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基于YOLO网络的设施农业环境中绿色番茄检测算法研究

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基于YOLO网络的设施农业环境中绿色番茄检测算法研究

作者：张为可山东师范大学

学位级别：硕士

为了积极响应国家乡村振兴战略,持续推动智慧农业发展,提高农业智能装备作业性能,本研究旨在提升设施农业装备的智慧化水平,以设施农业环境下绿色番茄为研究对象,构建绿色番茄精准检测算法,实现番茄生长监测和科学化管理。由于生长期的... 详细信息

为了积极响应国家乡村振兴战略,持续推动智慧农业发展,提高农业智能装备作业性能,本研究旨在提升设施农业装备的智慧化水平,以设施农业环境下绿色番茄为研究对象,构建绿色番茄精准检测算法,实现番茄生长监测和科学化管理。由于生长期的绿色番茄与其背景枝叶颜色相近,受机位影响导致的果实重叠和枝叶遮挡,以及光线的影响,这些因素严重制约着绿色番茄的检测精度。受YOLO(You Only Look Once)检测算法思想的启发,针对复杂的设施农业环境下生长期的绿色番茄果实检测难题展开研究,以提升设施农业装备对绿色果实的识别精度,本研究的主要内容如下:(1)当前设施农业环境下绿色番茄数据集的数量较少,为此,本研究充分考虑设施农业环境下光线、机位等因素的影响,采集绿色番茄图像;对采集的图像进行筛选、裁剪、增强等预处理后,采用Label Me软件对目标果实进行人工标注,并将数据保存为COCO格式;最后按照9:1的比例划分训练集和测试集,完成绿色番茄数据集的构建。(2)针对绿色番茄与枝叶背景颜色相近导致的目标果实出现误识或漏识现象,本研究设计基于YOLOv5优化的绿色果实检测模型。通过引入ECa.n.t和CBAM模块增强网络对绿色番茄空间和通道特征的关注度;采用Focal Loss损失函数控制正负样本和难易分类样本的权重,以提升正样本对模型的影响。实验结果表明,YOLOv5优化模型的平均检测精度达到80.1%。(3)针对绿色番茄果实重叠或枝叶遮挡导致的边界模糊或漏检问题,本研究提出基于YOLOv7优化的检测模型。借助Coordinate Attention对通道关系和长期依赖性进行编码,增强目标特征的方向感知和位置感知信息能力;采用Conv next模块来调整卷积网络架构和优化策略,增强模型的泛化能力。实验结果表明,重叠果实的检测精准度达到81.8%。综上,针对设施农业环境中绿色番茄生长期果实检测难题,本研究借助YOLO算法思想构造绿色番茄高效的优化检测模型,有效解决了设施农业环境中目标果实与背景颜色相近、果实相互重叠、枝叶遮挡、光线多变等干扰。新模型为设施农业环境中的番茄的产量预测、科学化管理等提供理论基础和技术支持,同时也为其他果蔬识别提供理论借鉴,为设施农业的快速发展提供有效的解决方案。

关键词： YOLO 绿色番茄目标检测设施农业

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唐传奇人物本事研究

唐传奇人物本事研究

作者：刘钦可吉林大学

学位级别：硕士

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双编码端高分辨率遥感影像语义分割算法

计算机科学与探索 2024年

作者：吴梦可高心丹东北林业大学计算机与控制工程学院

遥感影像具有多尺度对象、复杂背景、不均衡类别等特点。基于卷积神经网络(Convolutional neural network，Cnn)的语义分割算法难以捕捉到影像的全局特征，导致分割效果不佳。针对以上问题，利用Swin Transformer的全局特征提取能力，... 详细信息

遥感影像具有多尺度对象、复杂背景、不均衡类别等特点。基于卷积神经网络(Convolutional neural network，Cnn)的语义分割算法难以捕捉到影像的全局特征，导致分割效果不佳。针对以上问题，利用Swin Transformer的全局特征提取能力，提出了双编码端高分辨率遥感影像语义分割算法DEGFnet(Dual Encoders and Global Local Transformer Feature Refinement network)。首先，设计特征融合模块(Feature Fusion Block，FFB)将Swin Transformer捕获的全局特征引入编码端，应对多尺度对象带来的挑战，同时，在Swin Transformer中设计空间交互模块(Spatial Interaction Block，SIB)，降低复杂背景样本带来的负面影响；其次，在解码端引入全局-局部注意力模块(Global Local Transformer Block，GLTB)和特征细化模块(Feature Refinement Block，FRB)，来更好地利用编码端提取的信息，提高语义分割的精确性；最后，采用交叉熵损失和Dice Loss组成的混合损失函数训练模型，减轻样本类别不均衡带来的消极影响。在Vaihingen数据集上，宏观平均F1值(macro-F1，mF1)、平均交并比(mean Intersection over Union，mIoU)和整体准确率(Overall Accuracy，OA)指标分别达到91.9%、84.8%和92.4%，在LoveDA数据集上，mIoU指标达到55.0%，均展现出了更好的语义分割效果和良好的泛化性。

关键词：高分辨率遥感影像语义分割卷积神经网络 Swin Transformer

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绿色信贷对低碳企业金融投资的影响研究

绿色信贷对低碳企业金融投资的影响研究

作者：张梦可黑龙江大学

学位级别：硕士

考虑灵活性资源的综合能源系统优化调度策略研究

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考虑灵活性资源的综合能源系统优化调度策略研究

作者：石珂可重庆理工大学

学位级别：硕士

随着可再生能源接入电网比例逐年增加以及用户侧用能行为随机性日益增强,新型电力系统的运行灵活性和安全稳定性面临了前所未有的新挑战。综合能源系统作为新型电力系统运行的关键支撑环节,能够促进可再生能源消纳,保证系统安全可靠运... 详细信息

随着可再生能源接入电网比例逐年增加以及用户侧用能行为随机性日益增强,新型电力系统的运行灵活性和安全稳定性面临了前所未有的新挑战。综合能源系统作为新型电力系统运行的关键支撑环节,能够促进可再生能源消纳,保证系统安全可靠运行。因此,为了进一步增强新型电力系统的运行灵活性,必须强化综合能源系统的灵活运行能力,充分发挥其快速响应功率变化的调节特性。本文从综合能源系统源-网-荷-储的能源结构出发,充分利用各部分的资源灵活调节特性,开展考虑灵活性资源的优化调度策略研究,并就此开展如下研究工作:(1)为了量化分析综合能源系统灵活性资源,从综合能源系统运行架构出发,开展源、网、荷、储的资源灵活调节特性研究。首先将系统运行结构作为着手点,深入分析综合能源系统中源、网、荷、储四种能源结构的灵活性资源。以各个结构的灵活调节特性为基础,建立电源侧、网络侧、负荷侧、储能侧的资源灵活调节特性模型,进而为考虑灵活性资源的优化调度策略研究提供理论支撑。(2)针对综合能源系统供给侧灵活性资源,开展考虑设备变工况特性的综合能源系统灵活爬坡优化研究。首先,分析综合能源系统内各能源转换设备的变工况特性,建立考虑设备变工况特性的动态能源集线器模型。分析综合能源系统灵活爬坡资源储备容量与系统爬坡需求,设计综合能源系统灵活爬坡产品,进而提出考虑设备变工况特性的综合能源系统灵活爬坡优化模型。针对风光出力的不确定性,采用拉丁超立方采样法生成大量风光随机出力场景,并基于kantorovich距离的同步回代削减算法进行场景削减。最后,由算例分析结果可知,所提方法可以有效减少系统用能偏差和运行成本,提升系统运行灵活性。(3)针对综合能源系统负荷侧灵活性资源,开展考虑多主体灵活性资源的虚拟电厂博弈优化调度策略研究。根据综合能源系统运营结构,以各主体的利益关系为基础,建立虚拟电厂运营商和用户负荷聚合商的优化调度模型,并将综合储能服务商引入运营结构,补充系统运行灵活性。其次,分析虚拟电厂运营商与用户负荷聚合商之间利益的博弈关系,将虚拟电厂运营商作为上层,用户负荷聚合商作为下层,建立双层优化调度模型。最后,根据算例分析结果可知,所提方法可以有效均衡虚拟电厂运营商与用户聚合商之间博弈,提升系统的负荷需求响应能力与运行灵活性。

关键词：灵活性资源变工况特性灵活爬坡产品虚拟电厂主从博弈