基于机器视觉的兰花分级方法研究

1

作者 谢忠坚 刁胤洲 +3 位作者 吴伟林 莫淑蓓 李元航 张亚亚 《中国农机化学报》 北大核心 2025年第10期107-111,119,共6页

针对盆栽兰花分级机械化程度低问题,设计一种基于机器视觉的兰花分级方法,搭建兰花视觉检测室并采用俯拍相机、侧拍相机获取兰花图片,采用归一化模板匹配算法、泛洪填充算法、Laplace算法、MER算法进行株高测量,采用MER算法进行冠幅测量... 针对盆栽兰花分级机械化程度低问题,设计一种基于机器视觉的兰花分级方法,搭建兰花视觉检测室并采用俯拍相机、侧拍相机获取兰花图片,采用归一化模板匹配算法、泛洪填充算法、Laplace算法、MER算法进行株高测量,采用MER算法进行冠幅测量,采用仿射分割算法、MER算法进行匀称度测量,采用HSV算法进行花盖度测量。为测试算法性能,进行视觉识别算法测量精度试验和分级判断试验。试验结果表明,视觉识别算法测量结果与人工测量结果一次线性回归呈现出高度相关性,株高、冠幅、匀称度、花盖度的决定系数R2值分别为0.9974、0.997、0.9802、0.9821,均趋近于1.0。以人工分级结果为基准的算法整体识别率约为88.3%,但人工分级主观性大,采用量化指标进行兰花分级时视觉算法分级测量精度更高。 展开更多

关键词 兰花分级 机器视觉 归一化模板匹配 四分法 仿射分割

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面向冷链智能立体仓库的数字孪生系统构建 被引量：5

2

作者 胡斌 郭慧 陶雄杰 《包装工程》 CAS 北大核心 2024年第1期191-200,共10页

目的当前冷链物流行业立体仓库存在货品损耗率高、失温严重、信息化水平低等问题,确保冷链智能立体仓库的食品质量安全,并实现降本增效。方法面向冷链智能立体仓库的运行场景,设计全映射与多维仿真的数字孪生五维模型,通过对多源异构数... 目的当前冷链物流行业立体仓库存在货品损耗率高、失温严重、信息化水平低等问题,确保冷链智能立体仓库的食品质量安全,并实现降本增效。方法面向冷链智能立体仓库的运行场景,设计全映射与多维仿真的数字孪生五维模型,通过对多源异构数据的融合,实现立体仓库全要素的状态实时可视化与监测预警,并提出一种支持系统联动决策的模型优化策略,对立体库负载与温控区热力分布进行智能调节,最大限度提高运行效率和降低运营成本。结果构建了一套冷链智能立体仓库数字孪生系统,通过对优化前后仓库运行数据进行对比,同等仓储环境条件下生鲜蔬菜的食品保鲜度损耗率同比下降了25%~30%,实现了冷链智能立体仓库实时数据与动态虚拟模型的精准映射与联动运转。结论以广东某供应链管理有限公司佛山智能冷链仓储物流中心的冷链立体仓库为实践对象,形成了冷链智能立体仓库一体化管控新模式。为冷链智能立体仓库运营管理、调度联动决策与协同作业提供了数字孪生技术的应用参考,为建立更完善的保鲜产品包装与冷链食品质量安全提供了新路径。 展开更多

关键词 冷链物流 多维仿真 数字孪生 虚实联动

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砂糖橘采摘机器人分拣机构设计 被引量：6

3

作者 侯义锋 钱俊 +2 位作者 王梁 贺杰 闭耀锋 《中国农机化学报》 北大核心 2023年第9期183-189,共7页

目前我国砂糖橘分拣过程中存在果实分类大小差异较大、分拣效率不高、人力成本大、自动化水平低等问题,以自动分拣成熟砂糖橘果实为研究对象,设计一款基于机器视觉技术的成熟砂糖橘果实目标识别、检测与分拣的装置。该装置由单片机模块... 目前我国砂糖橘分拣过程中存在果实分类大小差异较大、分拣效率不高、人力成本大、自动化水平低等问题,以自动分拣成熟砂糖橘果实为研究对象,设计一款基于机器视觉技术的成熟砂糖橘果实目标识别、检测与分拣的装置。该装置由单片机模块、视觉识别模块、步进电机驱动模块、舵机模块、人机交互模块、液晶显示模块组成构成。首先通过机器视觉模块OpenMV获取果实的彩色图像,将其进行二值化处理;其次采用OpenMV IDE软件中的阈值编辑器设置代表成熟砂糖橘果实为橙黄色的LAB数值,单片机通过计算比较可判断砂糖橘果实的颜色是否是橙黄色;最后通过砂糖橘果实的像素和果实直径的关系,计算出成熟砂糖橘果实的直径。测试表明:该装置具有自动识别目标果实的颜色、大小和自动分拣归类的功能,当分拣速率设定为120个/min时,测量的果实直径的误差小于1.6 mm,精度达到96.19%,对果实的分类分拣准确率达到95.4%,对不合格果实检测率达到97.2%。 展开更多

关键词 砂糖橘 采摘机械人 机器视觉 步进电机 分拣系统 收获机械

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基于Matlab的时延差编码被动时反转镜水声通信系统仿真实验设计

4

作者 郭铁梁 赵旦峰 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2022年第8期139-143,218,共6页

为让学生掌握Pattern时延差编码(PDS)、被动时间反转镜(PTRM)等水声通信技术,深刻理解多径干扰对深海水声通信系统的影响,将具有很强抗多径干扰能力的PDS技术应用于深海水声通信;将PTRM技术应用于PDS系统,在对抗深海信道多径干扰更具优... 为让学生掌握Pattern时延差编码(PDS)、被动时间反转镜(PTRM)等水声通信技术,深刻理解多径干扰对深海水声通信系统的影响,将具有很强抗多径干扰能力的PDS技术应用于深海水声通信;将PTRM技术应用于PDS系统,在对抗深海信道多径干扰更具优势;将矢量信号处理技术应用到上述通信系统,以提高系统的输入信噪比(SNR)。结果表明,该通信系统能够在深海多径和低输入SNR情况下,以较低的误码率(BER)及较高的通信速率进行通信。通过深海PTRM-PDS通信系统的仿真,在教学中使学生深入了解技术流程。更加直观体验PTRM-PDS水声通信技术原理及有关过程。 展开更多

关键词 水声通信教学 PATTERN时延差编码 被动时间反转镜 仿真实验设计

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基于改进YOLOv5s的蔗节检测方法 被引量：2

5

作者 谢忠坚 廖珩宇 +3 位作者 文春明 李尚平 张亚亚 吴伟林 《中国农机化学报》 北大核心 2024年第12期224-229,共6页

针对现有甘蔗茎节检测算法模型复杂度高、检测效率低的问题,设计一种轻量化检测网络YOLOv5s-SG2E。首先,对YOLOv5s进行小目标网络结构改进,删除中、小尺度检测头并增加超大尺度检测头,以提升网络模型对小目标的感知能力;其次,在颈部网... 针对现有甘蔗茎节检测算法模型复杂度高、检测效率低的问题,设计一种轻量化检测网络YOLOv5s-SG2E。首先,对YOLOv5s进行小目标网络结构改进,删除中、小尺度检测头并增加超大尺度检测头,以提升网络模型对小目标的感知能力;其次,在颈部网络中引入GhostNetV2替换C3模块、GSConv替换标准卷积以降低模型复杂度;最后,在主干网络末端增加通道注意力机制ECA以提高模型的学习能力,强化网络对茎节特征的提取能力。对自建甘蔗茎节数据集进行测试,结果表明:改进模型YOLOv5s-SG2E对茎节识别精确率为96.4%、召回率为96.8%、平均精度均值mAP@0.5为98.4%,相较YOLOv5s原始模型分别提升0.6%、2.4%和1.0%;YOLOv5s-SG2E模型体积相对减少89.8%,参数量减少95.03%,计算量减少55.06%,检测时间缩短31.6%,优于其他主流一阶段目标检测算法,可实现甘蔗茎节的高效识别检测。 展开更多

关键词 甘蔗茎节识别 YOLOv5 小目标 轻量化 ECA

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基于CNN-LSTM-Attention和自回归的混合水位预测模型 被引量：3

6

作者 吕海峰 涂井先 +1 位作者 林泓全 冀肖榆 《水利水电技术（中英文）》 北大核心 2024年第6期16-31,共16页

【目的】水位预测对交通运输、农业以及防洪措施具有重要影响。精确的水位值可用于提升水道运输的安全及效率、降低洪水风险,同时也是保障区域可持续发展的必要条件。【方法】提出一种CRANet的混合水位预测模型,以卷积神经网络(CNN)、... 【目的】水位预测对交通运输、农业以及防洪措施具有重要影响。精确的水位值可用于提升水道运输的安全及效率、降低洪水风险,同时也是保障区域可持续发展的必要条件。【方法】提出一种CRANet的混合水位预测模型,以卷积神经网络(CNN)、长短期记忆网络(LSTM)、注意力机制以及自回归(AR)组件为基础,旨在应对时间序列数据中存在的线性与非线性问题,缓解自回归及ARIMA模型的缺陷。其应用不仅在于为航运调度提供决策支撑,加强导航安全效率,同样能提升防洪减灾的能力。其中,CNN和LSTM组件有效地针对数据集内的局部和全局关系进行捕捉,AR组件则能充分考虑数据的时间序列特性。同时,通过注意力机制,模型能够优先考虑相关特性,提高预测效果。【结果】研究成果所提出的模型已成功应用于中国西江梧州站的水位预测,在测试集上预测未来3 h级别水位的MAE、RMSE和R^(2)分别为0.086、0.114 5和0.950 8。【结论】结果表明所提出的CRANet模型在水位预测方面的高可用性、准确度与稳健性,相较于AR、SVR、CNN、LSTM等模型具有更优的MAE、RMSE和R^(2)。 展开更多

关键词 时间序列 水位预测 CNN LSTM ATTENTION 影响因素 洪水 西江

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水下图像增强与复原技术进展与展望 被引量：1

7

作者 纪勋 冷娜 郭慧 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期805-830,共26页

近年来,水下图像增强与复原技术已成为促进水下目标检测、海洋生物识别、海底测绘等领域发展的重要手段,具有重要的学术意义与应用价值.首先,回顾并分析了水下成像机理,同时指出了当前水下成像技术由硬件设备、气候约束、人造光源以及... 近年来,水下图像增强与复原技术已成为促进水下目标检测、海洋生物识别、海底测绘等领域发展的重要手段,具有重要的学术意义与应用价值.首先,回顾并分析了水下成像机理,同时指出了当前水下成像技术由硬件设备、气候约束、人造光源以及粒子干扰这4个方面所带来的难点与挑战;其次,全面介绍了水下图像增强与复原技术相关工作,分析了2种技术的联系与区别,同时从技术路线的角度对当前主流水下图像增强与复原方法进行了详细的分类与讨论,并通过实验指明了不同分类方法的各自特点;再次,总结了常用的水下图像数据集与图像评价指标,从数据支撑以及质量评估的方面为当前水下图像增强与复原工作提供了全面翔实的技术指导;最后,预测并分析了未来水下图像增强与复原技术在应用场景、降质方式以及评价指标3个方面的可行发展方向,尤其指明了当前人工智能在水下图像增强与复原领域中所能发挥的巨大潜力以及实用价值. 展开更多

关键词 水下图像 水下图像增强 水下图像复原 图像质量评价

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多尺度特征融合的遥感图像目标检测算法研究 被引量：2

8

作者 许思源 吴伟林 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2024年第23期249-256,共8页

针对遥感图像背景复杂、特征冲突以及目标尺度多变等问题,以YOLOv8s为基线模型,提出一种基于多尺度特征融合的遥感图像目标检测方法。将RepVGG网络作为模型的特征提取网络,提高模型的特征提取能力,有效实现全局语义信息的捕获;在颈部网... 针对遥感图像背景复杂、特征冲突以及目标尺度多变等问题,以YOLOv8s为基线模型,提出一种基于多尺度特征融合的遥感图像目标检测方法。将RepVGG网络作为模型的特征提取网络,提高模型的特征提取能力,有效实现全局语义信息的捕获;在颈部网络提出了一种三极综合性融合模块(tripolar integrative fusion,TIF),通过位置信息和语义信息的有效融合,提高对各个尺度目标的检测精度;将SlideLoss滑动损失函数作为模型的分类损失函数,增强模型对困难目标的检测能力,从而提高目标检测的准确性。实验结果表明,改进后的模型在NWPU VHR-10、RSOD和UCAS-AOD数据集上分别取得了94.4%、93.0%和95.5%的检测精度,相较基线模型分别提升了5.1、6.0、4.4个百分点,在准确性方面优于其他方法,能更好地完成遥感图像目标检测任务。 展开更多

关键词 深度学习 目标检测 遥感图像 多尺度特征融合

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G-非回归点的拓扑结构和G-平均跟踪性的动力学性质 被引量：1

9

作者 冀占江 《浙江大学学报（理学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期308-313,共6页

介绍了G-非回归点和G-平均跟踪性的概念,在群作用下的逆极限空间中研究了G-非回归点的拓扑结构,在度量G-空间中研究了G-平均跟踪性的动力学性质,得到:(1)自映射f有G-非回归点的充要条件是移位映射σ有G-非回归点;(2)如果f^(k)具有G-平... 介绍了G-非回归点和G-平均跟踪性的概念,在群作用下的逆极限空间中研究了G-非回归点的拓扑结构,在度量G-空间中研究了G-平均跟踪性的动力学性质,得到:(1)自映射f有G-非回归点的充要条件是移位映射σ有G-非回归点;(2)如果f^(k)具有G-平均跟踪性,则f具有G-平均跟踪性。这些结果推广了逆极限空间中移位映射非回归点集的结论以及度量空间中迭代映射平均跟踪性的结论。 展开更多

关键词 群作用 逆极限空间 G-非回归点 G-平均跟踪性

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群作用下逆极限空间的G-平均跟踪性和G-链传递

10

作者 冀占江 陈占和 刘海林 《广西大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第1期198-203,共6页

为了研究群作用下逆极限空间的G-平均跟踪性和G-链传递的动力学性质,利用原空间和逆极限空间之间的关系,得到以下结果:自映射f具有G-平均跟踪性与移位映射σ具有G-平均跟踪性是等价条件;自映射f是G-链传递与移位映射σ是G-链传递是等价... 为了研究群作用下逆极限空间的G-平均跟踪性和G-链传递的动力学性质,利用原空间和逆极限空间之间的关系,得到以下结果:自映射f具有G-平均跟踪性与移位映射σ具有G-平均跟踪性是等价条件;自映射f是G-链传递与移位映射σ是G-链传递是等价条件。 展开更多

关键词 群作用 逆极限空间 G-平均跟踪性 G-链传递

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采用界面失配阵列技术在GaAs衬底上生长GaSb 被引量：1

11

作者 尤明慧 祝煊宇 +2 位作者 李雪 李士军 刘国军 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期725-731,共7页

采用界面失配阵列(Interfacial Misfit arrays,IMF)技术深入研究了在GaAs衬底上外延生长GaSb,研究了生长温度、Sb:Ga等效原子通量比、AlSb过渡层厚度和GaSb外延层厚度对材料结构质量的影响。其中,生长温度、AlSb过渡层厚度是影响GaSb材... 采用界面失配阵列(Interfacial Misfit arrays,IMF)技术深入研究了在GaAs衬底上外延生长GaSb,研究了生长温度、Sb:Ga等效原子通量比、AlSb过渡层厚度和GaSb外延层厚度对材料结构质量的影响。其中,生长温度、AlSb过渡层厚度是影响GaSb材料结构质量的重要因素,通过高分辨率X射线衍射(HRXRD)研究,HRXRD测量材料的衍射峰半高全宽(FWHM)值对这两个参数的变化非常敏感,而Sb:Ga等效原子通量比(Effective atomic flux ratio),在富Sb条件下,材料结构质量受其变化影响有限,GaSb衍射峰FWHM值随其变化轻微,但是GaSb材料层结构质量随其厚度增加而提高。优化的条件为GaSb材料生长温度约为515℃,AlSb过渡层厚度为5 nm。制备10 nm厚的GaSb外延层,经HRXRD测试,其衍射峰FWHM值仅为约15 arcsec,与商用GaSb衬底的衍射峰FWHM值相当。生长于其上的量子霍尔器件,在1.8 K及无电场偏压测量条件下,电子迁移率高达1.5×10^(5)cm^(2)/Vs,达到了GaSb衬底上器件性能水平。 展开更多

关键词 分子束外延 界面失配阵列 等效原子通量比 过渡层

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基于Mask-RCNN的自然场景下油茶果目标识别与检测 被引量：18

12

作者 王梁 侯义锋 贺杰 《中国农机化学报》 北大核心 2022年第12期148-154,189,F0003,共9页

针对我国油茶果采摘过程中存在的自动化水平落后、采摘效率低、适采周期短的现状,应用于机器人收获技术的机器视觉技术受限于真实场景中复杂背景干扰从而导致识别精度较低的问题。以自然场景下的油茶果为研究对象,提出一种基于Mask-RCN... 针对我国油茶果采摘过程中存在的自动化水平落后、采摘效率低、适采周期短的现状,应用于机器人收获技术的机器视觉技术受限于真实场景中复杂背景干扰从而导致识别精度较低的问题。以自然场景下的油茶果为研究对象,提出一种基于Mask-RCNN的自然场景下油茶果目标识别与检测算法,首先获取油茶果图像并建立数据集,利用ResNet卷积神经网络提取油茶果果实图片的特征,获得果实目标分割结果,再采用RPN对所得到的特征图进行操作,并增加全连接层,提取每个样本mask像素面积,并对目标类别进行预测。利用测试集分别测试油茶果的分割网络模型及目标识别算法,结果表明,网络模型的分割准确率为89.85%,油茶果目标识别的平均检测精度为89.42%,召回率为92.86%。本算法能够自动检测油茶果目标,并有效降低不同光照情况下叶片与花苞遮挡、果实重叠、果实色泽等因素干扰,为自然场景中果实自动化采摘提供可靠的视觉支持。 展开更多

关键词 自然场景 油茶果 目标识别 Mask-RCNN 图像分割

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基于splice-LSTM的多因素西江水位预测模型研究 被引量：5

13

作者 吕海峰 冀肖榆 丁勇 《人民长江》 北大核心 2023年第7期81-88,共8页

准确的水位和水量等水文时间序列预测是水资源管理的重要依据。受上游支流流量、水位等因素影响,传统的单因素水位预测模型不能有效考虑众多因素,水位预测精度面临严峻挑战。以典型西江干线梧州站水位精准预测为研究对象,建立了基于spli... 准确的水位和水量等水文时间序列预测是水资源管理的重要依据。受上游支流流量、水位等因素影响,传统的单因素水位预测模型不能有效考虑众多因素,水位预测精度面临严峻挑战。以典型西江干线梧州站水位精准预测为研究对象,建立了基于splice-LSTM的多因素水位预测模型,采用拼接的长短期记忆网络(LSTM)和全连接线性模型(Linear),对2020~2021年西江干线多站点的流量数据进行分析,预测梧州站点的水位。研究结果表明:(1)由于splice-LSTM中引入了非线性层,提高了近期历史输入数据的权重,使得模型预测值更加接近历史真实值,降低了预测误差,Linear部分可以提高模型对于线性成分的敏感性,使得模型在水位峰值处的预测更加准确;(2) splice-LSTM模型与传统单因素的ARIMA模型、LSTM模型相比,在水位预测方面准确度分别提升14.4%,10.1%。研究成果可为西江船闸运行调度中心精准预调度船舶提供参考。 展开更多

关键词 水位预测 船闸调度 splice-LSTM模型 西江流域

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石墨烯压力传感器在可穿戴电子器件中的研究进展 被引量：1

14

作者 苏和平 王晨雪 +3 位作者 朱阳阳 王璐 李占国 王丽娟 《液晶与显示》 CAS CSCD 北大核心 2023年第8期1062-1074,共13页

本文介绍了石墨烯材料的制备、石墨烯压力传感器的性能以及在可穿戴电子器件中的应用前景。总结了石墨烯材料的制备方法,阐述了石墨烯压力传感器在机械、导电性能、显示方面的优势。研究了在压力传感器的结构中加入石墨烯、石墨烯衍生... 本文介绍了石墨烯材料的制备、石墨烯压力传感器的性能以及在可穿戴电子器件中的应用前景。总结了石墨烯材料的制备方法,阐述了石墨烯压力传感器在机械、导电性能、显示方面的优势。研究了在压力传感器的结构中加入石墨烯、石墨烯衍生物或石墨烯复合材料提高传感器性能的策略。介绍了石墨烯压力传感器在可穿戴电子器件中的应用,包括人体行为和健康检测、人机界面、电子皮肤以及可穿戴显示器方面的优秀性能和前景。 展开更多

关键词 石墨烯 压力传感器 性能 应用 可穿戴电子器件

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G-跟踪性和G-周期跟踪性研究

15

作者 冀占江 《浙江大学学报（理学版）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期429-433,共5页

研究了度量G-空间中G-跟踪性与G-周期跟踪性之间的动力学关系,给出了G-跟踪性和G-周期跟踪性的定义,利用等价映射和伪等价映射的性质,得到:(1)设(X,d)为紧致度量G-空间,G为可交换的紧致群,f:X→X等价,若f具有G-周期跟踪性,则P_(G)(f)=CR... 研究了度量G-空间中G-跟踪性与G-周期跟踪性之间的动力学关系,给出了G-跟踪性和G-周期跟踪性的定义,利用等价映射和伪等价映射的性质,得到:(1)设(X,d)为紧致度量G-空间,G为可交换的紧致群,f:X→X等价,若f具有G-周期跟踪性,则P_(G)(f)=CR_(G)(f)(2);设(X,d)为紧致度量G-空间,G为紧致群,f:X→X等价,若f具有G-跟踪性且P_(G)(f)=W_(G)(f),则f具有G-周期跟踪性;(3)设(X,d)为紧致度量G-空间,G为可交换的紧致群,f:X→X伪等价,若f为G-扩张映射且f具有G-跟踪性,则f具有G-周期跟踪性。所得结论推广了度量空间中跟踪性和周期跟踪性的相关结论。 展开更多

关键词 G-跟踪性 G-周期跟踪性 G-链回归点 G-扩张映射

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