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基于改进RetinaNet的轻量化钢材表面缺陷检测算法

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模式识别与人工智能 2024年第8期37卷 692-702页

作者：王伟家张宇王京华徐勇哈尔滨工业大学(深圳)计算机科学与技术学院深圳518055 河钢数字技术股份有限公司智能装备事业部石家庄053099

相对实际应用需求而言,现有的钢材表面缺陷检测算法存在检测速度较慢、准确率较低等问题.因此,文中提出基于改进RetinaNet的轻量化钢材表面缺陷检测算法.首先,将原有的骨干网络替换为轻量化网络,引入跨阶段局部结构,实现梯度的有效传播... 详细信息

相对实际应用需求而言,现有的钢材表面缺陷检测算法存在检测速度较慢、准确率较低等问题.因此,文中提出基于改进RetinaNet的轻量化钢材表面缺陷检测算法.首先,将原有的骨干网络替换为轻量化网络,引入跨阶段局部结构,实现梯度的有效传播和轻量化.然后,采用深度可分离卷积替换传统卷积层,进一步降低参数量,提高检测速度.为了弥补轻量化导致的算法精度下降问题,提出基于跨阶段局部结构的空间金字塔池化机制,融合不同尺度的特征,有效提升算法的检测精度.在NEU-DET数据集和自建的HBIS数据集上的实验表明,相比已有的缺陷检测算法,文中算法在精度更高的同时,达到更快的检测速度,相应的软硬件系统满足生产线的实时在线检测要求并已上线运行.

关键词：轻量化建模目标检测跨阶段局部结构钢材表面缺陷检测

基于离散元法的切振共作深松机作业性能仿真分析及试验

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农业工程学报 2024年

作者：李明生王元俊谢守勇刘凡一陈行政李相刘伟西南大学工程技术学院西南农业智能装备创新中心丘陵山区智能农机装备重庆市重点实验室

针对深松装备应用于西南丘陵紫色土时存在作业阻力大、松土质量差、功耗高的问题，该研究提出切振共作深松方式并设计了一种切振共作深松机。运用离散元软件对非振动深松机和切振共作深松机在相同参数下进行仿真。仿真结果显示，切振共... 详细信息

针对深松装备应用于西南丘陵紫色土时存在作业阻力大、松土质量差、功耗高的问题，该研究提出切振共作深松方式并设计了一种切振共作深松机。运用离散元软件对非振动深松机和切振共作深松机在相同参数下进行仿真。仿真结果显示，切振共作方式能够有效减少深松机的耕作阻力。通过单因素试验得到切振共作深松机的最佳作业速度区间为0.9～1.1 m/s，最佳振动频率区间为9～15 Hz；通过正交试验得出深松作业最佳参数为：作业速度0.96 m/s、耕作深度300.24 mm、振动频率11.43 Hz。为了测试切振共作深松机的实际减阻性能，结合仿真结果并参考深松作业最佳参数，设置拖拉机前进速度1.0 m/s，作业深度为300 mm，振动频率为9、12和15 Hz，进行田间试验。结果表明：在相同速度和耕深条件下，切振共作深松机相较于非振动深松机均有明显的减阻效果，耕作阻力降低15.43%～37.56%；功耗降低8.87%～32.32%，在振动频率为12 Hz时，减阻效果最佳，耕作阻力降低37.56%，功耗降低32.32%，土壤坚实度降低74.11%，土壤扰动系数为56.32%，深松深度为309 mm，深松深度稳定性系数为98.16%，深松深度及其稳定性符合行业标准。切振共作深松机减阻降耗效果明显，可为振动深松机的优化设计提供参考。

关键词：农业机械仿真丘陵山地深松机 EDEM

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基于思维链的大语言模型知识蒸馏

数据采集与处理 2024年第3期39卷 547-558页

作者：李荣涵浦荣成沈佳楠李栋栋苗启广西安电子科技大学计算机科学与技术学院西安710000 武警工程大学反恐指挥信息工程教育部重点实验室(立项) 西安710086

思维链(Chain of thought,CoT)提示使大语言模型能够按照具体推理步骤处理复杂的任务,让大语言模型在常识推理、数学逻辑推理和可解释性等方面表现出更强的能力。然而,CoT方法的主要缺点在于其对庞大语言模型的依赖,这些模型通常拥有数... 详细信息

思维链(Chain of thought,CoT)提示使大语言模型能够按照具体推理步骤处理复杂的任务,让大语言模型在常识推理、数学逻辑推理和可解释性等方面表现出更强的能力。然而,CoT方法的主要缺点在于其对庞大语言模型的依赖,这些模型通常拥有数百亿的参数,在大规模部署方面面临挑战。为此,本文提出一种基于思维链的大模型知识蒸馏方法,主要目标在于充分利用大型语言模型的思维推理能力,通过知识蒸馏技术,引导小模型解决复杂任务。以大型模型为教师模型,小型模型为学生模型,通过获取教师模型的推理数据来微调学生模型。通过更改数据生成方式、基于聚类的问答示例采样、示例启发式纠错以及答案的自适应生成等一系列精心设计的方法,使教师模型的生成过程更高效,生成的推理数据质量更高、数量更多,从而更好地微调学生模型,使其获得强大的推理能力,实现高效的知识蒸馏。这一研究框架旨在建立一个有效的知识传递机制,使得大模型的深度思考能够有效指导小模型,为解决复杂任务提供更为智能且高效的解决方案。通过这种方式,希望能够克服大模型部署的挑战,并促进语言模型在现实世界中的应用和进步。

关键词：思维链逻辑推理知识蒸馏微调

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基于模糊策略的水肥一体机控制可行性分析

农机化研究 2024年第8期46卷 226-230页

作者：胡伟强郑州职业技术学院郑州450121

为进一步提高我国农业水肥一体机的综合作业效率,实现用水量与施肥量的混合浓度最优配置,以模糊策略为设计基点,针对整机控制展开可行性分析研究。以整机作业架构组成为基础,考虑灌溉施肥同步过程的水肥动态平衡,搭建正确的模糊策略模型... 详细信息

为进一步提高我国农业水肥一体机的综合作业效率,实现用水量与施肥量的混合浓度最优配置,以模糊策略为设计基点,针对整机控制展开可行性分析研究。以整机作业架构组成为基础,考虑灌溉施肥同步过程的水肥动态平衡,搭建正确的模糊策略模型,进行系统的软件设计与硬件匹配。通过升级型水肥一体机实施灌施作业的效果验证,结果表明:基于模糊策略的水肥一体机控制系统整体试验过程顺畅,灌施的肥液均匀度可相对提升8.77%,系统对于各监测参数的响应度与稳定性均保持在90%以上,验证了设计的可行性;试验中节水率和肥料利用率分别较模糊策略应用前提升至91.70%和93.15%,整体灌施效率良好,说明了此模糊策略应用设计的优越性。研究结果对于实现水肥一体装备的智能控制水平向纵深提升具有很好的参考价值。

关键词：水肥一体机模糊策略动态平衡肥料利用率纵深提升

基于DTN路由的多通路精准灌溉系统布局设计

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农机化研究 2024年第7期46卷 141-145页

作者：王新科高瑞敏郑州职业技术学院郑州450121

为进一步提升我国智能灌溉装备的综合作业效率,从多通路实施与精准化控制角度展开布局设计。以灌溉系统的作业原理及田间信息获取特征为出发点,建立灌溉网络的DTN路由算法模型,实施网络节点的规划分配与通道布置,形成精准性的逻辑控制... 详细信息

为进一步提升我国智能灌溉装备的综合作业效率,从多通路实施与精准化控制角度展开布局设计。以灌溉系统的作业原理及田间信息获取特征为出发点,建立灌溉网络的DTN路由算法模型,实施网络节点的规划分配与通道布置,形成精准性的逻辑控制流程及节点网络相互执行关系。进行系统性的灌溉试验,结果表明:基于DTN路由算法的多通路精准灌溉系统布局正确可行,信息投递成功率可达94.13%,节点转发率可达96.07%,各信息传递的实时准确,各阀门组件的动作协调,综合灌溉效率实现了高于90%的优化目标,是DTN路由控制理念在灌溉装备领域的应用创新思路之一,具有较好的推广意义。

关键词：智能灌溉精准化控制 DTN路由算法投递成功率节点转发率

上浮气泡与自由表面相互作用的ISPH-FVM耦合方法模拟

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力学学报 2024年第5期56卷 1261-1270页

作者：徐义祥杨刚邢钰林胡德安湖南大学机械与运载工程学院特种装备先进设计技术与仿真教育部重点实验室长沙410082

上浮气泡与自由表面相互作用的过程涉及复杂的界面拓扑演化,该过程一直是气泡流研究领域广为关注的问题之一.为探究上浮气泡与自由表面相互作用动力学行为,将不可压缩光滑粒子流体动力学(incompressible smooth particle hydrodynamics,... 详细信息

上浮气泡与自由表面相互作用的过程涉及复杂的界面拓扑演化,该过程一直是气泡流研究领域广为关注的问题之一.为探究上浮气泡与自由表面相互作用动力学行为,将不可压缩光滑粒子流体动力学(incompressible smooth particle hydrodynamics,ISPH)方法与有限体积法(finite volume method,FVM)相结合提出了一种ISPH-FVM耦合方法.在ISPH-FVM耦合方法中,粒子和网格之间的信息交互是通过核近似插值技术实现,并将连续表面应力模型(continuous surface stress,CSS)引入当前耦合框架中以评估相界面处表面张力效应.此外,CSS模型通过FVM网格上定义的体积分数进行离散和计算,并且网格上的体积分数是通过网格支持域内ISPH粒子的核近似插值获得的.随后,利用ISPH-FVM耦合方法模拟了平衡状态下圆形气泡振荡以及单气泡上升,并将模拟结果与其他数值方法结果进行比较,验证了当前耦合方法中表面张力模型的收敛性以及界面追踪的准确性.为测试ISPH-FVM耦合方法模拟涉及复杂拓扑变化气泡流的性能,对上浮气泡与自由表面相互作用的动力学行为进行了分析,并且研究了不同韦伯数(We)以及雷诺数(Re)对气泡与自由表面相互作用的影响.研究发现,随着We数增加上浮气泡与自由表面相互作用时界面将发生大的畸变并且产生的夹带液滴数量也相应增加,然而上浮气泡与自由表面相互作用的过程并没有随Re数的增加而发生明显差别.

关键词：耦合方法不可压缩光滑粒子流体动力学方法有限体积法气泡上升自由表面相互作用

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基于计算机视觉的采摘机器人作业优化研究

农机化研究 2024年第8期46卷 235-239页

作者：王新科李凯郑州职业技术学院郑州450121

为进一步提高我国采摘机器人智能化作业水平及采摘效率,基于计算机视觉应用技术展开优化研究。以采摘机器人结构组成为设计基点,运用视觉控制核心理念建立采摘机器人视觉识别处理与控制数学模型,实施相适应的采摘路径规划和系统采摘状... 详细信息

为进一步提高我国采摘机器人智能化作业水平及采摘效率,基于计算机视觉应用技术展开优化研究。以采摘机器人结构组成为设计基点,运用视觉控制核心理念建立采摘机器人视觉识别处理与控制数学模型,实施相适应的采摘路径规划和系统采摘状态输出设计。同时,进行视觉采摘验证试验,结果表明:基于计算机视觉的采摘机器人系统优化正确可行,整机综合采摘效率可达94.61%,系统识别准确率与控制精度分别相对提升了6.12%和5.25%,机器人采摘成功率可提升至95.98%。因此,将计算机视觉处理技术有效应用至采摘机器人设计改进,对于类似农业采摘与收获装备开发研究可提供创新及借鉴思路,推广价值良好。

关键词：采摘机器人计算机视觉视觉控制识别准确率采摘成功率

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基于多信号和改进经验傅里叶分解的故障特征提取方法

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机电工程 2024年

作者：朱丹宸何伟朱群伟海军士官学校机电系九江职业技术学院机械工程学院海军装备部驻广州地区军事代表局

针对滚动轴承故障信号受设备多结构和复杂传递路径干扰，故障诊断准确性受到影响这一难题，提出了一种基于多信号改进经验傅里叶分解（MS-IEFD）的轴承故障特征提取方法。首先，为了充分利用多信号中的故障特征，利用改进经验傅里叶分... 详细信息

针对滚动轴承故障信号受设备多结构和复杂传递路径干扰，故障诊断准确性受到影响这一难题，提出了一种基于多信号改进经验傅里叶分解（MS-IEFD）的轴承故障特征提取方法。首先，为了充分利用多信号中的故障特征，利用改进经验傅里叶分解处理了两个不同测点测得的故障信号，设定各阶模态信号与原始信号的相关系数阈值为0.1，并以此为依据确定了信号分解的最佳个数；然后，提出了加权的谐波显著性指标对初始的频带划分进行了优化，避免了信号过分解，减少了带宽过窄的无效频带，以此指标最大值为准，确定了最优模态分量；其次，借助互相关分析的优势，分析了两信号的最优模态分量以进一步增强信号的特征成分，借助快速傅里叶变换准确提取了滚动轴承故障特征，判断了轴承故障类型；最后，利用MS-IEFD方法对仿真和实验信号进行了分析，仿真分析时构造了信噪比为-10 dB和-15 dB的信号，用以模拟不同测点信号的情况，实验分析时利用实验台测得了不同测点处的滚动轴承振动信号。研究结果表明：MS-IEFD方法能从强背景干扰中准确提取出滚动轴承故障特征，为准确判断滚动轴承故障类型提供依据；与变分模态分解（VMD）等方法相比较，可进一步突出MS-IEFD方法的有效性。

关键词：滚动轴承故障诊断多信号频带划分互相关谱多信号改进经验傅里叶分解变分模态分解

新能源汽车技术专业“三教”改革实施路径研究

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汽车零部件 2024年第5期 47-50页

作者：宫岩峰辽宁装备制造职业技术学院

以辽宁装备制造职业技术学院新能源汽车技术专业教学改革实践为例，对职业院校新能源汽车技术专业“教师、教材、教法”（简称“三教”）改革现状进行了研究，结合职业教育产教融合教育模式，详细阐述了新能源汽车技术专业“三教”改革... 详细信息

以辽宁装备制造职业技术学院新能源汽车技术专业教学改革实践为例，对职业院校新能源汽车技术专业“教师、教材、教法”（简称“三教”）改革现状进行了研究，结合职业教育产教融合教育模式，详细阐述了新能源汽车技术专业“三教”改革实施过程中采取的各项措施，从师资、教学内容、教学方法三方面的改革共同着力，整体提高综合教学质量，提升学生岗位能力。

关键词： “三教”改革新能源汽车职业教育