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基于卷积神经网络的入侵昆虫识别研究

中国农机化学报 2024年第7期45卷 222-227,261页

作者：黄亦其鹿林飞沈豪王福宽乔曦广西大学机械工程学院南宁市530004 中国农业科学院(深圳)农业基因组研究所深圳市518120

现有昆虫相关识别算法识别种类较少,缺少针对数量庞大种类众多的入侵昆虫分类识别算法,难以为入侵昆虫综合系统的识别功能提供稳定高效的技术支持。该研究对31类入侵昆虫图像进行数据采集,并对图像数据进行处理与数据集划分,基于四种卷... 详细信息

现有昆虫相关识别算法识别种类较少,缺少针对数量庞大种类众多的入侵昆虫分类识别算法,难以为入侵昆虫综合系统的识别功能提供稳定高效的技术支持。该研究对31类入侵昆虫图像进行数据采集,并对图像数据进行处理与数据集划分,基于四种卷积神经网络模型DenseNet121、MobileNetV3、ResNet101和ShuffleNet对其进行训练测试分析讨论。结果表明,在入侵昆虫综合识别系统识别功能后台算法应用上,MobileNetV3表现出更好的综合性能。根据MobileNetV3模型现有缺陷和模型特性,对MobileNetV3模型指定瓶颈层的注意力机制和激活函数进行改进,改进后模型的准确率为92.8%,单张测试集图像的平均识别时间0.012 s,相较于原MobileNetV3模型分别提高0.5%、缩短15.2%,可以很好满足多昆虫识别分类需求。

关键词：入侵昆虫卷积神经网络模型改进图像识别

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模具加载方式对不规则阀体多向模锻工艺的影响

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锻压技术 2023年第10期48卷 16-23页

作者：安轲黄亦其广西职业技术学院科技中心广西南宁530226 广西大学机械工程学院广西南宁530226

为提高一种复杂不规则阀体的性能和生产效率,设计了一种多向模锻生产工艺,并通过建立高温下的材料压缩仿真模型和多向模锻有限元分析模型,利用Deform-3D软件模拟了不规则阀体的成形过程,分析了不同模具加载方式对阀体成形结果、阀体温... 详细信息

为提高一种复杂不规则阀体的性能和生产效率,设计了一种多向模锻生产工艺,并通过建立高温下的材料压缩仿真模型和多向模锻有限元分析模型,利用Deform-3D软件模拟了不规则阀体的成形过程,分析了不同模具加载方式对阀体成形结果、阀体温度分布、各凸模载荷变化、最小合模力以及各模具温度的影响。结果表明:第1种加载方式成形困难,容易产生毛刺和锻造不满等缺陷,第2种加载方式易产生折叠缺陷,而第3种、第4种加载方式可有效避免成形缺陷,并且第4种加载方式对提高阀体质量和模具寿命更有利。最后,利用多向模锻液压机进行了各加载方式下的阀体成形试验,通过试验与模拟对照验证了分析过程的准确性,同时,在合适的工艺下获得了表面平滑、尺寸合格、纤维流线均匀且无折叠、毛刺等缺陷的阀体锻件,该研究能有效推动各类阀体生产工艺的发展。

关键词：不规则阀体多向模锻加载方式阀体温度模具负载

基于IPSO-PID特殊路面气压制动系统拖拉机ABS研究

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中国农机化学报 2023年第12期44卷 99-106,150页

作者：韦沛理鹿林飞黄亦其广西大学机械工程学院南宁市530004

为进一步提高气压制动系统农用四轮拖拉机在复杂路面下的行车安全性,对其制动性能进行研究。针对标准粒子群算法(PSO)收敛速度和精度的不足,提出一种改进粒子群算法(IPSO),对比二者的四个测试函数运行结果表明:IPSO收敛速度更快,精度更... 详细信息

为进一步提高气压制动系统农用四轮拖拉机在复杂路面下的行车安全性,对其制动性能进行研究。针对标准粒子群算法(PSO)收敛速度和精度的不足,提出一种改进粒子群算法(IPSO),对比二者的四个测试函数运行结果表明:IPSO收敛速度更快,精度更高。通过试验结合系统辨识的方法,对气压制动系统模型进行辨识,并基于此搭建考虑驾驶员操作行为在内的气压制动系统农用四轮拖拉机ABS制动性能仿真模型,以此还原真实的制动过程。对IPSO-PID控制算法的特殊路面下制动性能进行仿真分析,结果表明:对接路面制动时,采用IPSO-PID控制ABS制动距离为15.12 m,制动时间为2.19 s,分别比无控制时缩短8.25%和10.61%;交错路面制动时,采用IPSO-PID控制ABS制动距离为15.47 m,制动时间为2.29 s,分别比无控制时缩短7.81%和10.55%。

关键词：拖拉机制动性能气压制动改进粒子群算法

基于高光谱成像的甘蔗叶片早期轮斑病与锈病识别技术

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农业机械学报 2023年第4期54卷 259-267页

作者：黄亦其刘祥焕黄震宇钱万强刘双印乔曦广西大学机械工程学院南宁530004 中国农业科学院(深圳)农业基因组研究所深圳518120 仲恺农业工程学院信息科学与技术学院广州510225

针对甘蔗叶片早期轮斑病与锈病发病症状相似,难以区分,导致在实际生产中不便对症施药的问题,以甘蔗早期轮斑病和锈病叶片为研究对象,探究利用高光谱成像技术来识别甘蔗叶片早期轮斑病与锈病的可行性。首先,利用高光谱成像系统在406~1014... 详细信息

针对甘蔗叶片早期轮斑病与锈病发病症状相似,难以区分,导致在实际生产中不便对症施药的问题,以甘蔗早期轮斑病和锈病叶片为研究对象,探究利用高光谱成像技术来识别甘蔗叶片早期轮斑病与锈病的可行性。首先,利用高光谱成像系统在406~1014 nm光谱范围内采集甘蔗健康叶片、早期轮斑病叶片和锈病叶片的高光谱图像,提取图像的感兴趣区域(Region of interest,ROI)并计算其平均光谱作为原始光谱数据,采用一阶导数(First derivative,FD)、Savitzky Golay卷积平滑(Savitzky Golay convolutional smoothing,SG)和标准正态变换(Standard normal variate,SNV)分别对原始光谱数据进行预处理。然后,在预处理的基础上采用主成分分析(Principal component analysis,PCA)算法、蚁群优化(Ant colony optimization,ACO)算法进行特征降维,并将降维后的特征作为后期建模的输入变量。最后,结合降维和不降维2种方式使用支持向量机(SVM)和随机森林(RF)进行识别。为了确定最优的识别模型,对不同的预处理方法、降维方法和分类器共18个组合模型进行了试验。经对比发现,SG SVM识别模型效果最佳,测试集准确率为99.65%。试验结果表明,利用高光谱成像技术进行甘蔗叶片早期轮斑病和锈病的识别可行且有效,可为植保无人机超低空遥感病害监测提供参考。

关键词：甘蔗叶片病害识别高光谱成像数据预处理光谱降维

基于光谱分析的甘蔗叶片早期轮斑病与锈病识别

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农业机械学报 2023年

作者：黄亦其刘祥焕黄震宇钱万强刘双印乔曦中国农业科学院(深圳)农业基因组研究所广西大学机械工程学院仲恺农业工程学院信息科学与技术学院

针对甘蔗叶片早期轮斑病与锈病发病症状相似，难以区分，导致在实际生产中不便对症施药的问题，以甘蔗早期轮斑病和锈病叶片为研究对象，探究利用高光谱成像技术来识别甘蔗叶片早期轮斑病与锈病的可行性。首先，利用高光谱成像系统在406... 详细信息

针对甘蔗叶片早期轮斑病与锈病发病症状相似，难以区分，导致在实际生产中不便对症施药的问题，以甘蔗早期轮斑病和锈病叶片为研究对象，探究利用高光谱成像技术来识别甘蔗叶片早期轮斑病与锈病的可行性。首先，利用高光谱成像系统在406～1014 nm光谱范围内采集甘蔗健康叶片、早期轮斑病叶片和锈病叶片的高光谱图像，提取图像的感兴趣区域(Region of interest， ROI)并计算其平均光谱作为原始光谱数据，采用一阶导数(First derivative， FD)、Savitzky-Golay卷积平滑(Savitzky-Golay convolutional smoothing， SG)和标准正态变换(Standard normal variate， SNV)分别对原始光谱数据进行预处理。然后，在预处理的基础上采用主成分分析算法(Principal component analysis， PCA)、蚁群优化算法(Ant colony optimization， ACO)进行特征降维，并将降维后的特征作为后期建模的输入变量。最后，结合降维和不降维2种方式使用支持向量机(SVM)和随机森林(RF)进行识别。为了确定最优的识别模型，对不同的预处理方法、降维方法和分类器共18个组合模型进行了试验。经对比发现，SG-SVM识别模型效果最佳，测试集准确率为99.65%。试验结果表明，利用高光谱成像技术进行甘蔗叶片早期轮斑病和锈病的识别可行且有效，可为植保无人机超低空遥感病害监测提供参考。

关键词：甘蔗病害识别光谱分析数据预处理光谱降维

基于Rogowski永磁式涡流缓速器电磁场与制动力矩研究

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农业机械学报 2009年第1期40卷 35-39,14页

作者：赵小波姬长英黄亦其周俊南京农业大学工学院南京210031

永磁式涡流缓速器电磁场分析是其设计的核心。为了研究永磁式涡流缓速器电磁场分布,将缓速器的永磁体等效为磁化电流,从麦克斯韦方程组出发,应用Rogowski方法,研究了气隙磁场分布,计算了转子鼓中的涡流密度,推导出了永磁式涡流缓速器的... 详细信息

永磁式涡流缓速器电磁场分析是其设计的核心。为了研究永磁式涡流缓速器电磁场分布,将缓速器的永磁体等效为磁化电流,从麦克斯韦方程组出发,应用Rogowski方法,研究了气隙磁场分布,计算了转子鼓中的涡流密度,推导出了永磁式涡流缓速器的制动力矩计算公式。采用Rogowski方法不仅清楚地揭示出永磁式涡流缓速器的电磁场物理本质,而且制动力矩理论计算值与缓速器台架试验结果的误差小于10%,在可接受范围内。

关键词：车辆永磁式涡流缓速器电磁场 Rogowski方法制动力矩制动性能

基于Matlab的甘蔗茎节特征分布定位与试验

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农业机械学报 2013年第10期44卷 93-97,232页

作者：黄亦其乔曦唐书喜罗昭宇张培栋广西大学机械工程学院南宁530004 中国农业机械化科学研究院北京100083

以Matlab为开发平台,提出了一种对甘蔗茎节识别的方法。通过灰度处理和Sobel边缘提取对甘蔗节进行预处理,再结合数学形态学中的膨胀、腐蚀再膨胀对预处理后的不连续、细小边缘进行处理,消除甘蔗茎边缘及无用小边缘,获得甘蔗节的边缘直... 详细信息

以Matlab为开发平台,提出了一种对甘蔗茎节识别的方法。通过灰度处理和Sobel边缘提取对甘蔗节进行预处理,再结合数学形态学中的膨胀、腐蚀再膨胀对预处理后的不连续、细小边缘进行处理,消除甘蔗茎边缘及无用小边缘,获得甘蔗节的边缘直线。通过Radon函数进行直线提取,得出甘蔗节在R取得最大值时的位置坐标,为甘蔗种茎切割防伤芽装置的控制研究提供准确信息。试验表明甘蔗节识别率达100%,其位置精确到0.1 mm级。

关键词：甘蔗茎节 Matlab 伤芽甘蔗切割 Radon变换

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木薯块根拔起力的力学模型和数学模型分析

农业工程学报 2011年第11期27卷 95-100页

作者：杨望蔡敢为杨坚黄亦其广西大学土木建筑工程学院南宁530004 广西大学机械工程学院南宁530004

为了探讨不同块根拔起速度和块根生长状况对块根最大拔起力的影响规律,该文采用物理试验方法、ANSYS/LS-DYNA显式动力学仿真技术及土力学理论分析方法进行物理试验和力学分析,建立了考虑拔起速度影响的木薯块根拔起力的力学模型和数学模... 详细信息

为了探讨不同块根拔起速度和块根生长状况对块根最大拔起力的影响规律,该文采用物理试验方法、ANSYS/LS-DYNA显式动力学仿真技术及土力学理论分析方法进行物理试验和力学分析,建立了考虑拔起速度影响的木薯块根拔起力的力学模型和数学模型,且对模型进行了试验验证。结果表明,假设木薯块根对土壤的作用为一圆盘和圆盘外延对土壤的共同作用的力学模型合理;圆盘最大拔起力的数学模型精度高,理论值与实测值的相对误差小于16%;木薯块根最大拔起力的数学模型对成圆盘状分布生长的木薯块根拔起力有较高的预测精度,对生长分布较不均匀的木薯块根拔起力的预测精度较低,但理论值与实测值的相对误差也小于27%;木薯块根最大拔起力随拔起速度、块根圆盘直径和圆盘深度的增大而增大;块根圆盘深度对木薯块根的最大拔起力的影响最大,其次是圆盘直径,最后是拔起速度。该文为挖拔式木薯收获机械块根拔起机构系统的设计提供依据。

关键词：数学模型动力学速度农业机械拔起力木薯块根

基于感应计数的甘蔗种切割防伤芽系统的设计与试验

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农业工程学报 2015年第18期31卷 41-47页

作者：黄亦其王小波尹凯黄媚章广西大学机械工程学院南宁530004

针对目前甘蔗种植机切种伤芽率高的难题,该文设计了一种基于感应计数的甘蔗种切割防伤芽系统。在甘蔗种输送过程中,该系统利用自行设计的电阻式感应计数装置将相对于甘蔗茎秆凸起的甘蔗种芽信号转换为可识别的电信号后,利用单片机对其... 详细信息

针对目前甘蔗种植机切种伤芽率高的难题,该文设计了一种基于感应计数的甘蔗种切割防伤芽系统。在甘蔗种输送过程中,该系统利用自行设计的电阻式感应计数装置将相对于甘蔗茎秆凸起的甘蔗种芽信号转换为可识别的电信号后,利用单片机对其执行种芽计数操作;根据农艺要求及其计数结果,进而控制甘蔗种切断刀切断甘蔗种。为优化该系统性能,以保证蔗种和种芽的完好性为前提,对系统的切割过程进行受力及防伤芽分析,进而确定感应计数装置与切刀的最佳安装距离,以确保计数达到要求后切刀完全避开种芽,从而实现蔗种切割防伤芽功能。试验表明:该系统对种芽的计数准确率达98.87%,平均伤芽率为1.57%,较无防伤芽系统的2Cz-2甘蔗种植机的伤芽率低6.3%,系统的防伤芽性能显著,满足设计要求。该研究为甘蔗种植机械的设计提供了参考。

关键词：农业机械农作物设计甘蔗种感应装置计数防伤芽