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Spatial-channel transformer network based on mask-RCNN for efficient mushroom instance segmentation

International Journal of Agricultural and Biological Engineering 2024年第4期17卷 227-235页

作者： Jiaoling wang Weidong Song Wengang Zheng Qingchun Feng mingfei wang Chunjiang Zhao Northwest Agriculture and Forestry University Xi’an 712199China Nanjing Institute of Agricultural Mechanization Ministry of Agriculture and Rural AffairsNanjing 210014China Intelligent equipment Technology Research Center Beijing Academy of Agriculture and Forestry SciencesBeijing 100097China Zhejiang Provincial Key Laboratory of Agricultural Intelligent Equipment and Roboics/College of Biosystems Engineering and Food Science Zhejiang UniversityHangzhou 310058China

Edible mushrooms are rich in nutrients;however,harvesting mainly relies on manual *** localization of each mushroom is necessary to enable a robotic arm to accurately pick edible *** studies used detection algorithms that did not consider mushroom pixel-level *** these algorithms are combined with a depth map,the information is ***,in instance segmentation algorithms,convolutional neural network(CNN)-based methods are lightweight,and the extracted features are not *** guarantee real-time location detection and improve the accuracy of mushroom segmentation,this study proposed a new spatial-channel transformer network model based on Mask-CNN(SCT-Mask-RCNN).The fusion of Mask-RCNN with the self-attention mechanism extracts the global correlation outcomes of image features from the channel and spatial ***,Mask-RCNN was used to maintain a lightweight structure and extract local features using a spatial pooling pyramidal structure to achieve multiscale local feature fusion and improve detection *** results showed that the SCT-Mask-RCNN method achieved a segmentation accuracy of 0.750 on segm_Precision_mAP and detection accuracy of 0.638 on Bbox_Precision_*** to existing methods,the proposed method improved the accuracy of the evaluation metrics Bbox_Precision_mAP and segm_Precision_mAP by over 2%and 5%,respectively.

关键词： edible mushrooms picking instance segmentation deep learning algorithm

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基于RAHP-FKM-QFD模型的家用厨余垃圾堆肥机设计研究

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包装工程 2024年第18期45卷 172-182页

作者：常恒王明斐河南工学院河南新乡453002

目的为了降低用户需求重要度确定过程中的主观性,并融合用户满意度意见,构建了基于RAHP-FKM-QFD模型的用户需求分析框架,以提升设计分析过程的客观性和合理性,设计出符合用户期望的家用厨余垃圾堆肥机。方法首先通过用户访谈的方式收集... 详细信息

目的为了降低用户需求重要度确定过程中的主观性,并融合用户满意度意见,构建了基于RAHP-FKM-QFD模型的用户需求分析框架,以提升设计分析过程的客观性和合理性,设计出符合用户期望的家用厨余垃圾堆肥机。方法首先通过用户访谈的方式收集有关家用厨余垃圾堆肥机的需求,再经过亲和图法构建用户需求层级模型;紧接着运用粗糙层次分析法(RAHP)确定用户需求重要度,同时考虑到用户需求属性类别携带着用户满意度的意见信息,能为设计提供更加全面的分析视角,故利用模糊卡诺模型(FKM)对用户需求属性类别进行划分,并引入重要度调整函数,对用户需求重要度进行调整;然后借助质量功能展开(QFD)实现用户需求向设计要求的映射过程,指导完成家用厨余垃圾堆肥机的方案设计;最后通过用户评分验证设计方案。结论设计方案得到了用户的认可,达到了用户的期望,说明构建的RAHP-FKM-QFD模型能较好地实现用户需求的合理分析与转化,以及用户满意度意见的有效融合,提升了用户需求分析与转化过程的客观性和全面性,同时也为相关设计人员在进行用户需求分析时提供了一种新的思路。

关键词：厨余垃圾堆肥机用户需求粗糙层次分析法模糊卡诺模型质量功能展开

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基于模型预测控制的菇房空调节能控制方法

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农业机械学报 2024年第3期55卷 352-361页

作者：张馨孔祥书郑文刚王明飞单飞飞鲍峰新疆农业大学机电工程学院乌鲁木齐830052 北京市农林科学院智能装备技术研究中心北京100097 农业农村部华北都市农业重点实验室北京100096

当前工厂化食用菌生产菇房空调控制方法存在节能效率低、室内温度波动大等问题,提出了一种基于卷积神经网络(Convolutional neural network, CNN)、门控循环单元神经网络(Gated recurrent unit neural network, GRU)与注意力机制(Attent... 详细信息

当前工厂化食用菌生产菇房空调控制方法存在节能效率低、室内温度波动大等问题,提出了一种基于卷积神经网络(Convolutional neural network, CNN)、门控循环单元神经网络(Gated recurrent unit neural network, GRU)与注意力机制(Attention)的菇房空调节能控制方法。该方法以CNN-GRU-Attention组合神经网络为预测模型,结合预测误差补偿和预测模型数据集动态更新机制,实现对菇房室内温度精准预测;建立以空调控制量为状态量的目标函数,分别利用熵权法、主观法明确目标函数权重系数,运用带精英策略的快速非支配排序遗传算法(Non-dominated sorting genetic algorithmⅡ, NSGA-Ⅱ)求解出空调在控制时域内最优控制序列,集成滚动优化和反馈机制,实现菇房环境的精准及节能控制。试验结果表明,提出的CNN-GRU-Attention菇房室内温度预测模型,以历史30 min数据预测未来10 min室内温度效果最好,选取的典型日内预测最大均方根误差为0.122℃、最小决定系数为0.807、最大平均绝对百分比误差为0.611%;菇房空调模型预测控制方法对天气波动具有较好的抗干扰能力。与阈值开关法和PID法相比,在空调节能方面,能耗分别减少21%和14%;在控制温度精度方面,RMSE可分别降低72%、46%。

关键词：菇房预测模型模型预测控制多目标优化神经网络

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镧对铸态Cu-2.35Ni-0.59Si合金微观组织与性能及热加工性能的影响

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中国稀土学报 2024年第5期42卷 987-998,I0005页

作者：王铭飞陈帅峰张孟枭王松伟宋鸿武张士宏中国科学技术大学稀土学院安徽合肥230026 中国科学院赣江创新研究院江西赣州341119 中国科学院金属研究所师昌绪先进材料创新中心辽宁沈阳110016

Cu-Ni-Si系合金作为第三代引线框架材料,在集成电路领域被广泛使用。La作为储量较大的轻稀土元素在合金制备过程中常用作除杂剂使用,但将其作为微合金化元素的研究与报道尚处于探索阶段。因此本实验选择添加La作为Cu-2.35Ni-0.59Si-0.11... 详细信息

Cu-Ni-Si系合金作为第三代引线框架材料,在集成电路领域被广泛使用。La作为储量较大的轻稀土元素在合金制备过程中常用作除杂剂使用,但将其作为微合金化元素的研究与报道尚处于探索阶段。因此本实验选择添加La作为Cu-2.35Ni-0.59Si-0.11Mg-0.069Zn合金的微合金化元素,探究La元素对铸态合金微观组织与性能的改变以及热加工性能差异具有重要的研究价值。热变形流变应力是合金在高温下所展现出的材料一项本征属性,其在后续制定合理的热加工工艺与参数以及金属塑性变形理论研究的方面都有着极其重要的意义。本实验采用Gleeble-3800D热模拟实验机对Cu-Ni-Si和Cu-Ni-Si-La合金进行热压缩模拟实验,探究合金的热变形行为以及热加工特征并求解与绘制出合金本构方程和热加工图。对铸态合金采用OM,SEM等微观表征手段和常规性能检测手段对铸态合金进行全面的研究。结果表明,La元素的添加会细化铸态合金晶粒尺寸但会造成铸态合金延伸率的降低,富La相在晶界上的分布造成晶界发生弯曲。双曲正弦修正的本构方程可以准确描述合金的流变应力与变形温度和应变速率三者间的关系,两种合金的热变形激活能分别为785.6和858.2 kJ·mol^(-1),造成合金热激活能与热加工图差异的原因是La元素添加所形成的富La相对晶界迁移与位错运动的阻碍作用。

关键词： Cu-Ni-Si合金富La相微观组织本构方程热加工图

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基于边缘计算的温室传感器故障自识别系统设计与实现

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中国农机化学报 2024年第8期45卷 100-106页

作者：肖雪朋王明飞张馨王利春魏晓明郑文刚北京市农林科学院信息技术研究中心北京市100097 北京市农林科学院智能装备技术研究中心北京市100097

无线传感器数据为智能环境调控提供决策依据,合理准确的数据是正确决策的前提,实时检测异常数据至关重要。针对传统的静态数据异常检测算法检测精度和效率低下、将数据上传至云计算中心分析增加带宽的传输压力和控制决策反馈时间等问题... 详细信息

无线传感器数据为智能环境调控提供决策依据,合理准确的数据是正确决策的前提,实时检测异常数据至关重要。针对传统的静态数据异常检测算法检测精度和效率低下、将数据上传至云计算中心分析增加带宽的传输压力和控制决策反馈时间等问题,提出一种基于边缘计算和数据融合的新方法。采用多模态感知融合算法进行异常数据检测,对实际发生的湿度、温度、光照等农业温室异常数据集进行仿真分析,使用滑动窗口方式处理数据流无限问题,计算单传感器和多传感器数据方差、多传感器数据间相关性系数,优化关键结构参数。结果表明,该模型能够检测出传感器的异常数据,单节点多传感器故障识别率为82.5%,多节点多传感器故障识别率为72.5%,汇聚数据上传可减少传输频率,单次节约30%数据流量,减轻服务器压力与数据传输延迟。对于解决温室传感器数据异常问题及边缘计算在温室环境设备中的应用提供有益参考。

关键词：智能温室传感器故障边缘计算异常数据检测数据融合物联网

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基于模型预测控制的工厂化菇房空调调控方法

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中国农机化学报 2024年第6期45卷 98-105页

作者：邹宇航王明飞张馨王利春魏晓明郑文刚华中农业大学工学院武汉市430070 北京市农林科学院智能装备技术研究中心北京市100097 北京市农林科学院信息技术研究中心北京市100097

针对菇房空调系统在传统控制模式下易出现温度波动较大、运行能耗较高等问题,提出一种基于模型预测控制(Model Predictive Control,MPC)的食用菌工厂化菇房空调控制方法。首先基于等效电路法建立菇房阻容温度预测模型,利用遗传算法(Gene... 详细信息

针对菇房空调系统在传统控制模式下易出现温度波动较大、运行能耗较高等问题,提出一种基于模型预测控制(Model Predictive Control,MPC)的食用菌工厂化菇房空调控制方法。首先基于等效电路法建立菇房阻容温度预测模型,利用遗传算法(Genetic Algorithms,GA)辨识模型内未知参数,建立以温度控制精度及系统能耗为优化方向的目标函数,然后以预测模型输出作为目标函数输入,最后通过粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization,PSO)求解该目标函数,得到空调系统控制时域内的最优控制量。结果表明:基于MPC的温度控制方法能够有效在降低空调系统能耗的基础上提高温度控制精度,相较于传统阈值控制在温度控制精度上,平均绝对误差降低77%;在运行时间上,MPC控制方法平均每日能够减少1.2 h的压缩机运行时间,可节省10.4 kWh的电能。

关键词：菇房模型预测控制阻容模型遗传算法粒子群优化算法

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江西省闪电定位资料与人工观测雷暴日的对比分析

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气象与减灾研究 2024年第1期47卷 57-64页

作者：王明飞谢克勇王嘉琦王成芳袁崇斌江西省气象服务中心江西南昌330096

利用江西省81个气象站1984—2013年雷暴日观测资料和2010—2019年闪电定位资料,对比分析了3—19 km半径下闪电日数与雷暴日数的关系。结果表明,全省范围内闪电日数与雷暴日数相等的监测半径置信区间为10.1—11.5 km,监测半径为10 km和11... 详细信息

利用江西省81个气象站1984—2013年雷暴日观测资料和2010—2019年闪电定位资料,对比分析了3—19 km半径下闪电日数与雷暴日数的关系。结果表明,全省范围内闪电日数与雷暴日数相等的监测半径置信区间为10.1—11.5 km,监测半径为10 km和11 km时全省闪电日数与雷暴日数差异不显著,相对偏差最小。聚类分析表明,全省闪电日数与雷暴日数相等的半径可分为5个区域:R1—R5,对应闪电日数与雷暴日数相等的半径均值分别为14.5、9.4、9.6、10.5、10.2 km。

关键词：雷暴日数云地闪圆面积法 K均值聚类江西省

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大型40Cr锻钢件超声检测缺陷性质及原因分析

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大型铸锻件 2024年第3期 57-60页

作者：胡寒婷王明飞陈远博牛铭越刘祥瑞王博中信重工机械股份有限公司河南洛阳471000

采用宏观分析、扫描电镜及能谱分析、金相检验、化学分析等方法对23 t粗加工毛坯超声检测缺陷进行分析,判定该大型锻钢件缺陷为白点,且在白点发裂处存在夹杂物和偏析现象,并提出相应预防措施。

关键词：大型锻钢件超声检测缺陷理化分析白点预防

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Layered double hydroxides functionalization toward rechargeable batteries Author links open overlay panel

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Particuology 2024年第8期91卷 138-154页

作者： Jianxiong Gao Bowen Jin mingfei Shao State Key Laboratory of Chemical Resource Engineering Beijing University of Chemical TechnologyBeijing100029China Renewable Energy Research Institute Quzhou Institute for Innovation in Resource Chemical EngineeringQuzhou324000China

Layered double hydroxides(LDHs),known as typical two-dimensional materials with unique physicochemical properties,are regarded as promising candidates in energy storage ***,some inherent defects,such as poor conductivity and limited active sites,hinder the further development of ***,various functionalization strategies(e.g.,intercalation of guest molecules;metal ions doping and defect introduction of host layer;exfoliation to monolayer;hybridization with functional materials;construction of hierarchical structure;interface engineering and phase transformation)have been used to modify the characteristics of LDHs,which provides guidance for designing novel *** this review,we discuss how these strategies improve the properties of LDH-based materials,which are expected to possess high electronic and ionic conductivity,high specific surface area and high mechanical and chemical stability ***,the application of LDH-based materials in advanced energy conversion and storage techniques,including metal-ions batteries,lithium-sulfur batteries and metal-air batteries,have been comprehensively summarized.

关键词： Layered double hydroxide Functionalization strategy Rechargeable battery

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新辅助放疗联合免疫治疗在局部进展期直肠癌中的研究进展

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老年医学研究 2024年第1期5卷 62-67页

作者：王明非商亮种微田锋李乐平靖昌庆山东大学山东济南250012 山东省立医院胃肠外科山东济南250021 山东第一医科大学附属省立医院胃肠外科山东济南250021

随着新辅助治疗发展不断成熟,免疫检查点抑制剂(ICIs)应用于局部进展期直肠癌(LARC)已取得了可喜的突破。相较单纯新辅助放疗及单纯免疫治疗,新辅助放疗联合免疫治疗方案展现出更好的临床及病理完全缓解率。但就具体治疗方案,学界还未... 详细信息

随着新辅助治疗发展不断成熟,免疫检查点抑制剂(ICIs)应用于局部进展期直肠癌(LARC)已取得了可喜的突破。相较单纯新辅助放疗及单纯免疫治疗,新辅助放疗联合免疫治疗方案展现出更好的临床及病理完全缓解率。但就具体治疗方案,学界还未达成共识。本文介绍了新辅助放疗联合免疫治疗在LARC中应用的代表性试验结果及最新临床研究,对治疗方案中放疗的具体剂量及分割方式、免疫治疗的周期及联合新辅助放疗的先后顺序、新辅助治疗结束后手术间隔及术后进行辅助治疗与否等关键技术问题进行了归纳总结。从免疫浸润、远隔效应及肠道菌群三个方向对近年来放疗增敏免疫治疗的具体作用机制探索做了系统梳理,同时回顾了可预测新辅助放疗联合免疫治疗在LARC中疗效的标志物研究进展,希望能为LARC临床治疗方案的选择及未来临床研究的设计提供参考与方向。

关键词：直肠癌局部进展期直肠癌新辅助放疗免疫治疗新辅助放疗联合免疫治疗

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