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基于YOLO v5的直播油菜激光间苗系统设计与试验

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农业机械学报 2024年第4期55卷 40-52页

作者：张昌松李伟陕西科技大学机电工程学院西安710021

间苗是保证直播油菜增产的一项关键技术措施,为解决人工间苗劳动强度大、机械间苗不精确的问题,采用机器视觉的方式,基于深度学习算法YOLO v5平台,设计并搭建自动间苗装置。机器视觉系统评估幼苗种群的合理密植情况,间苗算法以间距和幼... 详细信息

间苗是保证直播油菜增产的一项关键技术措施,为解决人工间苗劳动强度大、机械间苗不精确的问题,采用机器视觉的方式,基于深度学习算法YOLO v5平台,设计并搭建自动间苗装置。机器视觉系统评估幼苗种群的合理密植情况,间苗算法以间距和幼苗叶展为评估标准,实现控制幼苗间距和筛选优质苗的功能。选用遗传算法对间苗行进路径进行规划,相较于未规划路径可缩短最低为50%的行进距离,最终采用激光器高温烧除的方式完成间苗作业。选取油菜苗作为试验材料,间苗阈值α是划定幼苗最小间距的参数,设置不同的间苗阈值α进行试验。结果表明,间除苗的数量随着间苗阈值α的增加而增加,幼苗平均密度下降的同时种群分布趋于均匀,对间除苗的叶展长度分类统计,α为0~75 mm时,间除苗叶展长度全部在0~20 mm范围;α为75~200 mm时,间除苗叶展长度为0~40 mm,其中叶展长度为20~40 mm的最高占比约为76%;α为200~350 mm时,间除苗叶展长度在40 mm以上的幼苗开始增加,最高占比约为14%,间除苗叶展长度梯次分布证明了间苗算法具备筛选优质苗的性能。间苗执行阶段耗时占据间苗作业总耗时的90%以上,以激光走线参数L、激光器功率P、间苗距离阈值为试验因素,三因素三水平正交试验结果表明:选择合适的激光走线参数L能有效提高间苗死亡率、降低间苗误伤率和减少间苗耗时,在参数L为30 mm、P为7.5 W、α为250 mm下开展土槽台架性能验证试验,激光间苗平均死亡率为93.29%,平均误伤率为5.19%,平均总耗时为15.19 min,为开发基于机器视觉的激光自动间苗机提供了理论基础和技术支撑。

关键词：油菜自动间苗 YOLO v5 激光器遗传算法

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狼疮肾炎致病基因与发病机制解析及干预策略

中华医学杂志 2024年第16期104卷 1367-1370页

作者：张昌明刘志红东部战区总医院国家肾脏疾病临床医学研究中心南京210002

狼疮肾炎为系统性红斑狼疮(SLE)最常见的并发症,是导致终末期肾脏病和SLE患者死亡的重要原因。SLE发病机制复杂,缺乏有效的治疗,患者远期预后差。基因组医学的发展为解析狼疮肾炎的致病基因及发病机制提供了新的路径。本文将阐述如何从... 详细信息

狼疮肾炎为系统性红斑狼疮(SLE)最常见的并发症,是导致终末期肾脏病和SLE患者死亡的重要原因。SLE发病机制复杂,缺乏有效的治疗,患者远期预后差。基因组医学的发展为解析狼疮肾炎的致病基因及发病机制提供了新的路径。本文将阐述如何从基因组层面揭示狼疮肾炎的发病机制,探索疾病诊断和治疗的新策略。

关键词：狼疮肾炎致病基因发病机制精准干预

全生命周期视角下中国建筑碳排放空间关联网络演化及影响因素分析

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环境科学 2024年第3期45卷 1243-1253页

作者：任晓松李昭睿山西财经大学管理科学与工程学院太原030031 北京理工大学管理与经济学院北京100081 北京理工大学能源与环境政策研究中心北京100081

基于全生命周期视角核算2011~2019年中国省际建筑碳排放量,采用社会网络分析方法,探究碳排放空间关联网络演化及其影响因素.结果表明:(1)中国建筑碳排放空间关联网络形态明显存在,网络密度和网络关联数逐渐上升,网络紧密性和稳定性逐渐... 详细信息

基于全生命周期视角核算2011~2019年中国省际建筑碳排放量,采用社会网络分析方法,探究碳排放空间关联网络演化及其影响因素.结果表明:(1)中国建筑碳排放空间关联网络形态明显存在,网络密度和网络关联数逐渐上升,网络紧密性和稳定性逐渐提高.(2)上海、浙江、天津、北京和江苏处于碳排放空间关联网络的核心和支配地位.(3)北京、天津、江苏、内蒙古、上海和山东属于“净受益”板块,接收其他地区的建筑碳排放;广东、重庆、福建和浙江属于“经纪人”板块,实现了建筑碳排放生产端和消费端的动态平衡;其余省份均扮演“净溢出”角色,主动向外省发出建筑碳排放量.板块间的关联关系远大于板块内部的关联关系.(4)经济发展、空间邻接关系、城镇化、建筑业过程结构和产业结构差异对建筑碳排放空间关联产生显著影响.研究结果可为建筑业区域协同减排提供参考.

关键词：建筑碳排放引力模型空间关联社会网络分析二次指派程序

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基于GBDT的气液两相流相分布测量模型

化工进展 2024年第2期43卷 800-807页

作者：曾思睿孔明中国计量大学计量测试工程学院浙江杭州310018

双波长透射法是一种高精度的多相流相分布参数检测方法,为了进一步提高相分布测量的精度,本文提出用梯度提升决策树(GBDT)算法建立相分布测量模型。利用光学仿真,模拟气泡在不同相分布下波长为445nm和635nm的光线在气液两相流中的传播过... 详细信息

双波长透射法是一种高精度的多相流相分布参数检测方法,为了进一步提高相分布测量的精度,本文提出用梯度提升决策树(GBDT)算法建立相分布测量模型。利用光学仿真,模拟气泡在不同相分布下波长为445nm和635nm的光线在气液两相流中的传播过程,采集检测平面的光强分布,分析不同相分布情况下气泡中心位置和气泡半径对光强分布曲线的影响;用GBDT建立测量模型,以光强缺失宽度和缺失偏移为特征参数,建立特征参数与气泡相分布之间的对应数据库,利用数据库对GBDT模型进行训练;用训练好的模型预测气泡的相分布。建立的测量模型对气泡相分布预测的均方误差小于0.0008mm,均方误差减小了33.33%,证明了测量模型更适用于相分布的测量。搭建了实验平台,对竖直上升气泡流相分布参数进行预测,实现了对气泡中心位置运动轨迹的追踪。

关键词：气液两相流气泡上升管相分布梯度提升决策树

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从绿松石器看晚商王朝与李家崖文化的关系

考古与文物 2024年第2期 113-122,139页

作者：张昌平武汉大学历史学院

绿松石因其矿源和产品不多,是用来观察商时期不同区域文化交流和社会关系的新视角。晚商王朝的绿松石器种类很多,主要出现在高等级贵族墓葬中,且有不同的质量品级。李家崖文化绿松石器主要发现在以寨沟遗址为代表的地点,其类别和形制都... 详细信息

绿松石因其矿源和产品不多,是用来观察商时期不同区域文化交流和社会关系的新视角。晚商王朝的绿松石器种类很多,主要出现在高等级贵族墓葬中,且有不同的质量品级。李家崖文化绿松石器主要发现在以寨沟遗址为代表的地点,其类别和形制都与晚商王朝中心区域的同类器物高度一致,多数产品很可能直接从晚商王朝中心地区输入。绿松石器可反映晚商王朝与李家崖遗址等北方地区文化之间的亲密关系,这还可能与欧亚草原车马资源东渐、商王朝都城北移等现象相关。晚商王朝可能通过对绿松石等资源和生产技术的掌控,从周边获取所需资源。

关键词：李家崖文化晚商王朝绿松石器社会关系

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基于YOLOv5的激光间苗方法研究与试验

农业机械学报 2024年

作者：张昌松李伟陕西科技大学机电工程学院

间苗是保证直播油菜增产的一项关键技术措施，为解决人工间苗劳动强度大、机械间苗不精确的问题，采用机器视觉的方式，基于深度学习算法YOLOv5平台，设计并搭建自动间苗装置。机器视觉系统评估幼苗种群的合理密植情况，间苗算法以间距... 详细信息

间苗是保证直播油菜增产的一项关键技术措施，为解决人工间苗劳动强度大、机械间苗不精确的问题，采用机器视觉的方式，基于深度学习算法YOLOv5平台，设计并搭建自动间苗装置。机器视觉系统评估幼苗种群的合理密植情况，间苗算法以间距和幼苗叶展为评估标准，实现控制幼苗间距和筛选优质苗的功能。选用遗传算法对间苗行进路径进行规划，相较于未规划路径可缩短最低为50%的行进距离，最终采用激光器高温烧除的方式完成间苗作业。选取油菜苗作为试验材料，间苗阈值α是划定幼苗最小间距的参数，设置不同的间苗阈值α进行试验。结果表明，间除苗的数量随着间苗阈值α的增加而增加，幼苗平均密度下降的同时种群分布趋于均匀，对间除苗的叶展长度分类统计，α取0～75mm时，间除苗的叶展长度全部在0～20mm范围；α取75～200mm时，间除苗的叶展长度在0～40mm，其中叶展长度为20～40mm的最高占比约为76%；α取200～350mm时间除苗的叶展长度在40mm以上的幼苗开始增加，最高占比约为14%，间除苗的叶展长度梯次分布证明了间苗算法具备筛选优质苗的性能。间苗执行阶段耗时占据间苗作业总耗时的90%以上，以激光走线参数L、激光器功率、距离阈值α为试验因素，三因素三水平正交试验结果表明:选择合适的激光走线参数L能有效提高间苗死亡率、降低间苗误伤率和减少间苗耗时，在L为30mm、P为7.5W、α为250mm的参数下开展性能验证试验，激光间苗平均死亡率为93.29%，平均误伤率为5.19%，平均总耗时为15.19min，为进一步开发基于机器视觉的自动间苗机提供了理论基础和技术支持。

关键词：自动间苗 YOLOv5 激光器遗传算法

关注接触镜在儿童特殊类型屈光异常治疗中的应用

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中华眼科杂志 2024年第1期60卷 8-12页

作者：焦永红金明睿首都医科大学附属北京同仁医院北京同仁眼科中心、北京市眼科研究所北京市眼科学与视觉科学重点实验室北京100730

儿童期视功能处于发育阶段,屈光不正发生率较高。对于超高度近视眼、超高度屈光参差、无晶状体眼等特殊类型屈光异常,常规配戴框架眼镜治疗易造成像差和周边视物变形,影响患儿视功能发育,甚至导致难治性弱视。本文从接触镜治疗超高度屈... 详细信息

儿童期视功能处于发育阶段,屈光不正发生率较高。对于超高度近视眼、超高度屈光参差、无晶状体眼等特殊类型屈光异常,常规配戴框架眼镜治疗易造成像差和周边视物变形,影响患儿视功能发育,甚至导致难治性弱视。本文从接触镜治疗超高度屈光不正、屈光相关难治性弱视、光敏异常相关屈光不正3个方面,指出接触镜在儿童特殊类型屈光异常治疗中的优势,以期得到临床医师的关注,扩大接触镜的应用范围,充分发挥其作用,从而提高临床儿童屈光不正的诊疗水平。

关键词：屈光不正接触镜儿童

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基于ACPI的磁浮球系统控制方法

铁道科学与工程学报 2024年第3期21卷 1180-1188页

作者：张昌琪曾喆昭王伟长沙理工大学电气与信息工程学院湖南长沙410076

针对传统控制算法在解决磁浮球系统中存在高度非线性特性、参数摄动以及外部扰动的技术局限性问题,提出一种基于自耦PID(Auto-coupling PID, ACPID)控制理论的磁浮球系统控制方法。首先根据电磁力在平衡点附近进行1阶Taylor展开,结合电... 详细信息

针对传统控制算法在解决磁浮球系统中存在高度非线性特性、参数摄动以及外部扰动的技术局限性问题,提出一种基于自耦PID(Auto-coupling PID, ACPID)控制理论的磁浮球系统控制方法。首先根据电磁力在平衡点附近进行1阶Taylor展开,结合电磁线圈的动态模型,形成以电压为控制输入的磁浮球位置动态系统。在磁浮球动力学模型的基础上,再将不确定高阶项、电磁线圈的未知电流动态以及外部未知有界扰动定义为总扰动,从而可将一个非线性不确定磁浮球系统映射为一个2阶线性扰动系统。其次,基于ACPID控制量纲匹配构造的误差函数,可将2阶线性扰动系统映射为1阶线性系统,进而构建一个在总扰动反相激励下的闭环受控误差系统,据此设计了基于速度因子的磁浮球位置通道控制器,建立磁浮球位置控制系统并进行鲁棒稳定性分析,理论证明了ACPI方法的有效性。最后与国外现有较为先进的控制方法进行对比仿真,分别进行了方波跟踪实验、正弦跟踪实验、抗扰动实验以及鲁棒性实验。与NTSMC+GPIO方法相比,在方波跟踪实验中ACPI控制系统的响应速度提升了50%,ITAE值降低了82%,RMSE值降低了22.4%,其他仿真实验下的控制性能也有明显的提升。研究结果表明,ACPI控制策略不仅可以实现在超调量较小的情况下具备较快的响应速度、较高的控制精度、较强的抗扰动能力以及较好的鲁棒性,而且控制器结构简单、计算量小,在磁浮球控制系统领域具有一定的应用前景。

关键词：磁浮球自耦PID(Auto-coupling PID,ACPID)控制总扰动误差函数速度因子

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驱动温度可调的依序自滚动液晶弹性体

高分子学报 2024年第5期55卷 614-623页

作者：周筱睿杨博郑宁浙江大学化学工程与生物工程学院化学工程联合国家重点实验室杭州310058

传统的自驱动液晶弹性体,受限于单一的材料化学设计,仅能在特定条件(或温度范围)下实现自主运动.为了解决这一限制,本研究基于扭曲带状的自驱动液晶弹性体,通过调节网络的交联密度和引入非液晶共聚单体的方法,成功实现了对自驱动液晶弹... 详细信息

传统的自驱动液晶弹性体,受限于单一的材料化学设计,仅能在特定条件(或温度范围)下实现自主运动.为了解决这一限制,本研究基于扭曲带状的自驱动液晶弹性体,通过调节网络的交联密度和引入非液晶共聚单体的方法,成功实现了对自驱动液晶弹性体工作温度的精确设计.在进一步优化材料的驱动性能和力学性能后,获得了工作温度范围不同的自驱动液晶弹性体,分别实现了不同软体驱动器在升温和降温过程中的按需依次滚动.这种可调工作温度的自驱动液晶弹性体将显著拓展软机器人材料的设计应用领域.

关键词：液晶弹性体软体驱动器自主运动