多
关键词 能源领域 新词发现 预训练模型 N-GRAM 中文分词
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面向海洋牧场资源评估的多水下机器人编队控制方法
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作者 金兆一 宋婧菡 +5 位作者 虞逸凡 王馨 陆春 杨志庆 李智军 林远山 《大连海洋大学学报》 北大核心 2025年第2期318-329,共12页
为解决现有的编队控制方法大多依赖精确的多水下机器人运动学或者动力学模型,设计了一种基于多智能体深度确定性策略梯度(MADDPG)的多水下机器人编队控制方法。首先,将N个水下机器人划分为1个领航者和N-1个跟随者,并构建基于领航者-跟... 为解决现有的编队控制方法大多依赖精确的多水下机器人运动学或者动力学模型,设计了一种基于多智能体深度确定性策略梯度(MADDPG)的多水下机器人编队控制方法。首先,将N个水下机器人划分为1个领航者和N-1个跟随者,并构建基于领航者-跟随者架构的马尔可夫决策过程(MDP)模型,对多水下机器人的编队控制进行建模;然后,利用机器人自身的位置和速度信息及其他机器人之间的相对位置信息作为观测,并通过机器人的受力来表达其动作;最后,通过领航者与目标位置的距离、跟随者与领航者的距离、跟随者之间的距离等信息构建奖励函数,兼顾个体和系统层级的奖励。结果表明,基于该方法所习得的多水下机器人编队控制策略能够产生类似生物集群的协同运动模式,在编队稳定性和路径优化方面优于其他深度强化学习算法。研究表明,该策略无须精确的运动学或动力学建模,具备行为灵活、分布式执行能力强以及良好的泛化能力,是一种有效的多水下机器人编队控制方法。 展开更多
关键词 多水下机器 编队控制 领航者跟随者架构 深度强化学习
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基于改进YOLOv8s与ByteTrack的养殖海参计数方法
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作者 王芳 洪胜呈 +3 位作者 刘可心 温佳伟 张滨 林远山 《农业工程学报》 北大核心 2025年第13期234-242,共9页
为解决海参养殖过程中人工采样计数方法成本高、效率低、误差大等问题,该研究提出一种基于改进YOLOv8s和ByteTrack的自动化养殖海参计数方法。该方法由检测、跟踪和计数3个部分组成:在检测部分,针对YOLO系列检测器在水下环境中检测性能... 为解决海参养殖过程中人工采样计数方法成本高、效率低、误差大等问题,该研究提出一种基于改进YOLOv8s和ByteTrack的自动化养殖海参计数方法。该方法由检测、跟踪和计数3个部分组成:在检测部分,针对YOLO系列检测器在水下环境中检测性能不足问题,提出改进模型YOLOv8s-BB。通过在Backbone和Neck部位分别引入BCAM(BiFormer convolutional attention module)和BiFormer注意力模块增强其特征提取和融合能力,提升检测精度;在跟踪部分,针对ByteTrack算法在水下环境中对目标关联匹配性能不佳问题,提出基于三级级联匹配的TriSORT跟踪算法,提升跟踪稳定性;在计数部分,设计了未激活轨迹去除计数法,对比分析了其与过线计数的性能差异。结果表明:YOLOv8s-BB检测器的平均精度达88.9%,召回率为77.8%,F1值为84.2%,相较于YOLOv8s、YOLOv7-tiny、YOLOv9s和YOLOv11s检测模型,均保持领先优势;TriSORT的多目标跟踪准确度(MOTA)和ID调和平均数(IDF1)达74.00%和85.03%,较ByteTrack分别提高6.55和5.54个百分点;未激活轨迹去除计数法平均计数精度达95.46%,绝对误差为1.90,明显优于过线计数法。该研究通过检测-跟踪-计数的全流程优化,实现了高效、准确的自动化养殖海参计数,为海参养殖的生物量估算、投喂管理、销售决策等关键环节提供可靠的数据支持。 展开更多
关键词 水产养殖 目标跟踪 种群计数 海参 水下视觉 深度学习
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基于FasterYOLOv9-Slim的轻量级工厂化养殖鱼群识别
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作者 张鑫 于红 +4 位作者 吴子健 程志澳 高陈成 杨宗轶 王悦 《渔业现代化》 北大核心 2025年第1期99-109,共11页
针对计算资源有限的工厂化养殖对鱼群识别精度和速度之间的平衡要求,提出一种基于YOLOv9和FasterNet改进的轻量级养殖鱼群识别模型FasterYOLOv9-Slim。首先在YOLOv9中引入轻量级骨干网络FasterNet以减少模型参数和计算量;其次利用高维... 针对计算资源有限的工厂化养殖对鱼群识别精度和速度之间的平衡要求,提出一种基于YOLOv9和FasterNet改进的轻量级养殖鱼群识别模型FasterYOLOv9-Slim。首先在YOLOv9中引入轻量级骨干网络FasterNet以减少模型参数和计算量;其次利用高维检测头剪枝(HDPrune)降低网络深度以减少干扰信息积累;最后结合改进的特征融合模块FasterRepNCSPELAN4和下采样模块ADown、DownSimper,构建高效的颈部网络(DFA-Neck),增强特征表达同时降低计算需求。为验证所提出算法的有效性,设计了消融试验和对比试验,消融试验结果表明,FasterNet和HDPrune分别在降低参数和减弱干扰信息方面起到有效作用,DFA-Neck在整体网络中有效地协调了两者;对比试验结果显示,FasterYOLOv9-Slim在工厂化养殖红鳍东方鲀数据集上的表现超越了YOLOv7、YOLOv8和YOLOv10系列模型中同等规模的先进识别模型,保证高精度的同时,参数值分别降低了34.14%、64.02%和22.22%。在与ShuffleNet、MobileNet和RepViT等先进轻量级网络的对比中展现出较好的综合性能。研究表明:该方法能够有效平衡模型在计算资源有限的工厂化养殖条件下鱼群识别的精度和速度。 展开更多
关键词 养殖鱼群 YOLOv9 目标识别 模型剪枝 轻量化
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融合协同注意力机制与Transformer模型的鱼类异常行为多任务识别
7
作者 张艺爔 胡泽元 +4 位作者 左宇琪 贾松怡 刘吉航 陶红希 于红 《广东海洋大学学报》 北大核心 2025年第1期124-133,共10页
【目的】解决暗光、浑浊和高密度养殖环境下,对于单任务鱼类异常行为识别精确度不高以及相似性鱼类异常行为难以准确识别的问题。【方法】提出一种多任务学习情况下鱼类异常行为及其姿态估计研究框架,命名为PD-DETR。通过Transformer架... 【目的】解决暗光、浑浊和高密度养殖环境下,对于单任务鱼类异常行为识别精确度不高以及相似性鱼类异常行为难以准确识别的问题。【方法】提出一种多任务学习情况下鱼类异常行为及其姿态估计研究框架,命名为PD-DETR。通过Transformer架构实现端到端推理,平衡不同任务的损失权重,优化梯度冲突。通过自注意力编码器和协同注意力(SCSA)特征融合网络(SCSA-FPN),计算单鱼行为与鱼群行为的权重,平衡鱼群行为对个体行为的影响,降低相似性行为特征丢失。设计消融实验和模型对比实验,以证算法的有效性。【结果】PD-DETR在红鳍东方鲀(Takifugu rubripes)异常行为数据集上的识别精确率和平均精度分别达到95.1%和93.6%,较YOLOv11-det提升0.9%和0.3%;游动姿态估计精确率和平均精度分别达到91.2%和90.8%,较RT-DETR相比分别提升3.9%和4.4%;在多任务学习情况下异常识别任务和游动姿态估计任务的平均精度较单任务学习提升1.2%和1.7%。【结论】多任务学习网络PD-DETR实现了暗光、浑浊水质环境中的鱼类异常行为识别与游动姿态分析,有助于提高养殖效率,保障鱼类健康。 展开更多
关键词 鱼类异常行为 姿态估计 多任务学习 多任务梯度协调 Transformer模型
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基于Mel声谱图与改进SEResNet的鱼类行为识别 被引量:6
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作者 杨雨欣 于红 +3 位作者 杨宗轶 涂万 张鑫 林远山 《渔业现代化》 CSCD 北大核心 2024年第1期56-63,共8页
养殖环境中饲料投放、水流变化等刺激源导致鱼类声音分辨难,使行为识别准确率不高,为解决上述问题,提出基于Mel声谱图(Mel spectrogram)与改进SEResNet的鱼类行为识别模型TAP-SEResNet。首先针对鱼类行为声音频率波动大、特征差异小,造... 养殖环境中饲料投放、水流变化等刺激源导致鱼类声音分辨难,使行为识别准确率不高,为解决上述问题,提出基于Mel声谱图(Mel spectrogram)与改进SEResNet的鱼类行为识别模型TAP-SEResNet。首先针对鱼类行为声音频率波动大、特征差异小,造成特征提取难的问题,采用高分辨率、特征表示较好的Mel声谱图以捕捉鱼类声音的频谱特征。其次针对鱼类声音特征关键信息易丢失的难题,提出在SEResNet模型中融合时序聚合池化层(Temporal Aggregated Pooling,TAP),提取池化区域的最大值和平均值,保留鱼类行为更多细粒度声音特征,提高识别准确率。为验证所提模型的有效性,分别设计了消融试验和模型性能对比试验,试验结果显示:TAP-SEResNet相比SEResNet在不降低检测速度的条件下准确率提升了3.23%;相比PANNS-CNN14、ECAPA-TDNN及MFCC+ResNet等先进声音识别模型,TAP-SEResNet在准确率上分别提升了5.32%、2.80%和1.64%。所提模型有助于养殖过程中对鱼类行为实现精准监测,对精准养殖具有重要的推动作用。 展开更多
关键词 鱼类行为识别 被动水声信号 Mel声谱图 SEResNet
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基于改进YOLOv7的密集鱼群计数检测 被引量:3
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作者 李尹佳 胡泽元 +4 位作者 涂万 张鹏 韦思学 于红 吴俊峰 《广东海洋大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期115-123,共9页
【目的】提高在水体浑浊和鱼群高密度聚集等复杂环境中的鱼群检测精度。【方法】提出一种基于双层路由注意力机制(BiFormer)和Normalized Wasserstein Distance(NWD)损失函数的改进YOLOv7的密集鱼群计数检测方法。在保留细粒度特征的基... 【目的】提高在水体浑浊和鱼群高密度聚集等复杂环境中的鱼群检测精度。【方法】提出一种基于双层路由注意力机制(BiFormer)和Normalized Wasserstein Distance(NWD)损失函数的改进YOLOv7的密集鱼群计数检测方法。在保留细粒度特征的基础上,提高模型对多尺度特征的学习能力,同时降低模型对模糊图像中小目标位置偏差的敏感性,加强对浑浊水域中鱼群的识别能力。为评估该模型的有效性,在红鳍东方鲀(Takifugu rubripes)数据集上与其他网络模型进行对比实验。【结果】该方法在红鳍东方鲀数据集上的准确率和召回率分别达到98.05%和97.69%,平均精度达到99.10%,较YOLOv7相比分别提升2.46%、3.73%和2.62%。与目前检测准确率较高的其他水下目标检测模型相比,平均精度平均提高4.25%。【结论】实现真实养殖环境下浑浊水域中鱼群的准确检测,有助于科学指导工业化水产养殖的生产管理,提高养殖效率,减少资源浪费。 展开更多
关键词 水产养殖 鱼类检测 深度学习 YOLOv7 BiFormer NWD
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大模型在水产养殖病害防治中的创新应用与展望 被引量:4
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作者 张思佳 于红 《大连海洋大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期369-382,共14页
大模型是具有大量参数和复杂结构的机器学习基础模型,目前正在逐渐成为科技发展的重要方向之一。本文阐述了大模型应用的核心技术,并探讨了其运行所需的基本条件及大模型在辅助水产养殖病害防治中的具体应用,包括大模型辅助水产养殖病... 大模型是具有大量参数和复杂结构的机器学习基础模型,目前正在逐渐成为科技发展的重要方向之一。本文阐述了大模型应用的核心技术,并探讨了其运行所需的基本条件及大模型在辅助水产养殖病害防治中的具体应用,包括大模型辅助水产养殖病害防治与管理、协同水产养殖环境监测与疾病防治、水产药物研发、水产动物疾病抗性培育组学技术中的应用,并从数据获取与处理、模型适应性与泛化能力、计算资源与训练成本、隐私与安全、模型解释性与用户接受度、多任务学习与优先级管理、跨区域数据共享与合作、知识图谱增强大模型集成与利用等方面提出了大模型的未来发展趋势,以期为大模型在水产养殖病害防治领域的进一步应用提供有力支持,推动水产养殖业向更高效、可持续的方向发展。 展开更多
关键词 大模型 水产养殖 病害防治 智慧化 深度学习
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基于双目视觉的海参体积测量方法 被引量:1
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作者 镇帅 林远山 +5 位作者 盛亦凡 洪胜呈 王文良 陈启俊 杨志庆 李智军 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第21期165-174,共10页
海洋珍品的体积测量可以为水产养殖过程中海洋珍品的生长状态观测以及价值评估提供科学的数据支撑。针对目前海参养殖过程中体积测量耗时耗力、效率低下、精度参差不齐等问题,该研究提出了一种基于双目视觉的海参体积测量方法,以真实养... 海洋珍品的体积测量可以为水产养殖过程中海洋珍品的生长状态观测以及价值评估提供科学的数据支撑。针对目前海参养殖过程中体积测量耗时耗力、效率低下、精度参差不齐等问题,该研究提出了一种基于双目视觉的海参体积测量方法,以真实养殖场景下的原位海参作为研究对象,包含海参目标检测、海参实体分割、海参体积估计3个模块。其中,目标检测模块针对水下光线多变、环境复杂的问题,设计了融合多头自注意力机制的YOLOv8目标检测器,提高水下环境下的检测精度;实例分割模块构建了加入adapter机制的SAM(segment anything model)海参分割模型,以此获取有效精准的掩码信息;体积估计模块将掩码信息映射到三维空间获取海参的点云数据,通过泊松表面重建和体素化处理的方法克服点云数据稀疏、噪声干扰的障碍,重构海参的三维表征。结果表明,改进后的检测模型展现了综合性能的最佳表现,在精度和帧率方面分别达到了92.5%和31帧/s,相较于Faster RCNN、Cascade RCNN、YOLOv7、YOLOv8等算法,均保持一定的领先优势;泊松表面重建的重建效果明显优于Alpha shapes、Ball pivoting算法,更贴近于真实海参的表征信息,可以达到较好的体积测量效果,较于其他海参体积测量算法,该研究提出的算法在不同深度下均有更好的表现,在距离为100 cm处表现最佳,测量精度达到了94%,比最小包围框测量法和Ball pivoting测量法分别高出22和14个百分点。可见,所提方法能较为准确地测量出海参的体积,基本能够满足养殖户的评估需求,可为海参的科学养殖提供更为便捷精准的数据支持。 展开更多
关键词 水产养殖 双目视觉 体积测量 泊松表面重建 深度学习 海参
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融合实体语义的实体关系抽取联合解码
12
作者 张鑫 张思佳 《现代电子技术》 北大核心 2024年第14期41-45,共5页
针对复杂语境中存在多义词或上下文联系不强的实体,导致模型难以正确识别其关系的问题,提出一种基于BERT和联合解码的实体关系抽取模型。该模型首先采用BERT对实体进行语义编码,提取出实体的上下文信息;然后,利用自注意力机制标记出头实... 针对复杂语境中存在多义词或上下文联系不强的实体,导致模型难以正确识别其关系的问题,提出一种基于BERT和联合解码的实体关系抽取模型。该模型首先采用BERT对实体进行语义编码,提取出实体的上下文信息;然后,利用自注意力机制标记出头实体,并对尾实体进行预测;最后,设计联合解码机制,结合实体语义信息和关系抽取任务进行联合解码。实验结果表明,与基准模型相比,所提模型在纽约时报(NYT)数据集和WebNLG数据集上的准确率和F1值均有所提高,能够有效地提高实体关系提取的准确性。 展开更多
关键词 实体关系抽取 实体语义 BERT 联合编码 自注意力机制 知识图谱
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基于多视图关注网络的图文多模态情感分析模型
13
作者 丛子涵 张思佳 《现代电子技术》 北大核心 2024年第12期157-164,共8页
针对现有多模态情感分类模型无法全面、准确地捕获复杂的情感信息,以及融合过程中没有充分挖掘两者之间的潜在关联,导致模型结构冗余复杂、计算效率低下的问题,提出一种多视图关注网络(MPF-Net)模型。该模型通过引入多维感知特征捕获机... 针对现有多模态情感分类模型无法全面、准确地捕获复杂的情感信息,以及融合过程中没有充分挖掘两者之间的潜在关联,导致模型结构冗余复杂、计算效率低下的问题,提出一种多视图关注网络(MPF-Net)模型。该模型通过引入多维感知特征捕获机制,全面而精确地获取图像和文本中蕴含的情感信息;其次,采用增强的记忆互动学习机制,使模型能够更加有效地提取和融合单模态特征,并在多轮迭代中不断更新和优化这些特征,从而捕捉到更深层次的情感细节;再构建一个高级深度学习框架,该框架采用生成对抗网络(GAN)与池化技术的深度融合单元,以实现复杂数据特征的高效提取与整合;最后,在保留原有特征信息的基础上进行特征整合,同时通过降维技术降低模型的复杂性,提高计算效率。在公开数据集MVSA-Single和MVSA-Multiple以及自建数据集上通过实验验证所提模型的准确性,结果表明,与多个基线模型对比,所提模型的准确率和F1值均有所提高。 展开更多
关键词 多模态情感分析 对抗学习 多视图网络 生成对抗网络 文本特征提取 特征融合
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基于LSTM与XGBoost融合的养殖水质pH值预测方法研究 被引量:1
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作者 郭方一 刘明剑 +3 位作者 王刚 张思佳 单渤林 刘通 《大连海洋大学学报》 CSCD 北大核心 2024年第6期1021-1031,共11页
为了确保水产养殖生态系统平衡及水生动物的健康,提出了一种融合长短期记忆网络(LSTM)和XGBoost算法的养殖水质pH值预测方法(PCA-ES-LSTM-BSO-XGBoost,PELBX)。首先,通过主成分分析(PCA)对水质数据进行降维处理,以简化参数复杂性并提高... 为了确保水产养殖生态系统平衡及水生动物的健康,提出了一种融合长短期记忆网络(LSTM)和XGBoost算法的养殖水质pH值预测方法(PCA-ES-LSTM-BSO-XGBoost,PELBX)。首先,通过主成分分析(PCA)对水质数据进行降维处理,以简化参数复杂性并提高模型训练的效率与精度;其次,利用LSTM网络捕获水质参数随时间的动态变化,并采用早停法避免过拟合,确保模型对未见数据具有较高的预测准确度;此外,通过BSO算法并行优化XGBoost模型的参数,提高pH值预测的精确度;最后,将LSTM与XGBoost模型的预测结果进行加权集成,有效结合了时间序列分析与非线性学习的优势,显著提高了预测准确度。结果表明,PELBX模型在pH值预测方面表现优越,具体表现为0.115的均方根误差、0.088的平均绝对误差、1.066%的平均绝对百分比误差,以及0.747的决定系数;相较于消融试验中表现最佳的PCA-LSTM-BSO-XGBoost模型,性能分别提升了8.73%、8.33%、8.26%和7.64%;与同领域中表现最好的BiLSTM-GRU预测模型相比,性能分别提升了10.16%、1.12%、0.56%和8.73%。研究表明,本研究中提出的PELBX模型在提升水质pH值预测的准确性和稳定性方面表现出明显的优势,验证了该方法的有效性和可行性。 展开更多
关键词 LSTM XGBoost PCA PELBX模型 水质pH值预测
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面向海参分布密度估计的水下观测机器人设计与实验
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作者 王文良 刘晓阳 +7 位作者 印长坤 赵和鸣 陈启俊 张家旭 张海光 李国栋 王魏 林远山 《农业机械学报》 2025年第8期535-543,601,共10页
针对海参养殖领域传统人工盘点方法效率低、随机性强且覆盖率不足的问题,设计了一种可自主作业并能实时面积计算的水下观测机器人(ROV),旨在实现养殖区全覆盖扫描与精准生物量监测。首先,提出一种集视觉采集、运动控制、动态面积计算于... 针对海参养殖领域传统人工盘点方法效率低、随机性强且覆盖率不足的问题,设计了一种可自主作业并能实时面积计算的水下观测机器人(ROV),旨在实现养殖区全覆盖扫描与精准生物量监测。首先,提出一种集视觉采集、运动控制、动态面积计算于一体的ROV系统框架;然后结合海参圈实际养殖场景设计基于PID的定高、定航的自主运动功能;接着依据运动学模型解算ROV位姿设计“几”字形路径规划算法,实现水下区域全覆盖,并依据相机标定参数动态计算相机扫描面积。实验结果显示,所设计的水下观测机器人垂直定位精度为±0.02 m,面积计算误差小于2.31%,密度估算误差小于5%。该ROV以传感-运动-计算闭环设计,解决了水下机器人自主作业与实时面积反馈问题,为海参养殖提供了全自动、高可靠性的生物量监测方案。 展开更多
关键词 海参 水下观测机器人 区域覆盖 密度估计 相机标定
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