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基于改进卷积神经网络的果园环境下苹果检测研究

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基于改进卷积神经网络的果园环境下苹果检测研究

作者：钱磊江苏大学

学位级别：硕士

我国是世界上最大的苹果生产国,近年来,苹果产量一直保持稳步增长的趋势。现阶段我国苹果的采摘作业主要依赖于人工,采摘过程的劳动力成本在整个苹果生产成本中占据非常高的比例,并且人工采摘效率低下,难以满足苹果成熟期内的采摘需求... 详细信息

我国是世界上最大的苹果生产国,近年来,苹果产量一直保持稳步增长的趋势。现阶段我国苹果的采摘作业主要依赖于人工,采摘过程的劳动力成本在整个苹果生产成本中占据非常高的比例,并且人工采摘效率低下,难以满足苹果成熟期内的采摘需求。苹果采摘机器人不仅能提高采摘效率,还能显著降低采摘成本,对推行农业现代化、生产智能化具有重要意义,快速且准确地识别果实是实现自动化采摘至关重要的一个环节。本文以实际果园内的苹果为研究对象,使用深度学习方法识别苹果果实,从提升模型识别精度和模型轻量化两个方面展开研究,提出基于改进RetinaNet的苹果检测算法,主要研究工作和结论如下:(1)基于改进RetinaNet的果园环境下苹果检测。首先,从采摘机器人的采摘策略方面考虑,根据苹果果实的不同遮挡类型,对苹果进行分类标注。针对原始RetinaNet对果园内苹果检测效果不佳的问题,提出了一种改进RetinaNet的苹果检测算法。在骨干网络Res Net50中嵌入Res2Net模块,增强网络对不同尺度特征的信息提取能力,使用加权双向特征金字塔(Bi FPN)作为特征融合网络,提高不同特征层之间的信息融合效率,最后使用基于焦损失(Focal Loss)和高效交并比损失(EIo U Loss)的联合损失函数,提高网络的检测性能,在测试集上进行了消融试验和对比试验。试验结果表明,改进后的RetinaNet对不同遮挡类型苹果的检测精度均值为91.26%,比原始RetinaNet提高了5.02%,与主流目标检测模型Faster-RCNN和YOLOv4相比,改进后的RetinaNet有更好的检测性能。(2)基于轻量化RetinaNet的苹果检测算法。针对复杂的大模型在移动端难以部署的问题,对网络进行轻量化设计,改进Mobile Net V3的逆残差结构,将改进后Mobile Net V3作为RetinaNet的骨干特征提取网络,为了满足模型对复杂背景下苹果的检测精度要求,同时结合Bi FPN和EIo U Loss对网络进行优化,得到轻量化的RetinaNet模型。试验结果表明,轻量化的RetinaNet模型对不同遮挡类型苹果的检测精度均值为89.73%,模型大小相较于原始RetinaNet减少了64.8%,平均检测单张苹果图像仅耗时22.39 ms。轻量化的RetinaNet在降低模型大小的同时有效地保证了检测精度,并提高了模型的检测速度,更有利于在资源受限的移动端上进行部署。(3)模型在安卓移动端部署。分析采摘机器人的实际工作环境,采用离线部署的方式将轻量化的苹果检测模型部署在安卓端。首先配置好安卓开发环境,通过Android Studio设计开发苹果检测APP并将模型集成在APP中,使用Pytorch Mobile作为模型的推理框架。最后在华为Mate30Pro手机上进行苹果检测APP的安装和测试,APP支持3种不同模式的检测功能,可以从相册加载图像进行检测,也支持调用相机进行拍照检测或实时检测,实时检测的速度超过10 FPS。

关键词：苹果检测遮挡 RetinaNet 模型部署

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AI软件系统工程化技术与规范专题前言

软件学报 2023年第9期34卷 3939-3940页

作者：张贺夏鑫蒋振鸣祝立明李宣东南京大学软件学院江苏南京210093 计算机软件新技术国家重点实验室(南京大学) 江苏南京210023 华为技术有限公司浙江杭州310007 Electrical Engineering&Computer Science York UniversityToronto M3J 1P3Canada Computer Science and Engineering University of New South WalesSydney NSW 2015Australia

近年来,人工智能产业的热度逐步提升,市场规模持续扩大,全球各行各业的组织机构都正在或试图通过人工智能对原有的产品和服务赋予新的能力.最先进的人工智能系统正在迅速从实验室环境迁移到工业环境,并主要以软件为承载形式渗透到社会... 详细信息

近年来,人工智能产业的热度逐步提升,市场规模持续扩大,全球各行各业的组织机构都正在或试图通过人工智能对原有的产品和服务赋予新的能力.最先进的人工智能系统正在迅速从实验室环境迁移到工业环境,并主要以软件为承载形式渗透到社会应用的方方面面.然而开发、测试和运维工业化的人工智能软件系统会遇到一些不同于传统软件系统的工程问题.例如,在基于人工智能的系统中,规则和系统行为是从训练数据中推断出来的,而不是被开发者编写的程序代码所定义;人工智能系统的需求具有较大的不明确性;人工智能系统的演化过程中需要关注不断变化的数据集和相关的基础设施;人工智能系统开发和运维需要数据科学家和软件工程师的跨专业协作;人工智能系统的开发面临伦理、道德和法律的约束,且这些约束的更新速度正受到飞速发展的人工智能技术和产业的挑战.

关键词：人工智能系统软件系统人工智能技术软件工程师更新速度训练数据专业协作基础设施

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黄色的蓝藻水华

湖泊科学 2022年第4期34卷 1384-1391页

作者：宋挺张军毅李旭文朱家民胡俊江苏省无锡环境监测中心无锡214121 江苏省环境监测中心南京210008 上海市青浦区环境监测站上海201799

随着全球气候变化和水体富营养化,在过去几十年中蓝藻水华改变了全球的淡水生态系统.蓝藻因独有的藻蓝蛋白而大多呈现蓝绿色,因此其水华也常称为蓝绿藻水华.然而随着蓝藻水华关注度的不断提升,尤其是监测和研究的不断深入,经常在水体中... 详细信息

随着全球气候变化和水体富营养化,在过去几十年中蓝藻水华改变了全球的淡水生态系统.蓝藻因独有的藻蓝蛋白而大多呈现蓝绿色,因此其水华也常称为蓝绿藻水华.然而随着蓝藻水华关注度的不断提升,尤其是监测和研究的不断深入,经常在水体中发现蓝藻水华出现黄化的现象.例如,太湖出现的黄色蓝藻水华,冬春季以长孢藻属(Dolichospermum)水华为主,夏秋季以微囊藻属(Microcystis)水华为主.即使外观看起来是蓝绿色的蓝藻水华,但仔细观察形成蓝藻水华的群体颗粒,也有部分呈现黄色,反之亦然.实际上,鉴于色素组成的差异性,也许水体中就没有两个颜色完全一致的蓝藻群体颗粒.目前对于黄色的蓝藻水华及其形成机理,国内外鲜有报道和研究.光照和氮限制被认为是最有可能的原因.在关注蓝藻水华黄化的同时,更应该关注和研究这些颜色变化给蓝藻水华及水环境所带来的风险和挑战,尤其是对水生态管理工作的启发和意义.

关键词：蓝藻水华黄色叶绿素类胡萝卜素藻胆蛋白

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由“四子侍坐”看儒家谦文化的场域偏离

周易研究 2023年第4期 23-31页

作者：单翔江苏凤凰出版传媒集团有限公司江苏南京210009

《论语》的“四子侍坐”章与“谦”关联紧密。孔子“与点”,可能是赞许曾点对“谦”的参悟和积极向上的生活态度。而孔子对其他三子的批判,则是着眼于他们未能合理地行“谦”。汉代今文经学认为,“曾点之志”是一种顺应知时的“谦”。... 详细信息

《论语》的“四子侍坐”章与“谦”关联紧密。孔子“与点”,可能是赞许曾点对“谦”的参悟和积极向上的生活态度。而孔子对其他三子的批判,则是着眼于他们未能合理地行“谦”。汉代今文经学认为,“曾点之志”是一种顺应知时的“谦”。魏晋士人的解读由“知时”转向“超然独对”,追求隐逸之“谦”。宋代理学家则将“曾点之志”升华为“曾点气象”,树立了追求圣人之谦的目标。然而,“四子侍坐”章也造成了消极的价值导向:似乎相比儒家的理想与目标,谦德更为重要。这就使得儒家的谦德具有虚伪性,进而塑造了古代士大夫和儒生虚伪、过谦的集体人格。作为谦文化的正面代表,《周易》的谦卦与儒家虚伪的谦德形成了鲜明的对照。谦卦的“谦”主要是指“尊重规律”,谦卦的精髓是个体意志要尊重客体规律。后世对“谦”的演绎则以形式的谦替代了实质的谦,把对人与对事的谦混为一谈。今天,我们必须警惕、避免蕴含在儒家谦德中的“形式谦”,充分结合具体实际,为“谦”设定科学合理的场域与边界。

关键词：四子侍坐谦谦卦谦文化集体人格

工业互联网平台领先企业数字化动态能力的形成与演化——基于华为公司的探索性纵向案例研究

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科技管理研究 2023年第15期43卷 159-168页

作者：朱国军何静张宏远江苏海洋大学商学院江苏连云港222005

为揭示工业互联网平台领先企业数字化动态能力的内涵及构念,采用探索性纵向案例研究方法,以华为技术有限公司为研究对象,分析显示,其数字化动态能力主要包括数字化机会捕获能力、数字化知识耦合能力以及数字化生态治理能力,其形成受到... 详细信息

为揭示工业互联网平台领先企业数字化动态能力的内涵及构念,采用探索性纵向案例研究方法,以华为技术有限公司为研究对象,分析显示,其数字化动态能力主要包括数字化机会捕获能力、数字化知识耦合能力以及数字化生态治理能力,其形成受到数字资产超网络嵌入、数字化双元创新机制的影响与作用,经历企业场域蓄能、工业场域赋能、全场域使能3个成长演化阶段,具有阶层迭代性,不同层级数字化动态能力支撑不同场域价值生态创新绩效。研究发现更深层次揭示工业互联网平台领先企业数字化动态能力的形成与演化机制。

关键词：数字资产超网络嵌入数字化双元创新机制数字化动态能力

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基于MEC的VR关键技术

电信科学 2019年第S2期35卷 149-154页

作者：刘红波赵军华为技术有限公司江苏南京210012

多接入边缘计算(multi-access edge computing,MEC)是5G网络在边缘侧的延伸,其高带宽、低时延的网络特性为VR(virtual reality,虚拟现实)的极致用户体验提供了必要保障。同时,5G MEC网络的分布式架构和节点间快速的数据交换能力为VR应... 详细信息

多接入边缘计算(multi-access edge computing,MEC)是5G网络在边缘侧的延伸,其高带宽、低时延的网络特性为VR(virtual reality,虚拟现实)的极致用户体验提供了必要保障。同时,5G MEC网络的分布式架构和节点间快速的数据交换能力为VR应用边缘化部署和设备移动性接入提供了硬件基础。从VR的成本和体验两方面考虑,首先分析了基于传统硬件架构的VR的优缺点,然后描述MEC对VR成本和体验带来的益处。最后以VR视频直播场景为例,描述了基于MEC的VR关键技术。

关键词：多接入边缘计算虚拟现实

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枸杞和铅对果蝇寿命及生殖力的影响

中西医结合心血管病电子杂志 2018年第3期6卷 165-165页

作者：张河张竹张嘉胜江苏华为医药物流有限公司

目的研究枸杞对果蝇寿命及生殖力的影响。方法应用野生型果蝇,在培养基中加入枸杞煎剂、铅,观察并记录果蝇存活时间和产生后代(F1代)数目。结果枸杞组其后代数、平均寿命都比对照组高,而铅组、铅+枸杞组的后代数、平均寿命比枸杞组低。... 详细信息

目的研究枸杞对果蝇寿命及生殖力的影响。方法应用野生型果蝇,在培养基中加入枸杞煎剂、铅,观察并记录果蝇存活时间和产生后代(F1代)数目。结果枸杞组其后代数、平均寿命都比对照组高,而铅组、铅+枸杞组的后代数、平均寿命比枸杞组低。结论铅会降低果蝇的平均寿命和生殖力;枸杞会提高果蝇的平均寿命和生殖力;枸杞可缓解果蝇的铅中毒。

关键词：枸杞铅果蝇寿命生殖力

基于特征影响网络的类变更倾向度量及实证分析

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南京理工大学学报 2013年第6期37卷 839-844页

作者：韩磊魏辉辉徐建华为技术有限公司南京研究所江苏南京210008 南京理工大学计算机科学与工程学院江苏南京210094

为了提高软件产品质量,降低软件变更维护成本,从软件网络视角设计有效的类变更趋势度量用于识别具有变更倾向的类。选取典型且类型各异的开源面向对象软件系统为研究对象,构造一种特征影响网络。结合特征影响网络的特点提出一种考虑软... 详细信息

为了提高软件产品质量,降低软件变更维护成本,从软件网络视角设计有效的类变更趋势度量用于识别具有变更倾向的类。选取典型且类型各异的开源面向对象软件系统为研究对象,构造一种特征影响网络。结合特征影响网络的特点提出一种考虑软件变更直接影响关系的类变更趋势度量。实证分析结果表明该度量具备较好的类变更趋势预测能力,其最小匹配率高于60%,优于C&K度量中的加权方法数(WMC)、对象类耦合度(CBO)等指标。

关键词：软件度量软件变更特征影响网络面向对象软件类变更

基于AD9833的SPWM波形硬件生成方法

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仪表技术与传感器 2007年第10期 56-57,61页

作者：姜平周根荣王海军南通大学电气工程学院江苏南通226007 华为技术有限公司南京研究所江苏南京210029

提出了一种SPWM(正弦脉宽调制)自然采样法的全数字硬件实现方案,即利用直接数字频率合成(DDS)技术,产生频率稳定的三角载波和正弦调制波,经高速模拟比较器比较,其输出状态在波形交点时刻自动翻转,从而控制相应开关器件的通断,完全避免... 详细信息

提出了一种SPWM(正弦脉宽调制)自然采样法的全数字硬件实现方案,即利用直接数字频率合成(DDS)技术,产生频率稳定的三角载波和正弦调制波,经高速模拟比较器比较,其输出状态在波形交点时刻自动翻转,从而控制相应开关器件的通断,完全避免了实时计算。以三相SPWM调制电路为例,详细介绍了方案的实现原理及软硬件设计,实测结果表明了该方案的有效性。

关键词： SPWM DDS 自然采样法模拟比较器 DSP