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稻田螺旋除草机器人视觉导航技术研究

稻田螺旋除草机器人视觉导航技术研究

作者：秦玉广浙江科技大学

学位级别：硕士

使用除草机器人代替传统的人工除草机实现全自动化除草作业是农机自动化的一个重要研究方向。由于田间路径窄小且农作物分布密集,除草机器人自主工作需要使用视觉导航技术进行引导。但是在有倒影、浮萍、杂草等因素影响的水稻田环境,采... 详细信息

使用除草机器人代替传统的人工除草机实现全自动化除草作业是农机自动化的一个重要研究方向。由于田间路径窄小且农作物分布密集,除草机器人自主工作需要使用视觉导航技术进行引导。但是在有倒影、浮萍、杂草等因素影响的水稻田环境,采集的图像数据较为复杂,难以精确提取导航信息。因此,本文设计了一套适用于水稻田的螺旋除草机器人视觉导航系统,主要的工作和成果如下:(1)提出一种改进YOLOv5s模型的水稻根部检测算法。针对水稻田图像特点以及各种工况环境干扰导致识别精度不足的问题,应用添加CBAM注意力、改进金字塔卷积层以及替换SIo U损失函数的方法对YOLOv5s目标检测算法进行了改进,最终算法的平均精度均值达到88.7%;将水稻根部识别算法部署在除草机的嵌入式平台上,优化检测算法帧率达到25帧/秒,能够实现水稻位置的实时检测。(2)提出一种基于检测框水稻特征点的改进RANSAC算法用于拟合水稻行线。针对传统图像处理方法计算量大的问题,采用检测框ROI区域与ORB角点检测算法结合方法提取水稻位置特征点;针对RANSAC算法拟合直线选择内点随机性大、效率低下的问题,添加了评价模型内点质量的参数,通过质量排序减少随机性。试验证明,水稻行线拟合准确率达93.2%,满足导航要求。(3)针对螺旋推进式除草机工作时易受地面阻力影响导致偏移、而传统的PID控制难以跟踪导航线的问题,基于视觉导航信息建立模糊规则,并使用模糊控制算法控制除草机进行纠偏,进行MATLAB仿真验证了方法的有效性。(4)在田间环境下进行除草机导航试验,验证除草机视觉导航系统的纠偏效果。试验结果显示螺旋式除草机偏移距离控制在25mm内,满足除草机在稻田环境的工作要求,有效解决了除草机偏移导致伤苗的问题。

关键词：稻田除草视觉导航 YOLOv5算法拟合导航线模糊控制

饲粮添加乳酸杆菌和粪肠球菌对脂多糖攻毒肉鸡生长性能和免疫应激的影响

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饲粮添加乳酸杆菌和粪肠球菌对脂多糖攻毒肉鸡生长性能和免疫应激...

作者：秦玉莹江西农业大学

学位级别：硕士

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基于改进YOLO v5的农田苗草检测方法

江苏农业科学 2024年第13期52卷 197-204页

作者：吴坚秦玉广浙江科技学院浙江杭州310023 浙江省食品物流装备技术研究重点实验室浙江杭州310023

针对除草机器人等智能农业机械在复杂的农田环境下工作时易受到杂草种类、光照多变以及叶片遮挡等因素影响,难以高效精准地检测作物和杂草位置的问题,提出一种基于改进YOLO v5s算法的农田苗草目标检测方法,能够对不同天气、位置和密度... 详细信息

针对除草机器人等智能农业机械在复杂的农田环境下工作时易受到杂草种类、光照多变以及叶片遮挡等因素影响,难以高效精准地检测作物和杂草位置的问题,提出一种基于改进YOLO v5s算法的农田苗草目标检测方法,能够对不同天气、位置和密度环境下的农作物及其伴生杂草进行检测。首先使用公开数据集并通过数据增强方法扩充数据构建了新的苗草数据集,分析了苗草数据集的图像特点后针对原YOLO v5算法模型的不足提出改进,结合协同注意力CA与感受野块RFB模块改进主干网络,在只添加少量参数的情况下提高模型检测性能;然后选择CARAFE的上采样方式加强网络提取特征能力;最后采取WIoU v3替换CIoU损失函数,平衡锚框质量并实现高精度定位。将改进后的YOLO v5网络模型与各种常见的主流网络在苗草数据集上依据目标检测算法评价指标进行了试验比较,结果显示,改进后算法平均精度均值达到86.7%,比原始的YOLO v5s提高了2.9百分点,FPS达到60.4帧/s,在满足算法实时性要求的同时明显提升了检测算法精度,验证了改进算法的有效性,适用于除草机器人的杂草识别系统。

关键词：苗草检测 YOLO v5 协同注意力空洞卷积损失函数

地方政府举债融资机制与隐性债务管理——基于对撤县设区改革中政府举债行为的分析

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中国农村经济 2024年第3期 166-184页

作者：吉富星洪源秦玉奇中国社会科学院大学应用经济学院湖南大学经济与贸易学院湖南工商大学财政金融学院

本文实证检验了撤县设区改革通过地方政府举债融资机制对地方隐性债务规模扩张的影响。结果显示:撤县设区改革能够通过影响政府举债融资机制供需两方面的土地融资杠杆和投资竞争需求,引起地方隐性债务规模的扩张,同时在项目、资金层面... 详细信息

本文实证检验了撤县设区改革通过地方政府举债融资机制对地方隐性债务规模扩张的影响。结果显示:撤县设区改革能够通过影响政府举债融资机制供需两方面的土地融资杠杆和投资竞争需求,引起地方隐性债务规模的扩张,同时在项目、资金层面形成多个作用路径。从债务监管环境看,债务监管越严,越能抑制撤县设区改革对隐性债务规模扩张的作用。进一步分析发现,受显性债务替代效应和隐性债务增量压缩效应影响,地方债务“显性化”政策能抑制撤县设区改革对隐性债务规模的扩张效应。上述结论对于防范化解地方债务风险以及实现新型城镇化具有政策启示:应审慎推进行政区划调整模式下的城镇化,开好举债“前门”、推动融资平台转型和项目合规融资,降低土地财政依赖,加强债务监管,构建更有效防范化解地方债务风险的长效机制。

关键词：举债融资机制地方隐性债务撤县设区改革

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基于非稳态扩散的复合煤体能量失稳致灾研究

煤炭科学技术 2024年第7期52卷 126-138页

作者：秦玉金苏伟伟卢守青李铭杰中煤科工集团沈阳研究院有限公司煤矿安全技术国家重点实验室辽宁沈阳113122 煤炭科学研究总院北京100013 青岛理工大学安全科学与工程系山东青岛266520

在我国由于地质构造作用的影响,导致煤层中多存在原生结构煤和构造煤分层的现象;而构造煤的存在导致复合煤层突出危险性急剧增加,这严重制约我国煤矿安全生产。根据软硬复合煤体瓦斯的扩散状态,模拟分析了非稳态扩散复合煤体的力学失稳... 详细信息

在我国由于地质构造作用的影响,导致煤层中多存在原生结构煤和构造煤分层的现象;而构造煤的存在导致复合煤层突出危险性急剧增加,这严重制约我国煤矿安全生产。根据软硬复合煤体瓦斯的扩散状态,模拟分析了非稳态扩散复合煤体的力学失稳规律;建立了非稳态扩散的吸附瓦斯膨胀能计算模型,探讨了稳态扩散和非稳态扩散对于吸附瓦斯膨胀能的影响,从能量角度分析了吸附瓦斯膨胀能对突出的控制作用,阐释了非稳态扩散复合煤体的突出失稳致灾机制。结果表明:复合煤层中构造煤的存在能够增加其邻近原生结构煤的塑性破坏程度,提高了原生结构煤塑性区内的瓦斯运移速度,进而增加煤与瓦斯突出危险性;非稳态扩散条件下原生结构煤和构造煤的吸附瓦斯膨胀能是稳态扩散条件的0.50~0.57倍和3.36~3.38倍,复合煤层中由于构造煤的存在导致原生结构煤内部裂隙-基质系统间产生巨大的瓦斯浓度差,使得原生结构煤基质内部的吸附瓦斯迅速解吸,增加邻近原生煤中吸附瓦斯膨胀能,进而使得复合煤层的突出危险性显著增加。

关键词：非稳态扩散原生结构煤构造煤复合煤层煤与瓦斯突出

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胍基锌配合物催化丙交酯开环聚合研究

高分子学报 2024年第6期55卷 770-780页

作者：刘娇玉刘爽索泓一秦玉升烟台大学化学化工学院烟台264005

发展绿色、高效的催化剂技术替代目前广泛应用的锡类催化剂一直是聚乳酸(PLA)及其相关催化剂技术研究领域的热点.本研究设计合成了双核胍基锌配合物,该配合物以环氧化物作为共引发剂,可在模拟工业条件下以较高的活性(TOF=7.50×103~3.45... 详细信息

发展绿色、高效的催化剂技术替代目前广泛应用的锡类催化剂一直是聚乳酸(PLA)及其相关催化剂技术研究领域的热点.本研究设计合成了双核胍基锌配合物,该配合物以环氧化物作为共引发剂,可在模拟工业条件下以较高的活性(TOF=7.50×103~3.45×104 h-1)催化丙交酯开环聚合,且在极低的催化剂浓度条件仍可保持良好活性.聚合所得产物的凝胶渗透色谱(GPC)曲线呈单峰窄分布(1.25~1.49),分子量为6.2~34.3 kg/mol.通过对低分子量聚合产物进行基质辅助激光解吸/电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)表征分析,证实所得聚合产物以环状聚乳酸(c-PLA)为主,并提出可能的成环机理.此外,该双核胍基锌配合物具有较好的普适性,可实现ε-己内酯(ε-CL)和δ-戊内酯(δ-VL)等多种内酯单体的开环聚合.

关键词：金属胍配合物丙交酯环状聚乳酸双核锌配合物

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全光纤超宽带电光频梳

光学学报 2024年第20期 52-60页

作者：赵瑞程李建平秦玉文广东工业大学信息工程学院先进光子技术研究院广东工业大学通感融合光子技术教育部重点实验室广东省信息光子技术重点实验室

提出一种飞秒全光纤宽带电光调制光频梳产生技术，基于电光调制种子光频梳，通过时频域联合整形、精确色散补偿以及非线性混频等过程，在满足平坦度优于10 dB的情况下，实现的载波间隔为12.5 GHz，载波覆盖范围超过145 nm（即梳齿数目超... 详细信息

提出一种飞秒全光纤宽带电光调制光频梳产生技术，基于电光调制种子光频梳，通过时频域联合整形、精确色散补偿以及非线性混频等过程，在满足平坦度优于10 dB的情况下，实现的载波间隔为12.5 GHz，载波覆盖范围超过145 nm（即梳齿数目超过1450），覆盖了多波段（S、C、L波段）光纤通信范围，并且光频梳整体输出功率超过2.3 W，即单根梳齿功率大于0 dBm。研究结果表明，所提全光纤宽带电光调制光频梳在超大容量光纤通信、超快并行信号处理等领域有着良好的应用前景。

关键词：光频梳飞秒脉冲脉冲整形电光调制多波段光纤通信

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可诊断性3维评价模型构建与综合评价方法

兵工自动化 2024年第10期43卷 23-32页

作者：秦玉峰史贤俊海军航空大学岸防兵学院山东烟台264001

针对目前缺乏科学有效可诊断性评价指标体系的问题,从故障诊断性能、响应时间、测试资源3个角度构建3维可诊断性评价模型。选择10个代表性指标作为评价模型的组成元素,保证可诊断性评价模型的完备性;提出基于组合权重和灰色关联分析(gre... 详细信息

针对目前缺乏科学有效可诊断性评价指标体系的问题,从故障诊断性能、响应时间、测试资源3个角度构建3维可诊断性评价模型。选择10个代表性指标作为评价模型的组成元素,保证可诊断性评价模型的完备性;提出基于组合权重和灰色关联分析(grey relation analysis,GRA)的可诊断性综合评价方法,利用层次分析法(analytic hierarchy process,AHP)和熵值法计算评价指标的主观权重和客观权重,利用数学规划方法将主观权重和客观权重进行融合并利用GRA对系统的可诊断性水平进行评价。结果表明,该方法能保证可诊断性评价结果的合理性和科学性。

关键词：可诊断性评价模型灰色关联分析层次分析法熵值法

信息化促进城乡义务教育优质均衡发展的助力、挑战及应对

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中国教育学刊 2024年第3期 37-42,57页

作者：陈坤秦玉友福建师范大学教师教育学院福建福州350007 东北师范大学教育学部吉林长春130024

实现城乡义务教育优质均衡发展是我国重要的教育发展战略目标。基于信息化所具有的突破时空限制、快速复制传播、呈现手段丰富的独特优势,采用共享课程资源提高薄弱学校课程开设率,搭建发展平台支持乡村教师专业发展,嵌入学习时空改善... 详细信息

实现城乡义务教育优质均衡发展是我国重要的教育发展战略目标。基于信息化所具有的突破时空限制、快速复制传播、呈现手段丰富的独特优势,采用共享课程资源提高薄弱学校课程开设率,搭建发展平台支持乡村教师专业发展,嵌入学习时空改善弱势群体学习质量等信息化途径,能有效推进城乡义务教育优质均衡发展目标的实现。但实地调研发现,适切性课程资源不足规约了开好课程向度,统筹规划滞后梗阻了教师素养提升效度,数字鸿沟存在掣肘了数字化学习深度。为此,需要突破路径依赖丰富在地化课程资源供给,健构协同机制精准性涵养教师专业素养,消弭数字鸿沟提升数字化空间学习深度。

关键词：教育信息化教育数字化城乡义务教育优质均衡