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基于Kinect传感器的猕猴桃果实空间坐标获取方法

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农机化研究 2016年第5期38卷 232-236 241页

作者：王滨陈子啸傅隆生苏宝峰崔永杰西北农林科技大学机械与电子工程学院陕西杨凌712100

猕猴桃自动采摘机器人研究中,为了自动获取目标果实的空间坐标,提出了一种基于Kinect传感器的猕猴桃果实空间坐标获取方法。首先利用Kinect传感器的红外投影机和红外摄像机获取深度图像,利用彩色摄像机获取RGB图像,根据彩色图和深度图... 详细信息

猕猴桃自动采摘机器人研究中,为了自动获取目标果实的空间坐标,提出了一种基于Kinect传感器的猕猴桃果实空间坐标获取方法。首先利用Kinect传感器的红外投影机和红外摄像机获取深度图像,利用彩色摄像机获取RGB图像,根据彩色图和深度图对应关系,转换成深度坐标;然后通过Map Depth Point To Skeleton Point函数得到以红外摄像机为原点的坐标系坐标。实验表明:该方法能够有效获取猕猴桃目标果实的空间坐标,其定位误差小于2mm。

关键词：采摘机器人猕猴桃 Kinect传感器深度图像空间坐标

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沙棘果实-果柄系统振动采收机理分析与仿真

农机化研究 2017年第7期39卷 28-33页

作者：彭俊孙世鹏冯亚利杨有刚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。其果实营养丰富、有较高经济价值,但采收非常困难,影响其经济价值。为改变人工采摘的状况,有必要进行沙棘的机械化采收研究。为此,研究了沙棘果实与果柄脱离的振动采摘机理,建立了双自由度... 详细信息

沙棘在西部广泛种植,用于水土保持和防风固沙。其果实营养丰富、有较高经济价值,但采收非常困难,影响其经济价值。为改变人工采摘的状况,有必要进行沙棘的机械化采收研究。为此,研究了沙棘果实与果柄脱离的振动采摘机理,建立了双自由度受迫振动物理模型,推导出动力学方程,并采用数理微分方程求解得到沙棘果实-果柄系统稳态受迫振动输出解及采摘惯性力。同时,通过贝塞尔函数曲线模拟果实的几何形状,得出果实几何轮廓曲线方程,并利用Pro/E的函数功能画出沙棘果实的三维模型,将模型导入有限元分析软件ANSYS进行了模态分析。结果表明:理论计算的果实-果柄系统的位移、速度和加速度响应与有限元仿真分析的结果比较相符,频率在18~46Hz范围内时,果实部分产生共振且主振型最大,故果实的最佳采摘频率范围可确定为18~46Hz。该研究为沙棘振动采摘装备的开发提供理论基础。

关键词：果实-果柄振动采收有限元方法模态分析

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冬枣压缩特性实验与计算仿真研究

食品科学 2017年第17期38卷 20-25页

作者：彭俊谢洪起冯亚利傅隆生 VáZQUEZ-ARELLANO Manuel 李瑞西北农林科技大学机械与电子工程学院陕西杨凌712100 农业部农业物联网重点实验室陕西杨凌712100 霍恩海姆大学农业工程研究所德国巴符斯图加特70599

为了研究冬枣果实在收获、分选、运输及贮藏过程的力学特性,对冬枣果实进行压缩实验和有限元仿真,分析不同成熟度白熟期和脆熟期冬枣在不同压缩方向下的弹性模量以及接触应力。压缩实验结果表明:白熟果实的破裂力大于脆熟果实;二者的压... 详细信息

为了研究冬枣果实在收获、分选、运输及贮藏过程的力学特性,对冬枣果实进行压缩实验和有限元仿真,分析不同成熟度白熟期和脆熟期冬枣在不同压缩方向下的弹性模量以及接触应力。压缩实验结果表明:白熟果实的破裂力大于脆熟果实;二者的压缩曲线相似,横向压缩曲线有较明显的生物屈服点,纵向压缩时没有明显的屈服点。横向压缩时,白熟果实的平均弹性模量计算值与仿真值分别为3.527 MPa和3.263 MPa,平均误差为11.38%;脆熟果实的平均弹性模量计算值与仿真值分别为3.131 MPa和2.877 MPa,平均误差分别为12.96%。纵向压缩时,白熟和脆熟果实的弹性模量计算值与仿真值平均误差分别为26.24%和27.66%。压缩应力云图显示:上压头接触面的最大应力大于与固定底板接触面的最大应力;横向压缩时,上下表面的接触应力呈现对称分布;相同的压缩方向,白熟果实的计算最大应力和仿真最大应力都大于脆熟果实;最大应力的计算值和仿真值的误差较大,最小平均误差为26.24%。研究结果可为冬枣运输、分级及贮藏过程中选择合适的包装设计和摆放方式提供理论参考。

关键词：冬枣压缩特性弹性模量有限元仿真

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收获期沙棘的力学特性与形态特征测定与分析

农机化研究 2017年第10期39卷 180-184页

作者：冯亚利彭俊孙世鹏吴雨蹊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 黑龙江农业科学院浆果研究所黑龙江绥棱152200

为了测量分析沙棘收获期所需的基础数据,为沙棘收获机械的研制提供依据,以黑龙江绥棱种植的优胜、HS-12、楚伊、金色4种沙棘果实为实验对象,测定收获期不同品种沙棘果实的横径与纵径、果实质量、果柄-果实分离力、果柄-树枝分离力及果... 详细信息

为了测量分析沙棘收获期所需的基础数据,为沙棘收获机械的研制提供依据,以黑龙江绥棱种植的优胜、HS-12、楚伊、金色4种沙棘果实为实验对象,测定收获期不同品种沙棘果实的横径与纵径、果实质量、果柄-果实分离力、果柄-树枝分离力及果皮颜色特征等各项物料特性参数。结果表明:果柄-果实分离力较果柄-树枝分离力更为集中,且果柄-果实分离力显著小于果柄-树枝分离力,所以机械收获时的采摘位置最好选择在沙棘果柄-果实之间。楚伊的果柄-果实分离力最大,其次是优胜、HS-12,金色的最小。成熟期沙棘果柄-果实分离力的变化范围为0.5~2.0N,HS-12沙棘果实进入成熟期其果皮颜色整体分布呈锈红色,优胜和楚伊整体分布呈橙色,金色整体分布呈黄色。该研究可为成熟期沙棘的收获和加工机器系统的开发提供理论依据。

关键词：沙棘物理特性分离力颜色特征

深度学习方法在农业信息中的研究进展与应用现状

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中国农业大学学报 2020年第2期25卷 105-120页

作者：傅隆生宋珍珍 Zhang Xin 李瑞王东崔永杰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 Center for Precision and Automated Agricultural Systems Washington State UniversityProsserWA 99350USA

为使农业信息领域的研究人员能够系统和快速地了解深度学习在农业中的研究进展以及应用现状,对深度学习在农业信息领域的应用进行归纳、梳理、分析和展望。对涉及农业领域且应用深度学习技术的90项研究中所涉及的农业问题、具体模型和... 详细信息

为使农业信息领域的研究人员能够系统和快速地了解深度学习在农业中的研究进展以及应用现状,对深度学习在农业信息领域的应用进行归纳、梳理、分析和展望。对涉及农业领域且应用深度学习技术的90项研究中所涉及的农业问题、具体模型和框架、数据集的来源和特征以及预处理方法、模型评价指标等进行归纳总结分析,并讨论深度学习的优点和局限性,进而展望深度学习的发展趋势。农业领域中的应用包括作物及其器官分类、病虫害识别、果实识别和计数、植物识别、土壤覆盖分类、杂草识别、行为识别和分类、植物养分含量估计、植物叶片或种子表型分析等方面;大多数研究采用卷积神经网络,如AlexNet、VGG16和Faster R-CNN。在框架方面,Caffe使用频次最高,其次是Tensorflow和Keras/Theano;分类准确度是最常用的模型评价指标,其次是F1得分和平均精度。与其他常用方法和技术相比,深度学习不仅精度高,而且性能优于现有的常用图像处理技术。其他涉及计算机视觉技术的农业应用有望通过深度学习技术的使用获得更好的效果。

关键词：深度学习卷积神经网络应用框架评价指标数据增广迁移学习

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基于机器视觉的冬枣病害检测

农机化研究 2018年第9期40卷 183-188页

作者：孙世鹏李瑞谢洪起冯亚利傅隆生朱兆龙西北农林科技大学机械与电子工程学院陕西杨凌712100 农业部农业物联网重点实验室陕西杨凌712100

冬枣皮薄肉脆,富含维生素C和矿物质,深受消费者喜爱,目前冬枣的销量逐年增加,产业得到迅猛发展。但是,冬枣病害种类繁多,如日灼伤、炭疽病、轮纹病、裂纹病及缩果病等,采用人工分级方式成本高、效率低,严重制约了冬枣的产业化发展,可见... 详细信息

冬枣皮薄肉脆,富含维生素C和矿物质,深受消费者喜爱,目前冬枣的销量逐年增加,产业得到迅猛发展。但是,冬枣病害种类繁多,如日灼伤、炭疽病、轮纹病、裂纹病及缩果病等,采用人工分级方式成本高、效率低,严重制约了冬枣的产业化发展,可见研究冬枣病害的自动化检测方法具有重要意义。本研究对冬枣的轮纹病、日灼伤、炭疽病和裂纹病等黑斑类病害和缩果病病害采用机器视觉技术进行无损检测,利用单因素方差分析(one-way ANOVA)和费希尔最小显著差异检验(Fisher’s LSD)获得有效识别黑斑类病害的颜色分量为RGB模型的R分量,HSB模型的S分量和L*a*b*的b分量,建立Bayes线性判别函数得到黑斑类病害的分类正确率达到89.6%。通过计算基于灰度共生矩阵的纹理特征对缩果病进行检测,探索纹理特征最优构造参数距离d为1,灰度级为3 2,建立SVM模型得到缩果病的分类正确率达到9 9.4%。该方法为冬枣病害的自动化分级提供了基础和依据。

关键词：病害检测机器视觉纹理特征缩果病冬枣

羟基红花黄色素A对高脂血症脂肪肝大鼠肝脏功能的干预作用

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江西医药 2018年第1期53卷 18-21页

作者：柴文付龙生吕燕妮江西省人民医院神经内科南昌330006 南昌大学第一附属医院药学部南昌330006

目的研究羟基红花黄色素A对高脂血症脂肪肝大鼠肝脏功能的干预效果。方法以喂饲法建立高脂血症脂肪肝大鼠模型,实验分为正常对照组、高脂血症脂肪肝组与羟基红花黄色素A高、中、低剂量(2、4、8mg/kg)干预组、阿托伐他汀钙片阳性对照组... 详细信息

目的研究羟基红花黄色素A对高脂血症脂肪肝大鼠肝脏功能的干预效果。方法以喂饲法建立高脂血症脂肪肝大鼠模型,实验分为正常对照组、高脂血症脂肪肝组与羟基红花黄色素A高、中、低剂量(2、4、8mg/kg)干预组、阿托伐他汀钙片阳性对照组。正常对照组和高脂血症脂肪肝组给予生理盐水灌胃,每天1次,连续2周后,测定肝脏中谷草转氨酶、谷丙转氨酶、超氧化物歧化酶、丙二醛、过氧化氢酶,并H&E染色及油红O染色观察其肝脏结构变化及脂肪变程度,western blot法测定肝脏功能相关蛋白。结果与正常对照组相比,高脂血症脂肪肝大鼠肝脏中丙氨酸氨基转移酶、天冬氨酸转氨酶生化指标异常升高,同时超氧化物歧化酶、过氧化氢酶水平降低,且肝脏发生脂质沉积异常形态变化。羟基红花黄色素A各剂量组均能显著改善高脂血症脂肪肝大鼠的肝脏异常形态变化,机制与升高高脂血症下异常降低的SREBP-2、LDL-R、HMGCR、FAS蛋白相关。结论羟基红花黄色素A可有效干预高脂血症脂肪肝大鼠肝脏血脂水平,对肝脏脂肪变性程度及相关脂质指标有所改善。

关键词：羟基红花黄色素A 高脂血症脂肪肝大鼠肝脏功能

脂多糖刺激小胶质细胞产生的微囊泡加重氧糖剥夺条件下大鼠脑血管内皮细胞紧密连接的损伤

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细胞与分子免疫学杂志 2018年第3期34卷 211-217页

作者：吕燕妮付龙生李艳明温金华魏筱华钱贻崧南昌大学第一附属医院药学部江西南昌330006 南昌大学转化医学研究院心血管疾病研究中心江西南昌330001

目的研究在氧糖剥夺(OGD)条件下,向脑血管内皮细胞(RBEC)中加入提取自脂多糖(LPS)刺激的大鼠小胶质细胞上清液的循环微囊泡(MV),考察其对RBEC紧密连接功能的损伤及作用机制。方法分离提取1 mg/L LPS刺激24 h的小胶质细胞培养上清液中的M... 详细信息

目的研究在氧糖剥夺(OGD)条件下,向脑血管内皮细胞(RBEC)中加入提取自脂多糖(LPS)刺激的大鼠小胶质细胞上清液的循环微囊泡(MV),考察其对RBEC紧密连接功能的损伤及作用机制。方法分离提取1 mg/L LPS刺激24 h的小胶质细胞培养上清液中的MV并进行鉴定,实时荧光定量PCR检测MV中微小RNA-27a(miR-27a)水平。RBEC分为正常对照组、正常对照组-MV组、OGD 6 h组、OGD-MV孵育组。免疫荧光细胞化学染色检测RBEC中紧密连接蛋白闭合蛋白(occludin)和密封蛋白5(claudin-5)的表达,Western blot法检测RBEC中occludin、claudin-5、Toll样受体4(TLR4)、核因子κBp65(NF-κBp65)和p38的蛋白磷酸化水平,ELISA测定RBEC中白细胞介素1β(IL-1β)和肿瘤坏死因子α(TNF-α)水平。结果 MV形状为近似圆形双层膜结构,平均直径为150 nm,符合MV的形态学特征。与正常小胶质细胞相比,LPS刺激的小胶质细胞培养上清液的MV中miR-27a水平异常升高。与正常对照组相比,加入MV不会对正常细胞产生影响,当在OGD条件下,RBEC中紧密连接受到损害,occludin和claudin-5表达降低,而加入MV后,RBEC紧密连接破坏加重,occludin和claudin-5表达进一步降低,OGD组小胶质细胞occludin和claudin-5蛋白水平降低。与正常对照组相比,OGD组小胶质细胞TLR4及NF-κBp65、p38磷酸化水平增加,而OGD-MV孵育组中,TLR4和NF-κBp65、p38的磷酸化水平进一步升高,且IL-1β和TNF-α水平也明显增加。结论 LPS刺激小胶质细胞上清液MV中miR-27a水平升高,可致OGD条件下RBEC紧密连接损害进一步加重,可能与其上调TLR4表达及NF-κBp65、p38的磷酸化相关。

关键词：微囊泡(MV) miR-27a 氧糖剥夺(OGD) 小胶质细胞脑血管内皮细胞紧密连接

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冬枣果实物理参数与生物特性研究

中国农业大学学报 2017年第8期22卷 95-100页

作者：彭俊 MANUEL Vázquez-Arellano 孙世鹏李瑞杨有刚崔永杰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 Institute of Agricultural Engineering University of Hohenheim

为确定冬枣的机械选择性收获参数,试验测定不同成熟度果实的物理及生物特性参数,对其物理及生物特性参数之间的关系进行研究。结果表明:未熟期、白熟期和脆熟期的冬枣果实密度分别为902.15、911.68和947.06kg/m3,硬度分别为17.26、16.24... 详细信息

为确定冬枣的机械选择性收获参数,试验测定不同成熟度果实的物理及生物特性参数,对其物理及生物特性参数之间的关系进行研究。结果表明:未熟期、白熟期和脆熟期的冬枣果实密度分别为902.15、911.68和947.06kg/m3,硬度分别为17.26、16.24和13.9kg/cm2,果实成熟度越高果实密度越大而果实硬度越小,脆熟期果实的密度及硬度与白熟期和未熟期果实的密度及硬度都存在显著性差异;未熟期、白熟期和脆熟期果实的树枝与果柄分离力都大于果实与果柄分离力,在机械振动收获时,果实脱落发生在果实与果柄连接处,分离力都随着成熟度的增加而减小,白熟期和脆熟期果实的果实与果柄分离力存在显著性差异,有望实现选择性收获;白熟期和脆熟期果实的压缩曲线趋势相似,都没有明显的生物屈服点。白熟期果实的破裂力为145.77N显著大于脆熟期果实的破裂力128.95N,果实和脆熟果实的压缩弹性模量均值分别为2.09和1.89 MPa,二者无显著性差异。果实破裂前,果实所受压力与变形呈近似线性关系。

关键词：冬枣成熟度物理特性参数分离力压缩弹性模量