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基于机器视觉的苹果外部品质检测与分级研究

基于机器视觉的苹果外部品质检测与分级研究

作者：仇德凯浙江农林大学

学位级别：硕士

苹果品质分类对于提高苹果的商业价值尤为重要。目前,运用机器视觉并结合深度学习进行苹果质量分类的研究已经很多。但是,这些研究都主要集中在品种、外部损伤和颜色的分类上,对苹果果形,即畸形程度的研究还很少。本研究基于机器视觉技... 详细信息

苹果品质分类对于提高苹果的商业价值尤为重要。目前,运用机器视觉并结合深度学习进行苹果质量分类的研究已经很多。但是,这些研究都主要集中在品种、外部损伤和颜色的分类上,对苹果果形,即畸形程度的研究还很少。本研究基于机器视觉技术,探讨了卷积神经网络对苹果果径、颜色和畸形特征进行分类的可行性。主要研究内容和结论如下:(1)本研究搭建了一套机器视觉系统用于动态采集苹果多角度图像,并对系统进行了校正以及确定图像采集的方式。该系统相较于传统机器视觉系统多了一个旋转台,用于在采集图像时使苹果能够均匀地旋转,对系统硬件进行了优选和布置,并对软件控制部分进行了研究。然后对已搭建的系统进行校正,使用棋盘格对系统进行了相机标定,通过实验发现经过相机标定方法进行校正前后的图片提取出的硬币以及多个特氟龙球的直径误差均在0.5 mm以内,符合国家要求的苹果果径误差范围,所以后续不要进行相机标定;接着通过使用麦克白色卡进行了颜色校正,发现校正前的最大色差值为20.9,校正后为13.4,校正后的图像色彩更接近真实颜色,所以后续需要对苹果图像进行颜色校正。接着,本研究采用四个形状不同的洛川苹果,通过12种不同的采集方式对苹果进行图像采集,最终本研究选取了图像尽可能少且苹果最大直径误差在0.5 mm以内的方式,即8°/张的拍摄方式对苹果进行图像采集。(2)本研究确定使用合适的图像处理方法提取出每个苹果果径最大的图像用于建立数据集,并使用SVM分级方法对苹果进行分级建模。通过实验确定了图像灰度化使用加权平均法,图像去噪使用高斯滤波去噪,并使用图像二值化、形态学降噪等方法可以很好的去除苹果图像的背景,最后使用最小外接矩形的方法对苹果每张图像进行了最大果径的提取,可以精确地提取出每个苹果果径最大的图片。然后采集了1000个苹果图像用于对苹果颜色和畸形特征建立数据集,对数据集中的图像使用HOG特征提取方法提取特征值,随后使用SVM方法对苹果颜色和畸形特征进行分级建模,并选择了效果最佳的多项式作为核函数,最终其在训练集和测试集的分类准确率分别达到了91.3%和89.0%。(3)对苹果果径、颜色和畸形特征建立深度学习分级模型。对苹果果径分级建立了一个包含5个卷积层和1个全连接层地轻量级卷积神经网络模型,对该模型中的激活函数、学习率和批大小这三个超参数进行了优选,最终确定以Re LU作为核函数,学习率设置为0.001,批大小设置为128,该模型在验证集和测试集上准确度都达到了98%以上,数据表明该模型可以较好地完成苹果果径分级任务。然后使用VGG16、Goog Le Net和Alex Net这三种经典卷积神经网络模型对苹果颜色和畸形特征进行三分类,通过实验发现使用VGG16进行分类的结果最好,达到92.29%。条红苹果、片红苹果和畸形苹果的召回率分别为96.9%、96.9%和82.7%。然后在VGG16模型上进行了消融实验,VGG16模型中的卷积块都是模型特征提取部分的重要组成部分。使用VGG16对200个苹果进行了预测,预测准确率为90.5%。

关键词：苹果外部品质图像处理机器视觉深度学习

有限空间新建设施基坑开挖沉降特征及小变形控制

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工程科学学报 2024年第4期46卷 735-743页

作者：仇安兵北京科技大学基建管理处北京100083

针对有限空间新建基坑变形控制难题,采用理论分析、数值推演和工程实践相结合的研究方法,建立了考虑应力释放的有限空间夹持力学模型,推导了夹持应力与地层损伤因子的函数关系,研究了应力释压孔对有限空间地层应力的影响特征,提出了变... 详细信息

针对有限空间新建基坑变形控制难题,采用理论分析、数值推演和工程实践相结合的研究方法,建立了考虑应力释放的有限空间夹持力学模型,推导了夹持应力与地层损伤因子的函数关系,研究了应力释压孔对有限空间地层应力的影响特征,提出了变形支挡–应力阻隔一体结构控制方法,并通过北京科技大学工程实践基地(二期)验证该方法的有效性.结果表明,地层损伤因子与夹持应力呈线性负相关关系,随开挖深度逐渐增大,布设释压孔可有效降低有限空间夹持应力,释压孔有利于调整地层夹持应力和控制地层变形,变形控制率为33.48%~58.72%,且变形支挡–应力阻隔一体结构控制方法的水平变形控制率为28.57%~37.91%,地层沉降变形控制率为36.86%~54.26%,与数值模型计算结果趋势相同,论证了理论分析和数值推演结果有效性,为有限空间基坑稳定性控制提供数据支撑.

关键词：有限空间建筑基坑释压孔小变形控制智能动态监测

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LNG接收站防火设计分析

化工设计 2024年第4期34卷 25-30,1页

作者：仇德朋中海油石化工程有限公司山东济南250101

LNG接收站涉及天然气甲类危险介质,根据国内外项目经验,一旦发生火灾会造成严重后果。基于此,接收站内地上相关设施,例如:压力容器、钢结构、消防管道等,都需要仔细考虑防火设计。本文通过分析LNG接收站地上设施的防火措施,为其他类似... 详细信息

LNG接收站涉及天然气甲类危险介质,根据国内外项目经验,一旦发生火灾会造成严重后果。基于此,接收站内地上相关设施,例如:压力容器、钢结构、消防管道等,都需要仔细考虑防火设计。本文通过分析LNG接收站地上设施的防火措施,为其他类似项目的防火设计提供借鉴。文章分别从主动防火、被动防火两个方面对防火设计进行深入分析与介绍,包括:消防系统、消防水泵联动逻辑、消防炮选型原理,以及安全阀火灾工况、防火材料等。同时,针对防火材料认证问题,与国外项目方案进行了比较,结合工程经验,从第三方认证的角度,着重介绍了个人观点,也对目前的认证流程提出了建议,为后续同类项目提供参考。

关键词： LNG接收站地上防火主动/被动

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拓展富民强村新路径激发集体经济新动能

江苏农村经济 2024年第2期 21-22页

作者：仇汉兵袁明群徐晓丰江苏省建湖县农业农村局

江苏省建湖县积极探索村级集体经济发展路径,突出党建引领,强化产业支撑,盘活土地资源,加大要素保障,跑出了村级集体经济发展“加速度”。2023年,全县村集体经营性收入2.11亿元,同比增幅15.3%,村均收入95万元,所有村经营性收入均达40万... 详细信息

江苏省建湖县积极探索村级集体经济发展路径,突出党建引领,强化产业支撑,盘活土地资源,加大要素保障,跑出了村级集体经济发展“加速度”。2023年,全县村集体经营性收入2.11亿元,同比增幅15.3%,村均收入95万元,所有村经营性收入均达40万元以上,50万元以上的村190个、占比85.6%。

关键词：经营性收入产业支撑村级集体经济发展党建引领经济新动能要素保障村集体新路径

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碳纳米管对PDC热稳定性及力学性能的影响

稀有金属材料与工程 2024年第8期53卷 2321-2330页

作者：高中堂段迪彭腊梅丰德友王斌奇高志明西安科技大学机械工程学院陕西西安710054 陕西太合智能钻探有限公司陕西西安712000

由于现代石油、煤田开采的环境愈加复杂,对钻头的耐热性与抗冲击韧性提出了更高的要求。而聚晶金刚石复合片(polycrystalline diamond compact,PDC)作为钻头工作的核心零部件,会直接影响钻头的使用寿命。在实际的工况中,PDC往往会以断... 详细信息

由于现代石油、煤田开采的环境愈加复杂,对钻头的耐热性与抗冲击韧性提出了更高的要求。而聚晶金刚石复合片(polycrystalline diamond compact,PDC)作为钻头工作的核心零部件,会直接影响钻头的使用寿命。在实际的工况中,PDC往往会以断裂和耐热性差的形式失效。碳纳米管具有优异的力学性能、化学稳定性和热稳定性,将碳纳米管引入PDC层中,可以解决PDC中抗冲击韧性差、热稳定性差的问题。本研究采用碳纳米管作为PDC的增强相,在高压和高温(5.5 GPa和1300℃)的条件下制备PDC复合材料,烧结时间为90 s。对PDC复合材料的微观结构、元素分布、相组成进行了表征,分析了碳纳米管对复合材料力学性能和热稳定性的影响。结果表明,碳纳米管添加量为1.4%(质量分数)的PDC抗冲击韧性从400 J提升到550 J,比原始PDC的抗冲击韧性高37.5%,PDC复合材料抗冲击韧性的提高归因于碳纳米管在裂纹偏转过程中的拔出和桥接。碳纳米管添加量为1.6%的PDC耐热性从原始的704℃提高至813℃,摩擦系数从0.064降低到了0.048,磨耗比达到159.69×10^(4),比原始PDC提高了59.64×10^(4)。

关键词：聚晶金刚石复合片碳纳米管抗冲击韧性热稳定性摩擦系数

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池州文旅市场喜迎“开门红”

池州文旅市场喜迎“开门红”

中国北方地区植被春季光合物候对气候因素的响应

池州日报

作者：石泽丰仇璐

本报讯(记者石泽丰通讯员仇璐)2024年元旦假期，我市天气晴好，广大游客出游意愿强烈，全市文化和旅游市场人气火爆、平稳有序。据市文旅局统计数据显示，元旦假期3天，全市接待游客90.8万人次，同比增长201.8%;实现旅游收入7.6亿元，... 详细信息

本报讯(记者石泽丰通讯员仇璐)2024年元旦假期，我市天气晴好，广大游客出游意愿强烈，全市文化和旅游市场人气火爆、平稳有序。据市文旅局统计数据显示，元旦假期3天，全市接待游客90.8万人次，同比增长201.8%;实现旅游收入7.6亿元，同比增长176.2%。其中：九华山风景区累计......

关键词：九华山风景区元旦假期旅游收入乡村游

来源： cnki报纸评论

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水土保持研究 2024年第6期31卷 237-242页

作者：刘彬罗青红丰德恩李成扬州大学植物保护学院江苏扬州225009 扬州大数据集团有限公司江苏扬州225100 新疆林业科学院造林治沙研究所乌鲁木齐830063 中国气象局公共气象服务中心北京100081

[目的]探究植被春季光合物候(SOS)的时空变化趋势,揭示气候因素对其影响贡献,为区域植被固碳能力提升提供科学依据。[方法]以中国北方地区为例,基于日光诱导叶绿素荧光反演的总初级生产力数据(GOSIF-GPP)、气象数据等分析了该地区2001—... 详细信息

[目的]探究植被春季光合物候(SOS)的时空变化趋势,揭示气候因素对其影响贡献,为区域植被固碳能力提升提供科学依据。[方法]以中国北方地区为例,基于日光诱导叶绿素荧光反演的总初级生产力数据(GOSIF-GPP)、气象数据等分析了该地区2001—2020年SOS的变化特征,并揭示了其对不同气候因素(如最低气温、最高气温、降水和太阳辐射)的响应差异。[结果](1)中国北方地区SOS的平均值主要出现在第105~150天,较晚的SOS主要分布在青海和内蒙古中东部。(2)2001—2020年区域年平均SOS呈显著提前趋势(p<0.05),变化幅度为-0.31 d/a,且不同植被类型的SOS均呈显著提前趋势(p<0.05)。(3)SOS对4个气候因素呈负敏感性,特别是最高气温和最低气温是影响SOS变化的重要气候因素,反映了气温升高有利于中国北方大部分地区SOS提前。[结论]中国北方地区SOS变化具有异质性,且气温是影响SOS变化的主要因素。

关键词：植被春季光合物候时空变化气候因素中国北方地区

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冰纳米线拉伸的分子动力学模拟

科学通报 2024年第26期69卷 3925-3933页

作者：刘同熙仇虎南京航空航天大学航空航天结构力学及控制国家重点实验室南京210016 南京航空航天大学纳智能材料器件教育部重点实验室南京210016

最近的实验研究表明,一维冰纳米线具有与体相冰截然不同的力学性质,但其微观机理尚不明晰.本文采用分子动力学模拟研究了冰纳米线拉伸力学性质及其微观结构演化.结果表明,冰纳米线的弹性极限和最大弹性应变分别可达0.93 GPa和10.32%.冰... 详细信息

最近的实验研究表明,一维冰纳米线具有与体相冰截然不同的力学性质,但其微观机理尚不明晰.本文采用分子动力学模拟研究了冰纳米线拉伸力学性质及其微观结构演化.结果表明,冰纳米线的弹性极限和最大弹性应变分别可达0.93 GPa和10.32%.冰纳米线发生断裂后,其断裂区域冰晶格产生大量融化,导致该区域具有与非断裂区域明显不同的氢键结构.此外,相较于体相冰,冰纳米线对温度和应变率的变化更加敏感,其力学性能随着温度的升高或应变率的下降而显著降低.不同取向的冰纳米线具有不同的失效方式,且[0001]取向的冰纳米线具有最强的力学性能.

关键词：冰纳米线力学性质单轴拉伸分子动力学模拟

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LNG接收站中高压泵选型及布置研究

山东化工 2024年第8期53卷 218-221页

作者：仇德朋中海油石化工程有限公司山东济南250101

主要内容涉及LNG接收站中核心工艺设备高压泵,据此分别讨论了高压泵的结构型式、运行工况、设备选型、不同布置方式等相关内容,并详细分析了各个方案的优缺点,以供其他类似项目参考借鉴。根据已有资料分析,不同供货商的高压泵体内部与... 详细信息

主要内容涉及LNG接收站中核心工艺设备高压泵,据此分别讨论了高压泵的结构型式、运行工况、设备选型、不同布置方式等相关内容,并详细分析了各个方案的优缺点,以供其他类似项目参考借鉴。根据已有资料分析,不同供货商的高压泵体内部与外部结构存有差异,在国内虽然都有较为成熟的运行业绩,但是固有的结构型式却带来了不同的影响;基于接收站直接面对下游用户,其外输压力波动范围大的特点,详细分析了高压泵运行工况与外输压力相匹配的解决方案;同时,结合实际工程设计经验,分析各种不同工况下对高压泵选型的影响,提出了对高压泵选型的建议;另外,根据LNG接收站中高压泵两种主要的布置方式,文中也进行了细致分析比较。通过以上分析,完成了对高压泵各个主要方面的综合归纳、梳理。基于文中内容,也为LNG工程人员与项目实施提供了一定的参考意义。

关键词：高压LNG泵运行范围选型布置