基于逆运动学降维求解与YOLO v4的果实采摘系统研究

为提高采摘设备的执行效率，采用六自由度机械臂、树莓派、Android手机端和服务器设计了一种智能果实采摘系统，该系统可自动识别不同种类的水果，并实现自动采摘，可通过手机端远程控制采摘设备的起始和停止，并远程查看实时采摘视频。提出通过降低自由度和使用二维坐标系来实现三维坐标系中机械臂逆运动学的求解过程，从而避免了大量的矩阵运算，使机械臂逆运动学求解过程更加简捷。利用Matlab中的Robotic Toolbox进行机械臂三维建模仿真，验证了降维求解的可行性。在果实采摘流程中，为了使机械臂运动轨迹更加稳定与协调，采用五项式插值法对机械臂进行运动轨迹规划控制。基于Darknet深度学习框架的YOLO v4目标检测识别算法进行果实目标检测和像素定位，在Ubuntu 19.10操作系统中使用2000幅图像作为训练集，分别对不同种类的果实进行识别模型训练，在GPU环境下进行测试，结果表明，每种果实识别的准确率均在94%以上，单次果实采摘的时间约为17s。经过实际测试，该系统具有良好的稳定性、实时性以及对果实采摘的准确性。     

改进SSD的灵武长枣图像轻量化目标检测方法

针对加载预训练模型的传统SSD（Single Shot MultiBox Detector）模型不能更改网络结构，设备内存资源有限时便无法使用，该研究提出一种不使用预训练模型也能达到较高检测精度的灵武长枣图像轻量化目标检测方法。首先，建立灵武长枣目标检测数据集。其次，以提出的改进DenseNet网络为主干网络，并将Inception模块替换SSD模型中的前3个额外层，同时结合多级融合结构，得到改进SSD模型。然后，通过对比试验证明改进DenseNet网络和改进SSD模型的有效性。在灵武长枣数据集上的试验结果表明，不加载预训练模型的情况下，改进SSD模型的平均准确率（mAP，mean Average Precision）为96.60%，检测速度为28.05帧/s，参数量为1.99×106，比SSD模型和SSD模型（预训练）的mAP分别高出2.02个百分点和0.05个百分点，网络结构参数量比SSD模型少11.14×106，满足轻量化网络的要求。即使在不加载预训练模型的情况下，改进SSD模型也能够很好地完成灵武长枣图像的目标检测任务，研究结果也可为其他无法加载预训练模型的目标检测任务提供新方法和新思路。     

Improving preventive locust management: insights from a multi‐agent model

BACKGROUND

Preventive management of locust plagues works in some cases but still fails frequently. The role of funding institution awareness was suggested as a potential facilitating factor for cyclic locust plagues. We designed a multi‐agent system to represent the events of locust plague development and a management system with three levels: funding institution, national control unit and field teams. A sensitivity analysis identified the limits and improvements of the management system.

RESULTS

The model generated cyclic locust plagues through a decrease in funding institution awareness. The funding institution could improve its impact by increasing its support by just a few percent. The control unit should avoid hiring too many field teams when plagues bring in money, in order to ensure that surveys can be maintained in times of recession. The more information the teams can acquire about the natural system, the more efficient they will be.

CONCLUSION

We argue that anti‐locust management should be considered as a complex adaptive system. This not only would allow managers to prove to funders the random aspect of their needs, but would also enable funders and decision‐makers to understand and integrate their own decisions into the locust dynamics that still regularly affect human populations. © 2017 Society of Chemical Industry     

水产养殖水下作业机器人关键技术研究进展

传统水产养殖的水下作业任务主要依靠人工完成,劳动强度大,危险性高,水产养殖水下作业面临严峻的人工危机。随着技术进步和制造成本的降低,将水下机器人应用于水产养殖作业有着巨大的需求空间。机器人水下捡拾作业强耦合、多干扰、时变、多体、多环节、作业目标规格形状不一,且作业的精度和速度要求高,机器人水下精准作业是困扰水产养殖界多年的公认难题。本文在对水下机器人-机械手系统(underwater vehicle-manipulator system,UVMS)进行了系统分析的基础上,从弱光照、强耦合、非结构化海洋环境下UVMS的精准捕捞作业目标识别、时变多体捡拾作业条件下水下机器人-机械手系统动力学模型、多扰动条件下目标动物位置识别与定位模型、多约束条件下浅海养殖精准捡拾作业的优化控制等4个方面,对UVMS捕捞作业所涉及的关键技术的地位、国内外研究现状展开分析与讨论,并对所述关键技术的研究前景进行了展望,以期为水产养殖水下作业机器人软件开发提供理论依据和综合性参考。     

论在学农教育中培养学生的社会主义劳动观

社会主义劳动观继承了马克思主义的劳动思想，融合了中国几代领导集体的劳动论述，为开展劳动教育提供了基本遵循。北京农业职业学院在不断发展的学农教育中，始终坚持社会主义劳动观教育，在推进农业劳动为主型学农教育和半工半读型学农教育中不断积累经验，积极探索价值导向型学农教育，主动回应“用劳动托起中国梦”的时代主题。     

基于部分亲和场的行走奶牛骨架提取模型

在奶牛关键点预测的基础上,通过点、线重构奶牛骨架结构,可为奶牛跛行检测、发情行为分析、运动量估测等提供重要参考。本研究基于部分亲和场,以养殖场监控摄像头拍摄的视频为原始数据,使用1 600幅图像训练了奶牛骨架提取模型,实现了奶牛站立、行走状态下关键点信息和部分亲和场信息的预测,并通过最优匹配连接对奶牛骨架结构进行准确提取。为了验证该模型的性能,采用包含干扰因素的100幅单目标奶牛和100幅双目标奶牛图像进行了测试。结果表明,该模型对单目标行走奶牛骨架提取的置信度为78.90%,双目标行走奶牛骨架提取的置信度较单目标下降了10.96个百分点。计算了不同关键点相似性(Object keypoint similarity,OKS)下的模型准确率,当OKS为0.75时,骨架提取准确率为93.40%,召回率为94.20%,说明该模型具有较高的准确率。该方法可以提取视频中奶牛骨架,在无遮挡时具有高置信度和低漏检率,当遮挡严重时置信度有所下降。该模型的单目标和双目标图像帧处理速度分别为3.30、3.20 f/s,基本相同。本研究可为多目标奶牛骨架提取提供参考。     

旋转编码器在回转体回转角度测量中的应用

针对回转体回转角度测量的实际情况，研制了新型回转体回转角度测量仪。该测量仪是以光、机、电为一体的旋转编码器作为传感器，测量回转体的回转角度。这种测量输出的信号为数字信号，克服了零漂、测量准确度低等缺点，提高了测量的准确度和可靠性。     

GIS中目标选取算法的研究

本文分别对点，线及多边形的选取算法进行了研究。在点状团元选取中，以绝对距离代替通用的平方根距离，提高了选承效率，对于线状团元的选取，定义了一种运算量较小的点到曲线的距离，同样提高了选取效率。为了提高多边形的选取效率，对常用的判定一个点是否为多边形内点的“半直线“方法进行改进，得到了一种运算量较小的算法。     

教学资源类网站用户行为跟踪的实现

本文通过教育教学类网站的跟踪,主要对用户所访问的网页、及其对所含对象的时间与频次数据的分析,将收集到的数据以图表的形式呈现给网络课程开发人员,使其对教学网站进行优化,方便教育资源使用者学习。     

浅析行动导向教学法在《食品质量管理》教学中的应用

行动导向教学法强调学生在学习过程中的主体地位,注重学生综合职业能力的培养。文章结合《食品质量管理》的课程特点,探讨行动导向教学法在《食品质量管理》课程中的具体应用,并优化该课程的教学模式。