高速摄像技术在两相流场籽粒运动测量中的应用

利用高速摄像技术研究多相流场物料籽粒运动规律。文章以振动输送装置中物料籽粒运动测量中的应用为例,采用高速摄像系统连续采集流场的图像,然后进行图像的分析和处理。对物料籽粒的运动轨迹、速度信息进行测量的结果表明,利用高速摄像可以很好的研究多相流场的物料籽粒运动规律。     

基于图像分析的小麦籽粒高通量表型系统研究

小麦籽粒表型信息的准确测量对于小麦基因选择和新品种选育至关重要。现阶段,很多小麦育种者使用手工方法提取小麦籽粒表型信息,效率低下,准确率不高。为解决以上问题,本研究开发了一款基于图像分析的小麦籽粒高通量表型系统。该系统采用Matlab GUI开发,具有籽粒形态分析和颜色分析功能,可以测量小麦籽粒长径、短径、面积、长宽比及提取籽粒的颜色信息;另外还内置卷积神经网络训练和判别功能,可以通过软件训练自己的数据集进行品种判别。通过对7个品种手工测量与系统测量结果的误差分析,本系统测量绝对误差平均值0.1 mm,相对误差平均值3.4%,与手工测量结果一致,并且本系统测量结果受小麦籽粒摆放角度和种脐摆放位置的影响较小,可以大幅提高检测效率。另外,本系统运行配置方便,整个系统软硬件价格低,为广大小麦科研人员提供了一种简单高效的小麦籽粒表型信息提取工具。     

玉米籽粒力学性质的试验研究

对不同影响因素下，玉米籽粒的力学性能进行了试验。在物料力学性能试验台上分别对玉米籽粒及各组分的力学性能进行压缩破裂试验。其结果表明，不同品种的玉米籽粒沿不同方向的抗破裂能力有显著差异，其抗破裂能力主要取决于角质胚乳和种皮的力学特性；当含水率降低时，籽粒的破裂力有所增加，但变形减小。     

基于离散单元法的水稻籽粒快速颗粒建模研究

[目的]离散单元法(discrete element method,DEM)主要用于离散颗粒物料研究领域,非规则形状颗粒建模耗费大量时间,且模型精度对颗粒间的动力学响应特性有较大影响,故本文采用离散单元法研究水稻籽粒快速颗粒建模方法,旨在提高非规则形状颗粒建模效率及精度。[方法]以‘中早39号’早稻籽粒为研究对象,通过非接触式3D激光扫描法重构籽粒3D模型;采用手动填充颗粒建模方法,设置球体坐标、接触半径及物理半径使填充颗粒模型三轴尺寸及体积接近实际籽粒;采用自动填充颗粒建模方法,对籽粒3D模型划分网格及获取网格单元坐标信息,然后通过工程离散单元法(engineering discrete element method,EDEM)中的应用程序编程接口(API)实现多球快速聚合颗粒建模;通过高斯拟合法对自动填充颗粒建模中的填充参数进行优化分析,并通过籽粒自然堆积角仿真与试验对比验证模型精度。[结果]重构籽粒3D模型与实际籽粒对比尺寸误差均在5%以内;手动填充颗粒模型填充球数164个,耗时约25 h,尺寸误差均在5%以上;自动填充颗粒模型填充球数203个,球体物理半径为1.2 mm时颗粒模型最优,耗时约1 h,尺寸误差除厚度外均在5%以下;自动填充颗粒自然堆积角仿真结果与试验结果误差为0.76%。[结论]基于EDEM中API自动填充颗粒建模方法具有高效、精确等优点,为非规则形状颗粒物料的离散单元法研究提供了一种有效的颗粒建模方法。     

玉米籽粒大小特征检测方法研究

提出一种自动获取玉米籽粒大小特征和总粒数的方法:通过振动给料机实现玉米籽粒快速喂料,利用输送带和线阵相机的无偏差匹配,准确获取玉米籽粒图像,对籽粒图像进行二值化、除杂、筛选、粘连籽粒分割等处理,测量玉米籽粒的粒长、粒宽和籽粒总粒数。研究了图像处理过程中不同阈值、不同粘连籽粒处理方法对测量结果的影响。对100个样品进行的试验结果表明:阈值数设定为24、采用平均面积法时,测量的误差最小,测量结果与人工测量值相比较,玉米籽粒总粒数、粒长、粒宽的相关系数分别为0.999 3、0.900 0、0.930 0,平均相对误差分别为0.26%、3.85%、3.63%。     

复杂条件下多玉米籽粒识别与统计方法研究

为提高复杂条件下多玉米籽粒的识别与统计效果,以图像处理为手段,在非均匀光照校正和噪声滤除的基础上,提出了新的图像阈值搜索范围和新的阈值判别准则,以寻找最佳阈值。采用改进的最大类间方差(Otsu)算法对玉米籽粒图像进行分割,结合基于连通区域的面积法对籽粒数目进行统计。试验结果表明:研究的新算法不仅缩短了运算时间,并且有效的去除了非均匀光照和噪声等因素的干扰,提高了玉米籽粒识别与统计的准确率。通过对50幅玉米籽粒图像进行算法测试,得出籽粒识别的平均准确率达到97%,说明了研究提供的籽粒分割与统计方法准确率高,对于种子千粒重等物料特性分析有重要的应用价值。     

机械化收获玉米籽粒的思考

本文对影响玉米籽粒机械收获的主要因素进行深入分析，肯定了玉米籽粒机械收获的可行性，并对玉米籽粒机械收获提出了有效措施和办法。     

水稻籽粒灌浆特性与籽粒充实度的关系

对籽粒充实度明显不同的亚种间杂交稻及品种间杂交稻和常规稻的灌浆特性进行了分析，结果表明，不同籽粒充实度的品种其灌浆特性明显不同。籽粒充实好的亚杂组合其起始生长势在强、弱势粒之间相差小，最大灌浆速率与平均灌浆速度相差也小，表现为强、弱势粒灌浆接近同步，而籽粒充实差的则刚好与此相反。由此说明，部分亚杂组合籽粒充实不良的主要原因是弱势粒灌浆启动期滞后与灌浆速率小。同时也发现常规品种同样存在这种情况。研究还表明，同化产物供应量不是限制籽粒充实的主要因子，在很大程度上与其籽粒本身生理活性有关。     

裸燕麦籽粒压缩力学性能试验及破裂生成规律分析

为降低裸燕麦籽粒在机械收获、播种、干燥、运输及加工等过程中的机械损伤,掌握裸燕麦籽粒压缩力学特性及其破裂生成规律,以白燕2号裸燕麦为研究对象,在CTM2050型微机控制电子万能材料试验机上,对其籽粒进行了压缩力学性能试验,测得6个含水率下的裸燕麦籽粒在X轴、Y轴及Z轴三个方位加载下的屈服载荷,并观察籽粒在受压过程中破裂的生成规律。试验结果表明:沿同一方位压缩时,屈服载荷随含水率的升高而降低,如沿X轴方位对籽粒压缩时,籽粒含水率由11.97%升高至26.97%,而籽粒的屈服载荷则由29.33N降低至18.80N;在同一含水率下,沿X轴方位对籽粒进行压缩时屈服载荷最大,Z轴压缩时次之,Y轴压缩时最小,如籽粒含水率为11.97%,沿X轴方位对籽粒进行压缩时屈服载荷为29.33N,沿Z轴压缩时为28.02N,沿Y轴压缩时为13.72N;压缩方位相同,裸燕麦籽粒受到压缩力作用产生破裂的基本规律大致相同;压缩方位不同,裸燕麦籽粒破裂方向一致,均沿长度(L)方向破裂,但是破裂位置不同。沿X轴方位压缩,破裂位置出现在背面以及腹面边缘处;沿Y轴方位压缩,破裂位置出现在腹沟线处;沿Z轴方位压缩,破裂位置出现在腹沟线及背面边缘处。研究结果为裸燕麦机械化收获、播种及相关加工机械的设计、开发、参数优化提供理论依据。     

育种小麦籽粒力学特性的有限元分析

在建立育种小麦籽粒几何模型与有限元计算模型的基础上,运用有限元分析方法对小麦籽粒在压载作用下不同受力部位的应力分布进行了分析,获得了育种小麦籽粒在不同施力位置的压载作用下的力学性质,从而为深入研究育种小麦籽粒的损伤机制、优化脱粒装置提供理论依据。经模型仿真计算和试验结果相比较,得出育种小麦籽粒宏观破裂位置与破裂方向与有限元分析是一致的。在种子腹面施加压缩载荷时,种子的宏观破裂是沿腹沟处的应力裂纹;在种子顶面施加压缩载荷时,种子的宏观破裂是从底面两侧开始,在胚顶部与胚乳共生处相交,而后沿胚中部向下扩展的裂纹;种子的宏观破裂是由内部裂纹引起。     

基于计算机视觉的图像采集对水果分级准确率的影响

介绍了基于计算机视觉技术的水果分级装置和摄像系统现状与仿球形水果图像采集过程;指出了目前分级过程中水果表面信息漏采的现象;根据视场内水果、相机镜头及水果图像三者的关系和水果的直线运动与翻滚运动特性,分析了影响分级机分级准确率的水果图像拖尾和水果翻滚误差及其原因,并给出了图像拖尾和翻滚累计误差的计算公式;提出了解决因水果图像拖尾影响分级准确率的方案和水果翻滚运动跟踪的变周期图像采集系统.     

手持GPS测量林地面积的应用

利用手持GPS对不同大小的林地面积进行了测量,并分析了其误差规律,给出了单次测量误差的纠正方法.结果表明:林地形状对测量结果无显著差异;对于面积大于1h㎡的林地,可以直接用手持GPS单次测量结果作为林地的面积值;面积在0.3～1.O h㎡的林地,可以将手持GPS单次测量结果代入误差模型中,以计算出的理论值作为林地的面积...     

论高校校园树草配植艺术

提出高校园林绿化快速发展的进程中，一些校园出现的以草代树的错误倾向，提出校园充分植树种草，以树为主的观点，并就此论述了树草配植艺术问题。     

离心泵叶轮切割计算公式的推导

利用叶轮剪裁图求出切割后的叶片出口安放角和绝对液流角，探索出一种新的较准确的叶轮切割计算方法，以减小叶轮切割的误差。     

具有形位误差的装配尺寸链的分析计算

研究了形位误差对装配精度的影响，通过分析把形位误差作为一个减环纳入装配尺寸链内，并用表格法进行计算，保证了装配尺寸链的计算精度，为进一步提高机械产品质量提供了理论依据。     

一种基于图像特征值算法的叶面积测定方法

提出一种基于图像特征值算法的叶面积测定简化方法。应用扫描图像RGB三原色灰度值分离理论,根据植物叶片扫描图像像素点的分布特征,选用蓝色灰度值作为特征值,以扫描图像灰度中间值127作为叶面积图像与背景图像灰度值的判读指标,通过叶片像素点的分布比例计算叶片面积。将已知面积的矩形绿纸片分别随机裁剪成多个碎片,用本文方法测定碎片面积,并分别计算每个叶片的碎片面积之和进行系统精度验证,测定结果与标准面积的相对误差小于0.5%。采集60个水稻叶片分别采用本文方法和复印称重法测定叶片面积,对本文方法进行进一步验证,相关性分析结果表明,二者相关系数r=0.997 1,达极显著水平。本文方法具有较高测定精度,满足叶面积测定要求。     

关于林业企业试行股份制的探讨

分析总结了我国集体林业企业,国营林业企业实行股份制的做法,分别提出集体林业企业实行“股份制加承包制”,国营林业企业实行划小核算单位,进行股份制组合,形成企业集团的具体模式。     

黑龙江省推进休闲农业发展的新思路

阐述了休闲农业的定义和内容,剖析了黑龙江省休闲农业现状及问题,从循环经济和可持续发展农业的角度,在分析黑龙江省休闲农业总体规模小的现状基础上,针对存在的主要问题,结合北大荒现代农业科技园区策划、规划的实例,提出了近期在战略决策上要将城市近郊具有多功能的农业科技园区摆在休闲农业发展首位,充分发挥省科协、科研单位的信息、管理、规划、科技、人才优势,充分利用院县科技共建网络优势,推进休闲农业发展的新思路。     

论新疆的生态问题

可持续发展是新疆大开发的必然选择,新疆在今后的一切人为经济活动中,必须认真分析所面临的人口、资源、环境压力,正确处理好人口、资源开发、经济发展与环境之间的关系,树立"预防为主,保护优先"的思想.     

网络文化对高校教师影响及其对策

计算机网络等信息技术的迅猛发展使网络生活成为新的文化时尚,即网络文化,它对高校学生产生了前所未有的影响,更冲击着教育者的权威,对高校教育模式也提出了严峻挑战.指出了当前高校教育工作者的网上责任,把德育放在首位,大力提高个人信息素质,加强校园信息网建设,构筑起抵制不良冲击的“防火墙”.