基于深度学习的诱捕器内红脂大小蠹检测模型

红脂大小蠹是危害我国北方地区松杉类针叶树种的重大林业入侵害虫,其虫情监测是森林虫害防治的重要环节。传统的人工计数方法已经无法满足现代化红脂大小蠹监测的需求。为自动化识别并统计信息素诱捕器捕获的红脂大小蠹,在传统信息素诱捕器中集成摄像头,自动采集收集杯内图像,建立蠹虫数据集。使用K-means聚类算法优化Faster R-CNN深度学习目标检测模型的默认框,并使用GPU服务器端到端地训练该模型,实现了诱捕器内任意姿态红脂大小蠹的目标检测。采用面向个体的定量评价和面向诱捕器的定性评价两种评价方式。实验结果表明：较原始Faster R-CNN模型,该模型在困难测试集上面向个体和诱捕器的精确率-召回率曲线下面积（Area under the curve,AUC）提升了4.33%和3.28%。在整体测试集上个体和诱捕器AUC分别达0.9350、0.9722。该模型的检测速率为1.6s/幅,准确度优于SSD、Faster R-CNN等目标检测模型,对姿态变化、杂物干扰、酒精蒸发等有较好的鲁棒性。改进后的模型可从被诱芯吸引的6种小蠹科昆虫中区分出危害最大的红脂大小蠹,自动化地统计诱捕器内红脂大小蠹数量。     

基于K-SVD基的林区监测站数据采集方法研究

基于K-SVD字典学习算法（K-singular value decomposition, K-SVD）的压缩感知技术应用在林区微环境监测站中,可极大地减少数据传输数量,从而降低监测站的使用能耗,延长监测站的使用寿命。本文选用空气温度作为实验对象,验证算法的可行性,并与前人提出的基于离散傅里叶变换基（Discrete fourier transform, DFT）的压缩感知方法进行对比实验。实验结果表明,当稀疏度k相同时,K-SVD算法的平均稀疏化误差始终小于DFT算法,且误差分布范围更加集中;当稀疏度和压缩率均相同时,K-SVD算法的平均重构误差也始终小于DFT算法,且误差分布范围更加集中。在林区微环境监测站中,K-SVD算法具有更好的稀疏表示性能以及重构性能,在降低相同系统能耗的同时,也降低了数据传输的误差。     

基于全卷积网络的生猪轮廓提取

【目的】实现猪舍场景下非接触、低成本的生猪轮廓高效提取。【方法】以真实养殖环境下的生猪个体为研究对象,提出一种基于VGG16与UNET相结合的全卷积神经网络模型(VGG-UNET模型)。该模型采用批处理方法,迁移学习VGG16模型参数,通过在模型中构建复制通道深度融合图像深层抽象特征与浅层特征,实现对图像语义级别分割。在30头长白生猪的1 815张数据集上进行模型验证,通过设置不同批大小对比试验,并选取其中具有最佳效果的3组探讨批大小与评价指标值变化趋势间的关系。【结果】测试集上的对比试验结果表明,VGGUNET模型在像素精度与均交并比方面分别达到94.32%和86.60%,比单独采用UNET模型分别高出0.89%和1.67%。不同指标值变化情况与批大小间的关系不尽相同。在本文试验环境下,批大小对模型收敛速度的影响不明显。不同批大小条件下PA及MIoU指标值变化综合分析得出,VGG-UNET模型具有较强稳定性和较高鲁棒性;批大小为8的情况下VGG-UNET模型效果最佳。【结论】本文提出的生猪轮廓提取方法 (VGG-UNET模型)是有效的,能实现精确、稳定的生猪轮廓提取,且分割结果较为完整,同时模型具有较高鲁棒性,可为后续生猪个体识别研究提供参考。     

语境自然性对交流学习语言内容的影响

根据交流语境自然性的特征,研究创设了3种交流方式——语言交流、共享对象的语言交流、共享表情和对象的语言交流,以探查语境自然性对交流学习语言内容的影响.结果发现:随着交流情境中非语言因素的递加,交流语言内容显著减少;结合语言中无关信息的分析发现,对象共同可视性阻碍了语言认知过程,表情因素显著促进语言认知加工的准确性.证实:交流语境的自然性影响交流语言认知加工过程,具体而言,非语言因素(对象可视性和表情可视性)促使交流语言内容的减少,但对象可视性对于交流语言认知产生阻碍性,而表情对交流语言认知产生促进性.     

基于卷积神经网络的菊花花型和品种识别

菊花作为国内十大名花之一,具有极为重要的观赏价值和经济价值,表现为种类丰富、花样瓣形繁多的特点,这些特征对其智能识别和高效的管理带来很大挑战。目前菊花的识别和管理主要靠人工方式,效率不高。本文基于端到端的卷积神经网络技术,直接作用于菊花的原始图像数据,通过逐层进行特征学习,进而利用多层网络获取菊花的特征信息,从而避免了人工提取特征的困难和问题,在此基础上使用优化目标函数实现菊花花型的高效、智能识别。针对菊花花型之间差别细微的特点,在细粒度上实现区分相同花型和不同花型的目标函数,系统不仅能够识别菊花花型,还能给出菊花所属的概率值和该花型涵盖的菊花品种。系统的实现分为离线训练和在线识别2个阶段,训练处的模型可以离线托管在云端以便在移动环境下使用。为了训练网络模型,采集了大量的菊花图像样本,并手工标注了相关的花型和类别信息,在此数据集上,与现有的典型系统进行了对比试验,试验表明:系统平均识别率可以达到0.95左右,部分达到0.98,系统识别精度得到明显提升,除此之外系统还能提供更加详细的菊花种类信息,实现了的菊花花型和品种智能识别和高效管理,具有重要的理论和应用价值,为菊花的自动化管理提供了有力的手段。     

工程专业认证下基于学习分析的学习共享空间再造研究

高等教育机构参与、开展工程教育专业认证,有利于提高各工程专业的教育质量,有利于提升工程教育毕业生的国际竞争力。文章对学习共享空间的发展概况进行总结分析,对专业认证教育中图书馆学习共享空间对学生学习分析、学习支持、终身学习能力培养的重要性进行分析,并对基于学习分析的学习共享空间对工程专业认证建设的作用进行分析。分析了工程专业认证背景下,基于学习分析图书馆学习共享空间对专业教育可保障的向度,总结出未来基于学习分析学习共享空间再造中更新数据管理制度与规划、与学院和部门合作共同制定教育的战略方向、调整图书馆员结构与再配置、为学生提供小组合作的理想物理空间、开发或运维学习分析的系统与平台等路径,为进一步规划与更新学习共享空间提供参考。     

高职院校教师学习力提升研究

现阶段,随着知识更新速度加快,高职院校教师应努力提升自身的学习力。高职院校教师学习力的构成要素包括学习内驱力、学习能力、学习互惠力和学习创新力。高职院校教师与高职院校必须共同努力,从完善管理制度、信息共享、构建教师学习共同体等途径出发提升学习力。     

基于深度自编码器的大型龙门加工中心热误差建模方法

为提高热误差模型的预测能力,提出一种基于深度学习方法的数控机床热误差建模方法。利用模糊聚类法和灰色关联度分析法选取温度变量的热敏感点,采用深度自编码器（Stacked automatic encoder, SAE）网络从选出的输入样本中提取特征,构建特征集,然后使用遗传优化算法（Genetic optimization algorithm, GA）对BP神经网络参数进行寻优,从而提出一种基于SAE-GA-BP的数控机床热误差建模方法。以某大型龙门五面加工中心为实验对象,研究并选择了加工中心加工过程中的主要误差源——主轴热误差进行补偿,对主轴热误差深度学习模型和多元回归模型进行了分析对比。结果表明,在预测精度方面所提出的建模方法优于传统多元回归模型,从而验证了该建模方法的可行性和有效性。     

基于Faster-RCNN的肉鸡击晕状态检测方法

为了准确识别屠宰加工中肉鸡的击晕状态,提出了一种基于快速区域卷积神经网络的肉鸡击晕状态检测方法。对输入图像进行归一化处理,通过卷积神经网络（VGG16）提取肉鸡的卷积特征图,利用区域建议网络提取预测框,在卷积特征图上采用非极大值抑制算法去除重复表述的预测框;将所得的各预测框映射到卷积特征图上,得到预测框在卷积特征图上的候选区域,将其输入感兴趣区域池化层;通过感兴趣区域池化层将大小不一的候选区域进行池化操作、得到统一的输出数据,最后通过全连接层与柔性最大值分类器,输出各击晕类别的概率和预测框的坐标。将2319个样本图像按2∶1的比例随机分为训练集与测试集,对模型进行训练与实验验证。结果表明,本文建立的基于Faster-RCNN的肉鸡击晕状态分类模型对773个测试集肉鸡样本击晕状态分类的总准确率达到96.51%,对肉鸡击晕状态的预测速度可达每小时37000只,基本满足肉鸡屠宰生产线要求。     

多农机重复路径协同作业下的导航路径迭代学习控制

在农作物从种到收多个作业环节中,多农机大都按同一参考路径(存在实时干扰)协同作业。针对"重复路径行驶"特点和借鉴"迭代学习"思想,可以逐渐提高协同作业时的农机导航路径跟踪精度,因此提出一种基于迭代学习控制的农机导航路径跟踪方法。首先,建立了离散的车辆运动学非线性模型;然后,设计了开闭环迭代学习控制律,并进行了收敛性分析;最后,进行了直线和圆形路径跟踪仿真实验。结果表明:迭代学习控制能够实现农机导航路径的完全跟踪;相同迭代次数下,与开环、闭环控制仿真结果比较,开闭环迭代学习控制收敛速度更快,路径跟踪误差逐渐趋近于0。