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一种混合气体与温度同时检测的传感器阵列

传感技术学报 2023年第3期36卷 348-354页

作者：程珍珍张勇何国锋河南城建学院电气与控制工程学院河南平顶山467000 西安交通大学电气工程学院陕西西安710049

针对主要烟气污染物气体一氧化氮NO/二氧化硫SO_(2)监测存在的温漂大、温度补偿系统体积大、成本高的问题,采用MEMS工艺,研制了一种三电极碳纳米管传感器阵列。该阵列由三个不同极间距的传感器构成,分别检测NO、SO_(2)浓度及温度。研究... 详细信息

针对主要烟气污染物气体一氧化氮NO/二氧化硫SO_(2)监测存在的温漂大、温度补偿系统体积大、成本高的问题,采用MEMS工艺,研制了一种三电极碳纳米管传感器阵列。该阵列由三个不同极间距的传感器构成,分别检测NO、SO_(2)浓度及温度。研究了极间距、气体浓度和温度对传感器的影响,分析了传感器对气体浓度和温度的敏感机理。三个传感器在不同的气体浓度、不同的温度下,具有不同的单值敏感特性。传感器重复性好、灵敏度高;阵列可以不分离混合气体,直接检测NO、SO_(2)成分及温度,具有温度补偿的功能,能够用于解决烟气污染物检测在工作温度变化时存在的误报问题。

关键词：仪器科学与技术混合气体检测碳纳米管传感器阵列温度补偿

基于M-LP特征加权聚类的果树冠层图像分割方法

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农业机械学报 2020年第4期51卷 191-198,260页

作者：程浈浈祁力钧程一帆吴亚垒张豪肖雨中国农业大学工学院北京100083 北京四维图新科技股份有限公司北京100094

针对背景和杂草干扰下的果树图像冠层提取问题,提出了一种基于M-SP特征加权聚类的冠层分割算法。首先,将采集的原始图像由RGB颜色空间转换到HSI颜色空间,计算果树与背景区域在H、S分量上的马氏距离,构造马氏距离相似度矩阵M;其次,提取... 详细信息

针对背景和杂草干扰下的果树图像冠层提取问题,提出了一种基于M-SP特征加权聚类的冠层分割算法。首先,将采集的原始图像由RGB颜色空间转换到HSI颜色空间,计算果树与背景区域在H、S分量上的马氏距离,构造马氏距离相似度矩阵M;其次,提取图像像素的垂直位置作为空间特征P,在HSI空间内的I分量上,利用最大熵算法提取图像的阴影区域,并进行掩膜处理,将获取的阴影区域作为空间特征的加权区域L,从而构造阴影位置加权的空间特征LP;最后,对获取的M-LP特征矩阵进行归一化处理,分别进行上背景、下背景、果树冠层、杂草4个类别的K-means聚类,最终完成图像分割。为验证算法的有效性,在采集的果树图像上进行了分割试验,结果表明,基于M-LP特征的聚类方法能有效解决重度杂草干扰条件下果树冠层被漏分的问题。采用精确率、召回率和F1值3个评价指标对分割结果进行定量评价,选取不同杂草干扰程度(轻微、中等、较强)和时间段(早晨、中午、傍晚)的果树图像,分别以传统K-means和GMM聚类算法作为对比进行试验,结果表明,相对于未经过特征提取的普通聚类分割方法,本文算法对于不同杂草干扰程度和不同拍摄时间段下的果树冠层分割表现出一定的鲁棒性,平均精确率为87.1%,平均召回率为87.7%,平均F1值为87.1%。分割和验证结果表明,在进行有效图像特征提取的基础上,结合少量标注作为先验知识的无监督分割方法可以准确分割出果树冠层区域。

关键词：果树冠层图像分割杂草干扰马氏距离特征提取

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基于M-K聚类法的果树上下冠层体积比测算

农业机械学报 2018年第5期49卷 57-64页

作者：祁力钧程一帆程浈浈杨知伦吴亚垒葛鲁振中国农业大学工学院北京100083

果树冠层体积是决定果园施药量的重要指标。针对机载LiDAR探测技术(ALS)在冠层体积测量中存在下冠层信息缺失的问题,提出运用图像处理的方法对果树上下冠层体积比进行测量。该方法运用结合马氏距离和K-means算法的M-K聚类法对图像目标... 详细信息

果树冠层体积是决定果园施药量的重要指标。针对机载LiDAR探测技术(ALS)在冠层体积测量中存在下冠层信息缺失的问题,提出运用图像处理的方法对果树上下冠层体积比进行测量。该方法运用结合马氏距离和K-means算法的M-K聚类法对图像目标区域进行分割,通过旋转积分法求得上下冠层的像素体积之比。为解决该方法对单侧冠层图像处理存在误差(25.3%)较大的问题,对果树不同侧面的多幅图像进行测算,并对结果进行算术平均以提升方法的准确性与稳定性。运用所述方法对果园内23棵苹果树、20棵樱桃树进行实验,并将结果与人工测量结果进行对比分析,结果表明,该方法与人工法的测量结果间具有较好的一致性,两种果树的决定系数分别为0.775和0.832,能够用于果树冠层体积比的测量。

关键词：果树冠层体积比图像处理马氏距离 K-means算法

基于驻波与ZigBee实时监测雾滴蒸发系统设计与试验

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农业工程学报 2017年第17期33卷 128-135页

作者：吴亚垒祁力钧张亚 Elizabeth Musiu 李帅程浈浈程一帆中国农业大学工学院北京100083 中国农业大学信息与电气工程学院北京100083 华北电力大学能源动力与机械工程学院保定071051

雾滴在叶面上蒸发时间长短,会改变叶面对农药的吸收效率。为了阐述药液在叶面的蒸发情况,该文设计了基于驻波与Zig Bee无线传输的雾滴蒸发实时监测装置。该装置以STM32为核心搭建Zig Bee网络,雾滴采集传感器信号由RS232串口传至基于Lab ... 详细信息

雾滴在叶面上蒸发时间长短,会改变叶面对农药的吸收效率。为了阐述药液在叶面的蒸发情况,该文设计了基于驻波与Zig Bee无线传输的雾滴蒸发实时监测装置。该装置以STM32为核心搭建Zig Bee网络,雾滴采集传感器信号由RS232串口传至基于Lab View2014设计的远程终端,并通过波形图实时在线监测雾滴蒸发状况。试验证明该装置能够准确测量药液在叶面的蒸发散失量并显示雾滴面积铺展的波动曲线,较图像处理方法误差小,易操作,更具实用性。试验还表明:1)蒸发时间与粒径大小呈正相关,随粒径增大而增长,但当粒径超过242.3μm时,蒸发时间随粒径增大而增长的趋势更为明显。2)蒸发时间与面积铺展率呈负相关,随面积铺展率的变大而减少。当有机硅体积分数由0.025%增到0.050%时,雾滴面积铺展率呈变大趋势,但当由0.050%增到0.100%时,雾滴铺展率增长幅度相对缩小。3)该装置不仅能够实现远程检测,避免接触药液,而且实时分析雾滴在叶面的蒸发时间与面积铺展率,合理选择有机硅体积分数与雾滴粒径,有助于改善叶面对药液的吸收效率。

关键词：设计计算机仿真喷雾 ZigBee无线传输驻波率原理有机硅助剂铺展与蒸发

基于Porous模型的多旋翼植保无人机下洗气流分布研究

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农业机械学报 2019年第2期50卷 112-122页

作者：张豪祁力钧吴亚垒刘婠婠程浈浈 MUSIU E 中国农业大学工学院北京100083

植保无人机进行果树施药时,果树冠层周围及内部的下洗气流时空分布对雾滴的附着和分布有重大影响,为明确无人机下洗气流时空分布规律,针对六旋翼植保无人机,结合RANS方程、RNG k-ε湍流模型、Porous模型、滑移网格技术及SIMPLE算法,建... 详细信息

植保无人机进行果树施药时,果树冠层周围及内部的下洗气流时空分布对雾滴的附着和分布有重大影响,为明确无人机下洗气流时空分布规律,针对六旋翼植保无人机,结合RANS方程、RNG k-ε湍流模型、Porous模型、滑移网格技术及SIMPLE算法,建立了六旋翼植保无人机悬停施药下洗气流时空分布的三维CFD模型。数值模拟结果表明:无果树时,旋翼下洗气流近似呈"圆柱形"向下发展,到达地面后形成地面铺展,在旋翼正下方0. 6～1. 7 m区域内出现速度范围为3. 0～4. 0 m/s的"Z方向(竖直向下)速度稳定区";有果树时,冠层对旋翼下洗气流有明显的阻挡作用,不再出现"Z方向速度稳定区"。以本文模拟的3棵果树为例,Ⅰ号果树冠层周围气流从冠层上半部区域开始呈"圆锥形"向下发展,以一倾斜角发展到地面形成小范围地面铺展,地面铺展末端出现近地面卷扬,Ⅱ、Ⅲ号果树冠层周围气流卷扬严重,在计算区域内无明显地面铺展;旋翼中心正下方Z方向速度最大接近8 m/s,随着冠层压力损失系数的增大,旋翼中心正下方Z方向速度衰减加快,同时旋翼气流向四周产生扩散;计算冠层内部Z方向最大速度衰减比发现,除Ⅲ号果树冠层下半部,无果树和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号果树冠层内部Z方向最大速度衰减比依次增大。试验表明,无果树时旋翼正下方0. 3、0. 8、1. 3、1. 8 m处和近地面2. 3 m处试验值与模拟值的相对误差分别在10%以内和不大于25%,总体拟合优度0. 984 6,数值模拟准确;试验果树与模拟果树冠层内部的气流速度分布规律具有很好的一致性。

关键词： Porous模型植保无人机数值模拟下洗气流时空分布

基于Multisim 10.0的《数字电子技术》任务驱动教学法

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数字技术与应用 2011年第7期29卷 169-170,173页

作者：程珍珍运城职业技术学院山西运城044000

为了使培养的学生更加符合社会对高技能型人才的要求,任务驱动教学法已经成为高等职业教育改革的重要部分,本文提出了一种基于Multisim 10.0仿真软件的《数字电子技术》任务驱动教学模型,并以数字钟的设计和分析为例阐述了这种教学模型... 详细信息

为了使培养的学生更加符合社会对高技能型人才的要求,任务驱动教学法已经成为高等职业教育改革的重要部分,本文提出了一种基于Multisim 10.0仿真软件的《数字电子技术》任务驱动教学模型,并以数字钟的设计和分析为例阐述了这种教学模型的具体实施过程以及教学效果。

关键词：任务驱动教学 Multisim 10.0 数字钟

基于DMSP/OLS夜间灯光数据的新疆1992—2013年能源消费研究

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国土资源遥感 2019年第1期31卷 212-219页

作者：范小晶张永福程珍珍新疆大学资源与环境科学学院乌鲁木齐830046 新疆大学绿洲生态重点实验室乌鲁木齐830046

采用1992—2013年间DMSP/OLS夜间灯光数据与新疆统计年鉴数据相结合,并应用数学统计分析的方法,选取以灯光面积和总DN值为自变量模拟的算法,构建了新疆的能源消费空间模型。在考虑降尺度修改模型的基础上模拟了新疆地州市级的能源消费数... 详细信息

采用1992—2013年间DMSP/OLS夜间灯光数据与新疆统计年鉴数据相结合,并应用数学统计分析的方法,选取以灯光面积和总DN值为自变量模拟的算法,构建了新疆的能源消费空间模型。在考虑降尺度修改模型的基础上模拟了新疆地州市级的能源消费数据,并对年均模拟值数据空间分布差异进行分级,其中昌吉回族自治州、乌鲁木齐市、塔城地区和喀什地区的能源消费等级相对较高。本研究为新疆能源消费动态监测提供了新的方法支持。

关键词： DMSP/OLS夜间灯光数据能源消费回归分析空间化

基于YOLOv3的不同场景下苹果目标检测方法

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北方园艺 2024年第22期 137-146页

作者：程浈浈程一帆缪百灵龚守富信阳农林学院园艺学院河南信阳464399 华中科技大学光电信息工程学院湖北武汉430074

苹果采摘机器人依赖于精准的苹果目标检测来达到智能采摘。然而苹果数量、光照强度、生长阶段等条件使得苹果检测变得复杂,为此以苹果为试材,采用基于YOLOv3(You Only Look Once version 3)的目标检测方法,研究了不同场景下的苹果目标... 详细信息

苹果采摘机器人依赖于精准的苹果目标检测来达到智能采摘。然而苹果数量、光照强度、生长阶段等条件使得苹果检测变得复杂,为此以苹果为试材,采用基于YOLOv3(You Only Look Once version 3)的目标检测方法,研究了不同场景下的苹果目标检测效果。针对苹果的外形特征,调整了YOLOv3的锚点尺寸以优化苹果在不同尺度上的变化。为了验证模型有效性,试验以苹果数量、拍摄不同光照的角度、苹果不同生长阶段为变量,对所提出的算法与YOLOv2(You Only Look Once version 2)、SSD(Single Shot MultiBox Detector)2种现有算法在目标识别效果进行了比较分析。结果表明:在不同条件下,所提出的方法在苹果目标检测的F1值上均达到了88%以上,可为苹果采摘机器人的开发提供技术支持。

关键词：苹果 YOLOv3 目标检测深度学习

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陕西关中土织布的用途及应用研究

染整技术 2024年第6期46卷 72-74页

作者：成珍珍王妍陕西服装工程学院陕西西安712046

陕西关中地区民间土织布是利用木制织机手工纺织而成,色彩鲜艳,图案美观大方,具有浓厚的民间特色,反映出劳动人民的质朴情怀。探讨陕西关中土织布的用途,有助于实现其在新时代的创新应用,有助于传承和发展该门传统手工艺。

关键词：土织布用途应用

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