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基于高光谱图像的蓝莓糖度和硬度无损测量

农业工程学报 2017年第S1期33卷 362-366页

作者：李瑞傅隆生西北农林科技大学机械与电子工程学院杨凌712100

为了对蓝莓硬度和糖度进行无损检测,采用近红外光谱仪(900~1700 nm)分别对490个"蓝丰"蓝莓的果柄侧和花萼侧进行高光谱成像,并测量整个果实的硬度和糖度。应用偏最小二乘回归法分别对果柄侧、花萼侧和整个果实的平均光谱建立硬度和糖度... 详细信息

为了对蓝莓硬度和糖度进行无损检测,采用近红外光谱仪(900~1700 nm)分别对490个"蓝丰"蓝莓的果柄侧和花萼侧进行高光谱成像,并测量整个果实的硬度和糖度。应用偏最小二乘回归法分别对果柄侧、花萼侧和整个果实的平均光谱建立硬度和糖度预测模型。试验结果表明,蓝莓硬度呈双峰分布,表明实际生产中有望分为2类;蓝莓糖度呈正态分布;硬度和糖度的相关性仅为?0.15,说明不能通过二者之中的任何一个来估计和评价另一个。采用整个果实的平均光谱数据建模效果最好,硬度的校正集相关系数RC和验证集相关系数RV达到0.911和0.871,糖度的为0.891和0.774,但主成分数都有所增加。结果表明,采用高光谱技术对蓝莓硬度和糖度进行快速、无损检测是可行的。

关键词：光谱分析无损检测图像处理高光谱图像蓝莓硬度糖度偏最小二乘回归法

广西富川瑶族自治县2002名中学生错畸形调查

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华西口腔医学杂志 2000年第2期18卷 123-123,133页

作者：傅隆生广西富川瑶族自治县人民医院口腔科 542700

目的 :了解富川瑶族自治县中学生错畸形发生情况。方法 :1996年 6月对富川县 2 0 0 2名 13～ 2 2岁中学生进行错畸形的调查。结果 :以理想正常为标准 ,患病率为 45 40 % ,以个别正常为标准 ,患病率为 2 8 97%。结论 :广西富川... 详细信息

目的 :了解富川瑶族自治县中学生错畸形发生情况。方法 :1996年 6月对富川县 2 0 0 2名 13～ 2 2岁中学生进行错畸形的调查。结果 :以理想正常为标准 ,患病率为 45 40 % ,以个别正常为标准 ,患病率为 2 8 97%。结论 :广西富川瑶族自治县中学生错畸形患病率较毛氏调查中学生恒牙列错患病率稍低。

关键词：错He畸形青少年流行病学

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用于QR码自动识读的图像分析方法

电子科技大学学报 2009年第6期38卷 1017-1020页

作者：孙明傅隆生杨信廷张树槐中国农业大学传感器与检测技术研究所北京海淀区100083 国家农业信息化工程技术研究中心北京海淀区100097 日本弘前大学农学生命科学部

对于所采集的条码图像,为了适应实时性的要求,以得到不同光照条件下的最佳阈值,该文提出了把直方图双峰法、OTSU法及NLNiblack阈值法结合起来的改进的自适应阈值法。实验证明了该方法具有高效性和稳定性。为了在条码分割图像中获取QR码... 详细信息

对于所采集的条码图像,为了适应实时性的要求,以得到不同光照条件下的最佳阈值,该文提出了把直方图双峰法、OTSU法及NLNiblack阈值法结合起来的改进的自适应阈值法。实验证明了该方法具有高效性和稳定性。为了在条码分割图像中获取QR码的4个顶点,首先,根据3个位置探测图形的特性提出了一种新的方法以求取对应的3个顶点,同时利用QR码的特征提出挖空算法获取条码的边缘,再采用过已知点的Hough变换得到第4个顶点。实验证明该算法在各种采集条件下可有效地得到QR码的4个顶点。

关键词：二值图像几何学 Hough变换图像分析快速响应码

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水培生菜整株低损收获装置设计与试验

农业机械学报 2019年第1期50卷 162-169页

作者：马义东徐灿崔永杰傅隆生刘浩洲杨晨西北农林科技大学机械与电子工程学院陕西杨凌712100 农业农村部农业物联网重点实验室陕西杨凌712100 陕西省农业信息感知与智能服务重点实验室陕西杨凌712100

为解决水培生菜收获品质低、人工收获劳动力成本高等问题,设计了一种整株低损收获装置。通过夹持杆对菜叶的低损聚拢、割刀对生菜茎部的精准切割,实现单株水培生菜的整株低损收获。设计了各关键部件结构参数,分析了影响菜叶损伤的因素,... 详细信息

为解决水培生菜收获品质低、人工收获劳动力成本高等问题,设计了一种整株低损收获装置。通过夹持杆对菜叶的低损聚拢、割刀对生菜茎部的精准切割,实现单株水培生菜的整株低损收获。设计了各关键部件结构参数,分析了影响菜叶损伤的因素,利用图像处理方法测量了菜叶损伤面积;采用正交试验,研究了聚拢速度、聚拢角、聚拢高度、压菜速度对菜叶损伤面积的影响;通过力学分析和高速摄影,分析了聚拢角、聚拢高度对菜叶损伤面积的影响。正交试验结果显示:试验因素的显著性主次顺序为聚拢角、聚拢高度、压菜速度、聚拢速度;最优组合参数为聚拢速度100 mm/s、聚拢角15°、聚拢高度70 mm、压菜速度100 mm/s。验证试验表明:最优组合下生菜均为整株收获,菜叶损伤面积平均值为432 mm2,损伤程度平均值为0. 13%,优化效果明显。

关键词：水培生菜整株收获正交试验

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机械振动式沙棘采收的动力学研究

农机化研究 2017年第1期39卷 32-37页

作者：彭俊孙世鹏傅隆生西北农林科技大学机械与电子工程学院陕西杨凌712100

沙棘在西部广泛种植,用于水土保持和防风固沙。其果实有较高价值,但采收非常困难,影响其经济价值开发。机械振动使果实分离是可行的方式之一。为了正确合理地设计开发装备,利用有限元方法对沙棘的机械振动采收机制进行动力学研究。首先... 详细信息

沙棘在西部广泛种植,用于水土保持和防风固沙。其果实有较高价值,但采收非常困难,影响其经济价值开发。机械振动使果实分离是可行的方式之一。为了正确合理地设计开发装备,利用有限元方法对沙棘的机械振动采收机制进行动力学研究。首先,沙棘树的3D模型由Pro/E建立并导入ANSYS,再用模态分析确定沙棘树的自然振动属性,最后采用谐响应分析观察模型在正弦谐波载荷下的稳态响应。模态分析表明:沙棘树的前2 0阶固有频率为8.7 9 0~3 1.2 2 4 Hz。谐响应分析表明:振动载荷应用于侧枝比应用于主干更加优越,且对沙棘树枝条的破坏性更小。此外,14Hz和180~280N的振动载荷可以确保大多数沙棘果实从树上分离。为此,对沙棘振动采收进行有限元仿真分析,为振动装备的开发提供了理论基础。

关键词：沙棘机械化采收有限元方法模态分析谐响应分析

基于改进AlexNet的广域复杂环境下遮挡猕猴桃目标识别

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农业机械学报 2019年第10期50卷 24-34页

作者：穆龙涛高宗斌崔永杰李凯刘浩洲傅隆生西北农林科技大学机械与电子工程学院陕西杨凌712100 农业农村部农业物联网重点实验室陕西杨凌712100 陕西省农业信息感知与智能服务重点实验室陕西杨凌712100

为了提高猕猴桃采摘机器人的工作效率和对猕猴桃复杂生长环境的适应性,识别广域复杂环境下相互遮挡的猕猴桃目标,采用Im-AlexNet为特征提取层的Faster R-CNN目标检测算法,通过迁移学习微调Alex Net网络,修改全连接层L6、L7的节点数为768... 详细信息

为了提高猕猴桃采摘机器人的工作效率和对猕猴桃复杂生长环境的适应性,识别广域复杂环境下相互遮挡的猕猴桃目标,采用Im-AlexNet为特征提取层的Faster R-CNN目标检测算法,通过迁移学习微调Alex Net网络,修改全连接层L6、L7的节点数为768和256,以解决晴天(白天逆光、侧逆光)、阴天及夜间补光条件下的广域复杂环境中猕猴桃因枝叶遮挡或部分果实重叠遮挡所导致的识别精度较低等问题。采集广域复杂环境中晴天逆光、晴天侧逆光、阴天和夜间补光条件下存在遮挡情况的4类样本图像共1 823幅,建立试验样本数据库进行训练并测试。试验结果表明:该方法对晴天逆光、晴天侧逆光、阴天和夜间补光条件下存在遮挡情况的图像识别精度为96. 00%,单幅图像识别时间约为1 s。在相同数据集下,Im-AlexNet网络识别精度比Le Net、Alex Net和VGG16 3种网络识别精度的平均值高出5. 74个百分点。说明该算法能够降低猕猴桃果实漏识别率和误识别率,提高了识别精度。该算法能够应用于猕猴桃采摘机器人对广域复杂环境下枝叶遮挡或部分果实重叠遮挡的准确识别。

关键词：猕猴桃多目标识别广域目标遮挡图像深度学习 AlexNet

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基于卷积神经网络的田间多簇猕猴桃图像识别方法

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农业工程学报 2018年第2期34卷 205-211页

作者：傅隆生冯亚利 Elkamil Tola 刘智豪李瑞崔永杰西北农林科技大学机械与电子工程学院杨凌712100 农业部农业物联网重点实验室杨凌712100 Precision Agriculture Research Chair King Saud UniversityRiyadh 11451Saudi Arabia

为实现田间条件下快速、准确地识别多簇猕猴桃果实,该文根据猕猴桃的棚架式栽培模式,采用竖直向上获取果实图像的拍摄方式,提出一种基于Le Net卷积神经网络的深度学习模型进行多簇猕猴桃果实图像的识别方法。该文构建的卷积神经网络通... 详细信息

为实现田间条件下快速、准确地识别多簇猕猴桃果实,该文根据猕猴桃的棚架式栽培模式,采用竖直向上获取果实图像的拍摄方式,提出一种基于Le Net卷积神经网络的深度学习模型进行多簇猕猴桃果实图像的识别方法。该文构建的卷积神经网络通过批量归一化方法,以Re LU为激活函数,Max-pooling为下采样方法,并采用Softmax回归分类器,对卷积神经网络结构进行优化。通过对100幅田间多簇猕猴桃图像的识别,试验结果表明:该识别方法对遮挡果实、重叠果实、相邻果实和独立果实的识别率分别为78.97%、83.11%、91.01%和94.78%。通过与5种现有算法进行对比试验,该文算法相对相同环境下的识别方法提高了5.73个百分点,且识别速度达到了0.27 s/个,识别速度较其他算法速度最快。证明了该文算法对田间猕猴桃图像具有较高的识别率和实时性,表明卷积神经网络在田间果实识别方面具有良好的应用前景。

关键词：图像处理图像识别算法深度学习卷积神经网络猕猴桃

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水培生菜自动纵向包装装置设计与试验

农业机械学报 2019年第9期50卷 113-121页

作者：马义东王明辉崔永杰傅隆生王文奇徐灿西北农林科技大学机械与电子工程学院陕西杨凌712100 农业农村部农业物联网重点实验室陕西杨凌712100 陕西省农业信息感知与智能服务重点实验室陕西杨凌712100

为提升设施园艺中水培生菜生产全程机械化水平,设计了收获后生菜自动纵向包装装置,包括导向装盒机构、切膜与封膜机构等。利用聚拢气缸和压菜气缸执行生菜纵向装盒,同时利用导向环保证装盒过程中生菜偏移、翻转等位姿要求;通过柔性毛刷... 详细信息

为提升设施园艺中水培生菜生产全程机械化水平,设计了收获后生菜自动纵向包装装置,包括导向装盒机构、切膜与封膜机构等。利用聚拢气缸和压菜气缸执行生菜纵向装盒,同时利用导向环保证装盒过程中生菜偏移、翻转等位姿要求;通过柔性毛刷对薄膜的梳刷作用及薄膜自粘性使其贴于包装盒,完成包装盒封膜。根据生菜挤压试验、力学分析、理论计算,分别确定了包装盒尺寸、导向装盒机构参数、切膜与封膜机构参数。基于高速摄像,提出了生菜水平偏移、姿态角量化方法;通过生菜装盒位姿特性试验,研究了导向环对装盒过程生菜位姿特性的影响。研制了自动包装样机,利用正交试验优化了切膜作业参数并进行了试验验证。生菜装盒位姿特性试验结果显示:生菜入盒时有导向环水平偏移平均值、姿态角平均值分别为5.8mm、17.9°,相较无导向环时分别减小75.0%、74.2%,导向环保证了生菜纵向装盒成功率。正交试验结果显示:切膜作业参数最优组合为薄膜纵向切刀与薄膜夹角30°、拉膜辊拉膜速度300mm/s、薄膜横向切刀速度500mm/s。最优参数组合下,包装成功率为96%,样机单次包装用时10.5s,比人工缩短58%。

关键词：水培生菜纵向包装高速摄像导向环位姿分析

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基于果萼图像的猕猴桃果实夜间识别方法

农业工程学报 2017年第2期33卷 199-204页

作者：傅隆生孙世鹏 Vázquez-Arellano Manuel 李石峰李瑞崔永杰西北农林科技大学机械与电子工程学院杨凌712100 Institute of Agricultttral Engineering University of HohenheimStuttgart 70599Germany

根据猕猴桃的棚架式栽培方式,提出了一种适用于猕猴桃采摘机器人夜间识别的方法。采用竖直向上获取果实图像的拍摄方式,以果萼为参考点,进行果实的识别,并测试该方法对光照的鲁棒性。试验结果表明:基于果萼能够有效的识别猕猴桃果实,成... 详细信息

根据猕猴桃的棚架式栽培方式,提出了一种适用于猕猴桃采摘机器人夜间识别的方法。采用竖直向上获取果实图像的拍摄方式,以果萼为参考点,进行果实的识别,并测试该方法对光照的鲁棒性。试验结果表明:基于果萼能够有效的识别猕猴桃果实,成功率达94.3%;未识别和误识别的果实一般出现在5果及5果以上的簇中,原因是果实相互挤压导致的果萼部分不在果实图像的中心区域,以及果实之间的三角区形成暗色封闭区域;光照过小或过大会导致成像模糊或过曝,对正确率有细微影响;识别速度达到了0.5 s/个。因此,基于果萼的猕猴桃果实夜间识别方法在正确识别率和速度上都有很大提升,更接近实际应用。

关键词：机器人图像识别农作物猕猴桃果萼夜间识别毗邻果实