基于车载二维激光扫描的树冠体积在线测量

采用车载二维激光扫描仪获取树木单侧点云数据,坐标变换后通过设置感兴趣区域检测树木,利用垂直分布特性识别树干,得到树冠中心距离。考虑树冠连续/不连续2种情况进行树木分割,将树冠外缘距离与对应树干距离相减算出树冠厚度。将树冠体积离散化为长方体,利用树冠厚度、相邻测量点垂直方向距离、车辆速度、扫描周期等参数进行计算。采用FIFO缓冲区保存在线数据,新采集的一帧数据写入缓冲区末尾,同时从缓冲区开头读出处理好的数据帧输出,实现树冠体积的在线测量。实验结果证明,树冠连续/不连续场景下,方法均能准确检测分割树冠、识别树干,实现树冠体积的在线测量。     

混合遗传算法在弹箭气动参数优化的应用

弹箭气动参数是影响弹箭飞行运动的重要因素,因此获取准确的弹箭气动参数对弹箭的研制极为重要。在射击实验之后,弹箭参数的辨识实际上就是一个参数优化的过程,但是传统的优化方法在弹箭气动参数优化过程中,很容易陷入局部最优解,而无法准确得出参数,同时遗传算法具有很好的全局优化能力,但是在局部寻优上很慢,因此将二者相结合形成的混合遗传算法来进行弹箭参数优化,效果比单一算法好。     

关联改进算法在煤矿隐患挖掘中的应用

我国煤矿事故频发,煤矿安全生产形势严峻,为了能够根据煤矿隐患参数数据挖掘有效信息,指导煤矿安全生产,根据关联算法中常用的Apriori算法在时间效率上的不足,提出改进算法,并通过实验验证了改进算法的合理性,然后通过改进算法挖掘煤矿安全隐患数据,得到强关联规则,对煤矿安全生产起到较好的促进作用。     

基于立体视觉的农机热锻件测量系统设计

为解决农机热态锻件的在线尺寸测量问题,提出了一种基于计算机双目立体视觉的解决方案。针对热锻件的图像获取、特征提取、图像匹配和三维重建等问题展开研究,分别采用光谱选择性图像采集方案、形态学角点和轮廓提取方案,基于标定立体校正的快速匹配和重建方案,构建了一套在线测量系统。为提高系统的实时性,采用Open CV计算机视觉库函数实现相应算法。以一个被加热至1 000℃圆柱体锻件为试验对象,测量结果直径相对误差为2.20%,高度相对误差为1.81%,用时87s。试验结果表明:所提出的农机高温热锻件几何参数测量方法能够满足锻造生产现场对尺寸测量实时、精确、高效的要求。     

基于高光谱技术的牛肉含水率无损检测

牛肉含水率的高低不仅直接影响牛肉品质,而且会对消费者造成经济损失。为此,通过实验探究了采用高光谱图像技术对牛肉含水率进行检测的可行性,为检测牛肉品质提供依据。采用82个牛肉后腿样本作为实验材料,按5×4×1cm的规格通过国际烘干法测量其真实含水量,并采集它们的光谱图像;获取样本的光谱信息后,通过ENVI及Mat Lab软件获取感兴趣区域。同时,利用不同的预处理方法,分别建立BP神经网络和偏最小二乘校正模型,通过比对两种模型结果,偏最小二乘校正模型能够更有效预测牛肉含水率,校正集相关系数为0.91,校正标准差为0.121,预测集的相关系数为0.89,预测标准差为0.118。研究结果证实,利用高光谱图像技术可以快速无损检测牛肉含水率。     

基于压缩感知的图像降噪处理研究

在农产品图像的动态采集中,可能会出现粘结、叠加及背景干扰等一系列缺陷,同时稀疏采样的图像也可能是不完整的。对于这个棘手的问题,由压缩感知理论可以找到答案。压缩感知理论首先对采集的图像进行稀疏表达,然后选取适合图像的最优小波基,采用凸优化理论及其算法,可以得到花生图像的特征点(降噪点)并进行处理,从而完成噪声的去除。为此,在压缩感知理论的基础上,提出了运用快速迭代阈值收缩(FISTA)算法进行去噪处理,与其他的图像降噪方法相比,体现了速度快、效率高、去噪效果好等优势。     

基于改进BP神经网络的黑龙江农机总动力预测

BP神经网络在人工神经网络中起着至关重要的作用,通过分析标准BP神经网络的基本算法,指出标准BP算法的一些不足,并针对这些不足提出了以一种以相对误差作为误差传递信号的新的改进方法。经试验证明:该方法大大提高了BP神经网络预测结果的精度,同时这种新的改进思想也可以结合其他改进方法一起应用,以更大程度上地提高BP神经网络的运算速度和预测精度。     

图像中成熟苹果果实定位方法研究

针对目前苹果果实图像定位中存在的准确度较低、速度较慢等问题,在分析比较的基础上,对苹果果实定位方法进行了进一步的思考和研究。以3点确定圆算法为中心,配合图像中树枝树叶部分的分割、果实边缘的检测及去除图像的噪声等技术,以使处理速度满足实时要求,并使果实定位结果准确。经测试,本方法对成熟苹果果实具有较好的定位效果。     

农机总动力影响因素的灰色关联分析——基于G-P算法

应用混沌理论中的饱和关联维数法(G-P)与灰色关联分析法,对黑龙江省农机总动力的影响因素进行量化分析;以黑龙江省农机总动力作为灰色关联的模型输出因子及饱和关联维数法计算的对象,从农业劳动力、土地生产规模、购买农机的经济环境及农机具的装备数量等4个不同的角度出发,选择14个不同的农机总动力影响因素作为灰色关联的输入因子。最终,由饱和关联维数法计算农机总动力的嵌入维数,并与灰色关联法对影响因素进行对比分析,得出了影响黑龙江省农机发展的8个主要影响因素,对主要影响因素进行了深入分析,并根据分析结果提出了促进农业机械化发展的建议。     

基于GPS定位的四旋翼飞行器设计

设计基于微控制器STM32F4系列和GPS定位的新型农情监测平台,以微控制器STM32F407为控制核心,用GPS模组、陀螺仪、加速度计等多种传感器测算位置和姿态信息。硬件由飞行控制器、数传模组、动力系统、机架、云台伺服系统组成。软件则采用简洁稳定的四元数加互补滤波姿态解算算法,融入PID控制算法,实现稳定飞行、GPS定位等功能。四旋翼飞行器扩展性高、适应性强,能够适应各种复杂环境,在农情信息采集中具有较高的应用价值。