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。     

罗汉果花提取液对亚硝酸盐清除效果研究

探索罗汉果花提取液对亚硝酸盐的清除效果，为罗汉果花的开发利用提供相关理论依据。以罗汉果花提取液对亚硝酸盐的清除率为考察指标，分别研究不同提取方法和提取溶剂所获得的提取液对亚硝酸盐的清除效果，在确定最佳提取方法和提取溶剂的基础上，通过单因素试验和正交试验对提取工艺进行优化。结果表明，采用蒸馏水作为溶剂，利用微波辅助浸提法效果较好，最佳提取工艺为：微波功率490 W，提取时间2 min，料液比1∶15（g/mL）。在此条件下，罗汉果花提取液对亚硝酸盐清除率达到56.83%。     

红树莓果酒的酿造工艺研究

中国盛产小浆果,但小浆果不容易保存且季节性强,因此附加值较低,为了提高小浆果的产品附加值,本试验研究了小浆果酒的发酵工艺,并探讨了解决出汁率低,果酒单宁含量过少所导致的货架期短、挥发酸高、不易澄清等问题。试验以小浆果红树莓为原料,经破碎、酶解、澄清、发酵、过滤等工艺,制得了发酵型红树莓果酒,经过单因素和正交试验优化发酵工艺,确定最佳的酿造工艺条件。结果表明,酶解过程采用25 g/kL EMACLAR果胶酶和25 g/kL EVZYM果胶酶低温酶解14 h,与传统方式对比,出汁率提高了10%;发酵过程,红树莓果汁初始糖度19%,利用VP5为酿酒酵母,接种量为10%,发酵温度22℃;发酵结束后使用树脂降酸,澄清过程使用30 g/100 L硅藻土、15 g/100 L明胶复合澄清的方式。在此工艺条件下得到的红树莓果酒酸度爽口,色泽清亮、均匀,有明显的树莓香气和纯正的发酵型香气。     

具有解析式位置正解的2T1R并联机构运动性能分析

求解具有解析式位置正解且部分运动解耦的并联机构,有利于后续的误差分析、动力学分析、运动轨迹规划与控制等。基于方位特征方程(POC)的并联机构设计理论与方法,设计了两种具有解析式位置正解且部分运动解耦的2T1R并联机构,并对这两种机构进行了方位特征、自由度及耦合度等主要拓扑性能分析;提出基于拓扑特征的运动学建模与求解方法,并据此求解了两种机构的解析式位置正解;基于导出的位置反解,分析了两种机构工作空间、奇异位形、动平台的速度与加速度变化规律。最后比较了两种机构的运动性能,选择了优选机型。为优选机型的动力学分析与样机研制提供了理论基础。     

三类病毒感染下的手足口病模型的动力学分析

建立了CA16病毒、 EV71病毒及其他病毒株感染下周期性发病的手足口病模型.得到了模型的基本再生数并用它证明了模型无病平衡点的全局渐近稳定性.另外,分析了单一病毒株周期解的稳定性.最后,发现基本再生数最大的病毒株会持续生存下来,其他两种病毒株会被竞争排斥掉.     

潮汐灌溉模式下不同营养液对辣椒幼苗生长的影响

为了培育辣椒壮苗，在潮汐灌溉模式下筛选适合辣椒穴盘育苗的营养液，探讨不同营养液在辣椒穴盘育苗上应用的可行性，以国塔166为试材，以草炭、蛭石（体积比3∶1）为栽培基质，进行试验研究。试验采用6种营养液配方，通过测定株高、茎粗、干鲜质量、壮苗指数、叶绿素含量、光合参数、根系活力、根系形态等指标，筛选最优营养液配方。结果表明：Arnon和Hoagland 番茄配方处理辣椒幼苗的株高、茎粗、地上鲜质量、地上干质量、叶绿素含量、净光合速率、气孔导度、壮苗指数、根尖数等指标均最高，其中壮苗指数分别较日本山崎番茄、Hoagland和Arnon、华南农业大学、Rothamsted、日本山崎甜椒配方高出44.44%、62.50%、30.00%、116.67%、62.50%。综上可知，Arnon和Hoagland 番茄配方是潮汐灌溉模式下辣椒穴盘育苗的最佳配方。     

Y-S-Y12发酵液和生物质热解液混配对辣椒炭疽病的防治及作用机理

为探究解淀粉芽孢杆菌Y-S-Y12拮抗菌发酵液和生物质热解液混配对辣椒炭疽病的协同防病作用及其作用机理，对不同浓度生物质热解液、拮抗细菌Y-S-Y12菌株的发酵浓缩液及其混配溶液对辣椒炭疽病的抑菌作用进行检测，计算出毒力方程，根据EC50值将两种溶液进行混配，求得最佳配比。通过活体试验检测Y-S-Y12菌株对辣椒炭疽病果实的防治效果，测定叶片超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD)、过氧化物酶（peroxidase，POD）和过氧化氢酶（hydrogen peroxidase，CAT）活性，并探究各药剂对辣椒炭疽病病菌菌丝的细胞膜通透性、生理代谢和菌丝形态的影响。结果显示，Y-S-Y12菌株发酵浓缩液和生物质热解液以1∶9混配具有明显的协同增效作用;混配的防效显著高于单剂，防效达到79.62%，进一步说明混配具有增效作用。混剂处理的辣椒炭疽病菌菌丝中的几丁质酶活性、β-1,3-葡聚糖酶活性和蛋白酶活性显著高于对照和单剂处理，处理后菌体的保护屏障被打破，使培养液的电导率、外渗液中蛋白质和核酸含量上升。混剂处理的辣椒叶片中SOD、POD、CAT酶活性显著高于对照和单剂处理，说明辣椒植株抗病性增强。综上，Y-S-Y12菌株发酵液和生物质热解液混配对辣椒炭疽病有协同防病作用，可能是因为Y-S-Y12菌株具有破坏辣椒炭疽病菌菌丝和诱导辣椒植株抗病性作用。研究为辣椒炭疽病无公害防治提供理论依据。     

基于原型网络的小样本禽蛋图像特征检测方法

机器视觉因具有检测速度快、稳定性高及成本低等优点，已发展成为禽蛋无损检测领域主流检测手段。使用该技术对禽蛋进行无损检测时，需要依赖大量禽蛋图像作为数据支撑才能取得较好的检测效果。由于养殖安全等限制，禽蛋图像数据的采集成本较高，针对该问题，提出了一种适应于小样本禽蛋图像检测的原型网络（Prototypical network）。该网络利用引入注意力机制的逆残差结构搭建的卷积神经网络将不同类别的禽蛋图像映射至嵌入空间，并利用欧氏距离度量测试禽蛋图像在嵌入空间的类别，从而完成禽蛋图像的分类。本文利用该网络分别验证了小样本条件下受精蛋与无精蛋、双黄蛋与单黄蛋及裂纹蛋与正常蛋的分类检测效果，其检测精度分别为95%、98%、88%。试验结果表明本文方法能够有效地解决禽蛋图像检测中样本不足的问题，为禽蛋图像无损检测研究提供了新的思路。     

菠萝蜜种子淀粉制备香草兰微胶囊的工艺研究

以菠萝蜜种子淀粉为壁材,采用饱和水溶液法制备香草兰精油微胶囊,以包埋产率为指标,采用响应面分析法对微胶囊的包埋条件进行优化探讨。结果表明:5个单因素中,影响最显著的因素为壁芯材比例、包埋温度和包埋时间。响应面优化得到香草兰精油微胶囊的最佳工艺条件为壁芯材比例为7.5∶1;包埋时间72 min;包埋温度54℃,此条件下的包埋产率为(95.46±0.2)%,包埋率为(76.35±0.6)%,载油量为(27.73±0.3)%。试验证明,此条件结果与模型预测值相吻合,此工艺条件可为菠萝蜜种子淀粉包埋香草兰精油微胶囊工艺提供理论依据。     

不同外援营养液对白灵菇生长的影响

以白灵菇菌株TN01为试材,选取香菇、杏鲍菇、白玉菇3种食用菌菇根为原料配制外援营养液,测定各营养液主要成分含量,并研究了不同类型与浓度营养液对白灵菇菌丝及子实体生长的影响,以期为白灵菇的高产栽培技术提供参考依据。结果表明:与常规PDA培养基相比,适量加入白玉菇菇根提取液可提高白灵菇菌丝生长速度;添加外援营养液对子实体的农艺性状影响不大,对产量有一定的促进作用,其中施用香菇菇根提取液的白灵菇子实体产量最高,小区总产量与对照相比提高了54.6%。施用香菇菇根提取液后对白灵菇子实体中的硝酸盐含量及蛋白质含量有提升的效果,但对亚硝酸盐及粗纤维含量无促增长的效果。