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灰飞虱自动识别计数方法研究

中国农机化学报 2024年第7期45卷 166-171页

作者：程麒文邱白晶日照职业技术学院机电工程系山东日照276826 江苏大学农业工程学院江苏镇江212013

为更精确地施药,提供可靠的虫量数据,提出一种基于图像识别技术的灰飞虱数量计算方法。设定由拍摄距离和相机调节倍数组成三组拍摄条件,融合区域面积、区域圆度和边界直径三个参数组合构成识别计数模型,利用边缘检测和区域填充完成图像... 详细信息

为更精确地施药,提供可靠的虫量数据,提出一种基于图像识别技术的灰飞虱数量计算方法。设定由拍摄距离和相机调节倍数组成三组拍摄条件,融合区域面积、区域圆度和边界直径三个参数组合构成识别计数模型,利用边缘检测和区域填充完成图像中的个体提取,每组条件下分别计算5张单个长翅和短翅的参数值作为标准。拍摄条件相同的情况下,分别计算4张相互独立和4张有轻微连接的灰飞虱的计数图像,将每个区域的结果比对参数标准值范围,如果三个参数均在范围内,则输出1;至少有一个参数不符合,重新计算该区域面积和边界直径,当同时符合标准值的2倍时,输出2。试验结果表明:灰飞虱全为独立的图像中,有8张相对错误率为0%,3张小于10%,1张为13.3%;轻微连接的图像中,有2张相对错误率为0%,6张小于10%,4张为10%~25%,能满足灰飞虱数量的自动计算。

关键词：灰飞虱自动识别计数区域面积区域圆度边界直径

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智能农机与机电一体化的互动研究

中国农业资源与区划 2024年第1期45卷 19-19,33页

作者：罗振成张桂枝张家口职业技术学院机电工程学院

智能农机与机电一体化的互动已经成为一个国家实现农业现代化的重要标志。为此，经电子科技大学出版社于2022年6月出版的《智能农机技术路线图：1.0版》一书，首次将智能网联汽车技术和概念应用于农机领域，其论述智能农机技术路径和发...

智能农机与机电一体化的互动已经成为一个国家实现农业现代化的重要标志。为此，经电子科技大学出版社于2022年6月出版的《智能农机技术路线图：1.0版》一书，首次将智能网联汽车技术和概念应用于农机领域，其论述智能农机技术路径和发展方向，为促进我国农业和农机领域的科技创新、提质增效和转型升级提供有益参考。该书的出版对于推动我国农业现代化进程、保障我国粮食安全具有重要现实意义。

关键词：

基于电导率对相对介电常数补偿的土壤含水率电容传感器标定方法

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农业机械学报 2024年第8期55卷 344-351页

作者：张西良谢飞洋盛庆元倪梦瑶张家祺徐云峰江苏大学机械工程学院镇江212013 绍兴职业技术学院机电工程与交通学院绍兴312000

针对土壤含水率电容传感器检测精度低,标定模型对盐渍土壤的适用性不高等问题,提出基于电导率对相对介电常数补偿的含水率电容传感器标定法。在标准溶液中建立相对介电常数与传感器输出电压关系对数模型(R^(2)=0.983),进一步基于二元二... 详细信息

针对土壤含水率电容传感器检测精度低,标定模型对盐渍土壤的适用性不高等问题,提出基于电导率对相对介电常数补偿的含水率电容传感器标定法。在标准溶液中建立相对介电常数与传感器输出电压关系对数模型(R^(2)=0.983),进一步基于二元二次回归分析法,建立标准溶液电导率对相对介电常数补偿的相对介电常数与传感器输出电压及电导率的回归标定模型(R^(2)=0.979)。对传感器进行土壤含水率标定,建立土壤体积含水率与相对介电常数关系的三阶多项式标定模型(R^(2)=0.996)。对两步标定模型进行实测,结果表明:土壤电导率为0~2 dS/m时,体积含水率检测最大误差从未电导率补偿时0.0383 m^(3)/m^(3)降至电导率补偿后0.0127m^(3)/m^(3),最大相对误差从12.0200%降至6.2241%。结果表明,在不同电导率的同类土壤中,使用基于电导率对相对介电常数补偿的含水率传感器标定法能明显提高土壤含水率检测精度和对不同电导率土壤(黄土)的适用性。

关键词：土壤含水率含水率电容传感器传感器标定二元回归分析法电导率补偿

基于改进压缩感知方法的农机轴承故障诊断研究

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机械设计与研究 2024年第5期 216-222页

作者：张亚平余阿东信阳职业技术学院汽车与机电工程学院

针对在农业机械轴承故障诊断中传统压缩感知方法构造的稀疏字典体量庞大、占用内存严重、构造效率低下的问题，提出了一种改进压缩感知的轴承故障诊断方法。首先，根据轴承故障信号自身的冲击振荡特性，通过移位不变策略构造了参数自适... 详细信息

针对在农业机械轴承故障诊断中传统压缩感知方法构造的稀疏字典体量庞大、占用内存严重、构造效率低下的问题，提出了一种改进压缩感知的轴承故障诊断方法。首先，根据轴承故障信号自身的冲击振荡特性，通过移位不变策略构造了参数自适应稀疏字典；其次，根据滑动峭度指标的分布曲线，提取了包含单一冲击的片段信号；然后通过相关滤波法提取了Laplace小波的模态阻尼，通过补零插值建立了特定长度的冲击原子，并基于循环移位策略，扩张成单一模态的Laplace小波稀疏字典；最后，结合高斯随机测量矩阵和正交匹配追踪算法，实现了原始信号的压缩重构。仿真和实验结果均表明，单一模态的小波字典具有更高的构造效率，占用内存更低，而且能够实现数据的有效压缩和特征重构，确保了噪声环境下的故障特征辨识。

关键词：滚动轴承故障诊断字典学习压缩感知

储能系统中双两电平电压源逆变器的两阶段模型预测控制方法

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高压电器 2024年

作者：龚仁喜张智昂曾晓彤广西大学电气工程学院襄阳汽车职业技术学院机电工程系

针对大功率电动汽车（electric vehicles，EVs）的运行特点，基于开放式绕组感应电机的驱动方式成为电动汽车额重要研究趋势之一。与传统感应电机相比，开放式绕组感应电机（open-end winding induction motor，OEWIM）在给定的扭矩下... 详细信息

针对大功率电动汽车（electric vehicles，EVs）的运行特点，基于开放式绕组感应电机的驱动方式成为电动汽车额重要研究趋势之一。与传统感应电机相比，开放式绕组感应电机（open-end winding induction motor，OEWIM）在给定的扭矩下只需要直流母线电压的一半。基于此，文中提出了一种基于双两电平电压源逆变器（voltage source inverter，VSI）供电的电动汽车储能系统两阶段模型预测直接转矩控制（MPDTC）方法，以实现EVs储能系统中荷电状态SoC（state-of-charge）均匀分布。该方法通过合理选择VSI电压矢量来平衡电池SoC，且不需要加权因子调整，并采用排序方法预测最优电压向量。最后，通过仿真和硬件实验测试，验证了所提方法在EVs在不同工况下城市和高速的驱动性能。

关键词：电动汽车模型预测直接转矩控制开放式绕组感应电机电池SoC控制

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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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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

1株六堡茶根际溶磷菌的鉴定、培养优化及促生与磷活化能力分析

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江苏农业科学 2024年第8期52卷 226-232页

作者：马蕊覃爱颖刘迪广西职业技术学院农业工程学院广西南宁530226

自六堡茶根际分离得到1株高效溶磷菌菌株Lb-1,通过菌落形态及16S rRNA基因系统发育分析菌株的分类地位,并对其溶磷培养条件进行优化,利用盆栽试验研究其在土壤中的溶磷效果及对茶树的促生能力,以期为提高茶园土壤磷利用及开发微生物菌... 详细信息

自六堡茶根际分离得到1株高效溶磷菌菌株Lb-1,通过菌落形态及16S rRNA基因系统发育分析菌株的分类地位,并对其溶磷培养条件进行优化,利用盆栽试验研究其在土壤中的溶磷效果及对茶树的促生能力,以期为提高茶园土壤磷利用及开发微生物菌肥提供依据。结果表明,菌株Lb-1为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis),该菌株溶磷最佳碳源为葡萄糖,最佳氮源为胰蛋白胨,最佳初始pH值为6.0,最佳接种量为1%,最佳微量元素为Fe,最佳发酵温度为30℃,优化培养条件下溶磷量可达857.91 mg/L,且可显著提高菌株的柠檬酸、琥珀酸、丙二酸分泌量。盆栽试验表明,接菌处理下六堡茶鲜重、干重、株高、根系总长度、根系表面积、根系体积及磷含量分别显著提高59.09%、69.77%、38.75%、37.94%、44.82%、52.94%及108.35%,铝结合磷、闭蓄态磷含量显著降低,有效磷含量显著提高。综上,溶磷菌株Bacillus velezensis Lb-1可有效活化根际难溶磷、提高六堡茶树对磷的吸收及促进植株生长发育,或可作为开发磷高效菌肥的潜在资源。

关键词：芽孢杆菌培养优化六堡茶磷活化促生作用溶磷菌

基于时序分析与前馈PID的温室电动拖拉机旋耕稳定性研究

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农业机械学报 2024年

作者：杨杭旭周俊齐泽中孙晨阳赖国梁南京农业大学工学院金华职业技术学院机电工程学院

针对温室小型农机对地面平整度敏感，微小的地面起伏便会造成机具俯仰的情况，基于课题组已开发的温室电动拖拉机，将基于时间序列分析的角度预测方法引入前馈PID控制（Angle prediction and feedforward PID，APF-PID），解决了温室旋... 详细信息

针对温室小型农机对地面平整度敏感，微小的地面起伏便会造成机具俯仰的情况，基于课题组已开发的温室电动拖拉机，将基于时间序列分析的角度预测方法引入前馈PID控制（Angle prediction and feedforward PID，APF-PID），解决了温室旋耕作业中因机具俯仰而出现的响应性差、耕深不稳定和功率突变的问题。首先，搭建了温室电动拖拉机旋耕作业的功率模型，并建立了俯仰角-耕深的转换矩阵，得到了旋耕系统实际耕深的转换值；其次，采用时间序列分析预测机身俯仰角，并作为旋耕系统的扰动输入；然后，结合耕深的转换值和预测得到的扰动，采用APF-PID控制器调节旋耕系统的提升机构，将旋耕机维持在目标耕深；最后，在温室内未旋耕和已旋耕的两种地块进行实车试验。结果表明：俯仰角时序预测模型的相关系数可达0.9832；APF-PID控制的控制性能优于PID控制，在目标耕深6 cm的测试路面中，APF-PID在两种试验地块上的平均耕深分别为6.47 cm和6.44 cm，均方根误差为0.80 cm和0.72 cm，绝对平均误差为0.67 cm和0.58 cm，耕深稳定性系数为89.95%和91.30%，消耗的总能量较PID控制分别降低4.18%和19.13%，较好地实现了温室电动拖拉机旋耕稳定性控制，满足温室作业需求。

关键词：电动拖拉机温室旋耕作业前馈PID 角度预测