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基于机器视觉的海鲜花螺分类研究

水生生物学报 2024年

作者：陈林涛陈睿蓝莹梁国健牟向伟广西师范大学机械工程系柳州职业技术学院机电工程学院

针对目前人工分选海鲜花螺劳动强度大、人工成本高的问题,本研究提出一种DPO-SVM海鲜花螺公母分类模型。通过灰度共生矩阵分析提取海鲜花螺外壳间隔纹理特征量,采用SVM作为公母分类模型基体,对不同纹理特征量组合进行分类效果对比,得出... 详细信息

针对目前人工分选海鲜花螺劳动强度大、人工成本高的问题,本研究提出一种DPO-SVM海鲜花螺公母分类模型。通过灰度共生矩阵分析提取海鲜花螺外壳间隔纹理特征量,采用SVM作为公母分类模型基体,对不同纹理特征量组合进行分类效果对比,得出使用能量、熵、对比度3种特征量分类效果最好的结论。针对SVM优化问题,以PSO和WOA算法为基础提出DPO算法对SVM的重要参数c、g进行优化;对DPO-SVM性能进行测试,将测试结果与SVM、PSO-SVM、WOA-SVM测试结果对比。相比于其它3种SVM模型, DPOSVM分类准确率大幅度提升,相比于SVM,分类总准确率由85%上升至100%,上升了15%; DPO算法提高了单种群优化算法的寻优性能,相比于PSO算法, DPO算法将最佳适应度从95.26提升至98.68,提升幅度为3.47%。此外,达到最佳适应度的迭代次数由14次减少至6次,下降57.14%,显著优化了收敛速度。研究结果可为自动分拣装置中海鲜花螺公母分类提供技术参考。

关键词：机器视觉花螺分选外壳纹理特征支持向量机算法

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罗汉果根多糖的分离纯化及免疫活性研究

中草药 2024年第4期55卷 1100-1109页

作者：张洁张巧铃卢凤来宋静茹刘宏伟蒋小华沈阳药科大学中药学院辽宁沈阳110016 广西植物功能物质与资源持续利用重点实验室广西壮族自治区中国科学院广西植物研究所广西桂林541006

目的从罗汉果Siraitia grosuenorii根中分离纯化多糖组分,初步分析其结构特征并研究其免疫调节作用。方法干燥罗汉果根经95%乙醇脱脂,用70℃水提醇沉得到粗多糖,再经Cellulose DE-52纤维素阴离子交换柱、Sephadex LH-20凝胶柱分离纯化,... 详细信息

目的从罗汉果Siraitia grosuenorii根中分离纯化多糖组分,初步分析其结构特征并研究其免疫调节作用。方法干燥罗汉果根经95%乙醇脱脂,用70℃水提醇沉得到粗多糖,再经Cellulose DE-52纤维素阴离子交换柱、Sephadex LH-20凝胶柱分离纯化,得到均一多糖LGP-A。采用高效凝胶渗透色谱法(high performance gel permeation chromatography,HPGPC)与PMP柱前衍生化法测定其相对分子质量和单糖组成;通过傅里叶红外光谱(FT-IR)、核磁共振波谱(NMR)、刚果红实验、扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)等方法对LGP-A的初步结构进行分析。利用CCK法、ELISA试剂盒、中性红实验对RAW264.7细胞的增殖、一氧化氮(NO)、白介素-6(interleukin-6,IL-6)、肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)及吞噬能力进行检测,评价LGP-A的免疫活性。结果LGP-A的相对分子质量为1.83×106,主要由半乳糖(Galp,51.23%)和阿拉伯糖(Araf,44.68%)组成。红外光谱及核磁波共振波谱对其结构分析证明,LGP-A可能主要含有T-α-L-Araf(A)、→3)-α-L-Araf-(1→(B)、→5)-α-L-Araf-(1→(C)、→3,5)-α-L-Araf-(1→(D)、→3)-β-D-Galp-(1→(E)、→3,6)-β-D-Galp-(1→(F)、→6)-β-D-Galp-(1→(G)和→3)-α-D-Galp-(1→(H)片段。质量浓度在0.625~5.0μg/mL时,LGP-A能促进RAW264.7细胞的增殖,并能明显促进细胞分泌NO、IL-6和TNF-α,提高细胞吞噬率,表明LGP-A具有显著的免疫调节活性。结论LGP-A是从罗汉果根中得到的天然均一多糖,其初步结构和活性的研究为罗汉果根资源的开发提供了一定的依据。

关键词：罗汉果天然多糖分离纯化单糖组成免疫活性

基于高光谱技术与主成分分析的稻种品种识别研究

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中国农业科技导报 2024年

作者：陈林涛刘兆祥蓝莹牟向伟马旭王日俊广西师范大学机械工程系广西师范大学电子工程学院广西师范大学化学与药学学院华南农业大学工程学院

为快速精准识别水稻种质资源，开发一种基于高光谱的高效识别方法。以9种稻种为试验样品，利用光谱仪测定2 700颗种子的高光谱反射率，利用主成分分析法（principal component analysis,PCA）对高光谱数据进行降维处理。为探讨PCA最佳... 详细信息

为快速精准识别水稻种质资源，开发一种基于高光谱的高效识别方法。以9种稻种为试验样品，利用光谱仪测定2 700颗种子的高光谱反射率，利用主成分分析法（principal component analysis,PCA）对高光谱数据进行降维处理。为探讨PCA最佳的主成分个数，比较了不同主成分个数与判别分析法（线性判别、二次判别和马氏距离判别）组合在基于种子高光谱数据建立水稻品种识别模型中的效果。对全波段数据样本进行主成分分析，以2～20个主成分个数作为特征变量，以预测集正确率为评价指标，建立3个品种判别模型，并比较其预测效果。结果表明，以累积贡献率>85%为评价标准，选择2个主成分，3种模型预测集正确率分别为32.14%、38.69%和33.73%；以特征值≥1为标准，选择11个主成分，预测集正确率为68.21%、87.33%和83.18%；若考虑模型的正确率，选择20个主成分，预测集正确率分别为84.99%、95.71%和95.32%。利用主成分分析+判别分析方法的稻种高光谱品种识别模型可行，但主成分个数不同，判别分析法的评价标准不同，识别效果差异大。当主成分个数相同时，3种判别标准中二次判别分析方法的识别效果最佳，最佳组合为20个主成分个数+二次判别分析法，预测集正确率为95.71%。研究结果表明基于高光谱技术与主成分分析的识别方法可快速识别不同稻种，具有较强的应用价值。

关键词：稻种高光谱技术主成分分析品种识别

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山银花茎叶化学成分及其抗炎活性研究

中成药 2024年第2期46卷 484-489页

作者：蒋小华韦玉璐白军颜小捷李典鹏卢凤来广西植物功能物质与资源持续利用重点实验广西壮族自治区中国科学院广西植物研究所广西桂林541006 桂林华艺生物科技有限公司广西桂林541805

目的对山银花茎叶化学成分进行分离和结构鉴定,并进行体外抗炎活性评价。方法山银花茎叶80%甲醇提取物采用Diaion HP20SS、Sephadex LH-20、高速逆流色谱、反相半制备液相色谱等进行分离纯化,根据理化性质及波谱数据鉴定所得化合物的结... 详细信息

目的对山银花茎叶化学成分进行分离和结构鉴定,并进行体外抗炎活性评价。方法山银花茎叶80%甲醇提取物采用Diaion HP20SS、Sephadex LH-20、高速逆流色谱、反相半制备液相色谱等进行分离纯化,根据理化性质及波谱数据鉴定所得化合物的结构。通过测定单体化合物抑制LPS诱导小鼠巨噬细胞RAW264.7释放NO水平评价其抗炎活性。结果从山银花茎叶中分离得到13个化合物,分别鉴定为苄醇-O-β-D-吡喃葡萄糖-(1→6)-β-D-吡喃葡萄糖苷(1)、獐牙菜苷(2)、表断马钱子苷半缩醛内酯(3)、马钱子苷半缩醛内酯(4)、裂环马钱苷(5)、断氧化马钱苷(6)、裂马钱素二甲基乙缩醛(7)、绿原酸甲酯(8)、芹菜素-7-O-β-D-葡萄糖苷(9)、木犀草素-7-O-β-D-葡萄糖苷(10)、野漆树苷(11)、木犀草素-7-O-α-L-吡喃阿拉伯糖(1→6)-β-D-吡喃葡萄糖苷(12)、忍冬苷(13);化合物2~8、11~13可抑制LPS诱导RAW264.7细胞释放NO。结论化合物1首次从忍冬属植物中分离得到,化合物3、5、7、9、11~12首次从山银花茎叶中发现。化合物2~8、11~13具有一定的抗炎活性。

关键词：山银花茎叶环烯醚萜苷黄酮抗炎活性

V2X环境下基于MPC算法的弯道区域CACC车队轨迹跟踪控制策略

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控制与决策 2024年第3期39卷 975-984页

作者：赵红专吴浩卢宁宁付建胜许恩永展新何水龙桂林电子科技大学广西智慧交通重点实验室广西桂林541004 桂林电子科技大学建筑与交通工程学院广西桂林541004 东风柳州汽车有限公司商用车技术中心广西柳州545005 桂林电子科技大学机电工程学院广西桂林541004

针对CACC (cooperative adaptive cruise control)车队在弯道行驶的安全性和稳定性问题,提出一种V2X (vehicle to everything)环境下基于MPC (model predictive control)算法的弯道区域CACC车队行驶轨迹跟踪策略.首先,分析CACC车队在弯道区域的行驶工况以及纵向平衡问题,并基于牛顿第二定律构建车辆在弯道行驶的车辆动力学模型;其次, CACC车队基于V2X技术实现车车之间状态信息的实时交互,并以基于车辆运动学的MPC算法为基础,引入可变间距的车队安全距离控制模型,提出一种适用于弯道区域的轨迹跟踪模型;最后,通过二次规划进行模型求解.实验分析结果表明:V2X环境下的CACC车队在弯道行驶过程中面对不同的行驶工况能够不同程度地保证车车之间的安全性、稳定性以及驾乘人员的舒适性,有效验证了所提V2X环境下基于MPC算法的弯道区域CACC车队轨迹跟踪策略的可行性.

关键词：弯道区域 CACC车队轨迹跟踪 MPC 可变间距二次规划

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圣女果温室巡检机器人系统设计与试验

中国农机化学报 2024年第1期45卷 285-294页

作者：侯炳法李小敏牟向伟姚华平仲恺农业工程学院机电工程学院广州市510225 广西师范大学职业技术师范学院广西桂林541004

为解决传统农业生产方式中人工巡检成本高、劳动强度大、速度慢等问题,设计一种圣女果温室巡检机器人系统,融合自动控制技术、机器视觉技术和深度学习技术,实现对圣女果的准确识别和计数。通过机器视觉提取工作路径和红外传感器避障实... 详细信息

为解决传统农业生产方式中人工巡检成本高、劳动强度大、速度慢等问题,设计一种圣女果温室巡检机器人系统,融合自动控制技术、机器视觉技术和深度学习技术,实现对圣女果的准确识别和计数。通过机器视觉提取工作路径和红外传感器避障实现机器人自动导航功能;并提出一种改进型YOLOv4-tiny模型对圣女果进行检测,该模型在YOLOv4-tiny的基础上增加52×52的特征层和注意力机制,提高小目标检测的识别精度。试验结果表明,该巡检机器人以0.2 m/s的速度行进时可以准确沿着预定路径工作,改进的YOLOv4-tiny-Tomato模型在温室环境中对成熟和未成熟圣女果的平均识别精度分别为98.7%和98.0%,F 1值分别达到96.71%和95.8%,实时帧率达到36帧/s。本研究可为农业领域的智能化巡检和精细管理提供新的思路和技术支持。

关键词：温室大棚巡检机器人自动导航深度学习目标检测 YOLOv4-tiny

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水解-氧化法制备甘蔗叶生物质腐植酸

农业环境科学学报 2024年第1期43卷 174-182页

作者：马欣宏王磊刘金磊陈海珊李典鹏海洪桂林理工大学化学与生物工程学院广西桂林541006 广西壮族自治区中国科学院广西植物研究所广西桂林541006

本研究以甘蔗叶为原料,通过设计模拟矿源腐植酸形成过程中的化学反应,研究将甘蔗叶转化为腐植酸的技术,并将实验室制得的腐植酸与矿源腐植酸和木质素进行比较研究。制备过程:首先进行酸水解反应,将其中的纤维素和半纤维素水解为可溶解... 详细信息

本研究以甘蔗叶为原料,通过设计模拟矿源腐植酸形成过程中的化学反应,研究将甘蔗叶转化为腐植酸的技术,并将实验室制得的腐植酸与矿源腐植酸和木质素进行比较研究。制备过程:首先进行酸水解反应,将其中的纤维素和半纤维素水解为可溶解的水解糖,将木质素转化为不溶的腐植酸前体,固液分离;然后用氧化剂对腐植酸前体进行氧化反应,重新生成亲水性的羧基基团,完成腐植酸的制备。实验结果表明,水解反应步骤时,在固定20∶50(g∶mL)固液比的条件下,最佳的反应条件为:10%的硫酸和1%的硝酸组成的水解液,在150℃的温度下,水解3 h;氧化步骤中,腐植酸前体以1∶13(g∶mL)的固液比与3.5%的硝酸在80℃的温度下反应2 h。经元素分析、酸性基团分析、紫外和红外光谱以及核磁共振波谱等一系列分析手段,证实制备的蔗叶生物质腐植酸有较高的腐殖化和芳香化程度,其各项指标均接近于矿源腐植酸。该方法能成功制备腐植酸,同时利用产生的水解糖还具备与多种现有生物质产业相结合的潜在可能,以解决其水解残渣的问题。

关键词：腐植酸甘蔗叶秸秆有机肥制备表征

CeO_(2) 微球负载 Ru 催化氧化乙酸乙酯

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桂林理工大学学报 2024年第2期44卷 313-320页

作者：王晓娇莫德清莫胜鹏李武超温新颖丁学刚李俊任恩伯石卓凡桂林电子科技大学生命与环境科学学院广西桂林541004 桂林理工大学环境科学与工程学院广西桂林541006

利用水热法制备了CeO_(2)微球,并采用沉积沉淀法在CeO_(2)微球表面负载Ru,制备Ru/CeO_(2)微球。通过SEM观察了CeO_(2)微球的外观形貌;利用TEM观测了CeO_(2)微球表面Ru颗粒分布情况;XRD对样品的物相进行了分析;用氮气吸附-解吸比较了微... 详细信息

利用水热法制备了CeO_(2)微球,并采用沉积沉淀法在CeO_(2)微球表面负载Ru,制备Ru/CeO_(2)微球。通过SEM观察了CeO_(2)微球的外观形貌;利用TEM观测了CeO_(2)微球表面Ru颗粒分布情况;XRD对样品的物相进行了分析;用氮气吸附-解吸比较了微球负载Ru前后比表面积和孔隙分布的变化;XPS测试分析了微球负载Ru前后表面化学结构的变化;通过H2-TPR和O2-TPD表征了微球负载Ru前后催化剂还原性和氧活化能力的变化,并进行了样品催化氧化乙酸乙酯性能的测试。结果表明,Ru/CeO_(2)的结构与CeO_(2)相似,均为介孔材料,其中Ru可以离子态进入CeO_(2)晶格,造成CeO_(2)晶格畸变;Ru/CeO_(2)催化剂呈现出贵金属和二氧化铈的强相互作用,活性氧物种较CeO_(2)增加,储氧释氧能力增强,促进了低温催化氧化乙酸乙酯性能的提升;随着Ru负载量的增加,Ru/CeO_(2)催化氧化乙酸乙酯的性能先提高后逐渐趋于平稳,负载量为1.0%时的样品效果最优,其T90与CeO_(2)的相比降低了28.5℃。

关键词： Ru CeO_(2)微球协同作用乙酸乙酯催化氧化

罗汉果干果多糖的分离纯化、结构表征及其体外免疫调节活性

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食品科学 2024年

作者：张巧铃蒋小华张洁卢凤来韦玉璐刘宏伟宋静茹广西植物功能物质与资源持续利用重点实验室广西壮族自治区中国科学院广西植物研究所沈阳药科大学中药学院

探究罗汉果干果多糖(dried Siraitia grosuenorii fruit，SGP)的结构及其免疫调节活性。利用水提醇沉的方法从罗汉果干果中提取粗多糖，进一步经Cellulose DE-52和Sephadex G-200柱分离纯化获得均一多糖组分SGP-C2和SGP-D1。采用PMP柱... 详细信息

探究罗汉果干果多糖(dried Siraitia grosuenorii fruit，SGP)的结构及其免疫调节活性。利用水提醇沉的方法从罗汉果干果中提取粗多糖，进一步经Cellulose DE-52和Sephadex G-200柱分离纯化获得均一多糖组分SGP-C2和SGP-D1。采用PMP柱前衍生-高效液相色谱法及高效凝胶渗透色谱(high performance gel permeation chromatography，HPGPC)测定其单糖组成和相对分子质量，并通过红外光谱与核磁共振对其结构进一步表征。采用中性红比色法、荧光探针DCFH-DA试剂、Griess法及ELISA检测试剂盒分别检测SGP-C2和SGP-D1对RAW264.7细胞的吞噬活性、活性氧(reactive oxygen species，ROS)的释放、一氧化氮(nitric oxide，NO)生成、肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor，TNF)-α与白细胞介素-6(interleukin，IL)-6分泌水平的影响。SGP-C2和SGP-D1是由葡萄糖醛酸(glucuronic acid，GlcA)、鼠李糖(rhamnose，Rha)、半乳糖醛酸(galacturonic acid，GalA)、葡萄糖(glucose，Glc)、半乳糖(galactose，Gal)、阿拉伯糖(arabinose，Ara)组成的杂多糖，其单糖摩尔比分别为0.78：1.84：26.57：1.31：0.49：0.06和 1.37：2.00：20.79：0.61：0.12：0.25，相对分子质量分别为5.0×105Da和7.6×105Da。核磁谱图显示SGP-C2主链结构为 →4)-α-D-GalpA-(1→和→4)-α-D-GalpAMe-(1→，而SGP-D1主链结构为 →4)-α-D-GalpA-(1→。同时，6.25-25 μg/mL质量浓度范围的SGP-C2和SGP-D1具有促进巨噬细胞吞噬、NO生成，增加TNF-α和IL-6分泌的作用，SGP-D1还具有促进ROS生成的活性。本实验结果表明，罗汉果多糖SGP-C2和SGP-D1具有体外免疫调控活性，为罗汉果多糖资源的开发利用提供了科学依据和技术路线。

关键词：罗汉果多糖纯化结构表征免疫调节