采用双模态联合表征学习方法识别作物病害

基于深度卷积神经网络的视觉识别方法在病害诊断中表现出色,逐渐成为了研究热点。但是,基于深度卷积神经网络建立的视觉识别模型通常只利用了图像模态的数据,导致模型的识别准确率和鲁棒性,都依赖训练数据集的规模和标注的质量。构建开放环境下大规模的病害数据集并完成高质量的标注,通常需要付出巨大的经济和技术代价,限制了基于深度卷积神经网络的视觉识别方法在实际应用中的推广。该研究提出了一种基于图像与文本双模态联合表征学习的开放环境下作物病害识别模型(bimodalNet)。该模型在病害图像模态的基础上,进行了病害文本模态信息的嵌入,利用两种模态病害信息间的相关性和互补性,实现了病害特征的联合表征学习。最终bimodalNet在较小的数据集上取得了优于单纯的图像模态模型和文本模态模型的效果,最优模型组合在测试集的准确率、精确率、灵敏度、特异性和F1值分别为99.47%、98.51%、98.61%、99.68%和98.51%。该研究证明了利用病害图像和病害文本的双模态表征学习是解决开放环境下作物病害识别的有效方法。     

摩天轮自行车停车装置

针对居民小区内自行车停放占地面积大,摆放不规则,空间利用率低,影响正常交通。在取样地区进行访问与调查后,设计一种空间利用高、稳定性高、存取方便的自行车停车装置,为解决停车难、摆车乱的问题提供一种理论的方法。     

关于我国智慧农机产业发展的分析

智慧农机的涌现被视为农业产业升级的关键及制造业智能升级的重点产业之一,在全面分析我国智慧农机发展的产业基础上,从产业发展的经济性制约、农业劳动力结构调整和农业生产组织形式的进一步分化3方面的影响进行探讨,提出了以增效为主的智慧农机发展策略。     

基于文献分析的拖拉机振动可视化研究

为全面而准确地了解国内外拖拉机振动的研究现状,采用文献分析法对国内外拖拉机振动的相关文献进行研究。利用Citespace可视化文献分析工具对1995—2019年CNKI收录的58篇核心文献和Web of Science核心合集数据库收录的267篇文献绘制可视化图谱,从年代分布、国家分布、关键词共现、作者合作共现、文献共被引方面分析拖拉机振动的研究情况。通过可视化分析可以得出,国内外关于拖拉机振动的核心文献总量不多,仅三百余篇;印度、中国、美国、意大利等国家对该领域的关注度较高,但各国之间合作交流较少; Whole body vibration,tractor,low back pain,driver,exposure是拖拉机振动研究的热点问题;Ramon和朱思洪是主要的发文作者;高被引文献是Scarlett、Sam、Nguyen的三篇文献,研究拖拉机机械结构的振动问题,并评估全身振动和手振动。     

多黎曼流形的判别分析与融合

为了得到低维且更具有判别性的流行表示,并进一步融合各种流行判别分析的结果,本研究提出了基于局部重构的黎曼流形判别分析统一框架,在动态纹理分类,物体识别和人脸识别任务中,验证了该框架的有效性。     

麻山药种植田沙壤土流动性离散元模型颗粒放尺效应

为简化麻山药-沙壤土复合体离散元模型，提高离散单元法在农业领域中的计算效率，以沙壤土为研究对象，在EDEM离散元软件中构建非球形颗粒，进行双目标参数标定试验，采用放大颗粒粒径方法，利用转鼓、坍塌与FT4流变仿真试验，从颗粒群动态堆积角、流动质量、流动速率以及能量等方面探究了颗粒放尺效应对颗粒群物理特性的影响。试验结果表明：干燥处理后的2 mm粒径沙壤土基质静态堆积角和动态堆积角平均值分别为32.16°和35.02°；与独立标定试验相比，双目标标定试验获得的仿真参数更具准确性与唯一性；在动态堆积角试验中，真实沙壤土颗粒在转鼓中所形成的动态堆积角随粒径和旋转速度的增大而减小，而在仿真试验中，转鼓转速相同情况下，非球形颗粒群在增大粒径的情况下所产生的动态休止角差异较小；坍塌试验中，不同粒径颗粒群在流动过程中的流动质量与平均流速变化趋势基本一致，但误差随粒径增大而增大；颗粒质量相同时，将粒径分别放大2倍及4倍，颗粒数量同比减少87.24%、98.92%，仿真时间明显缩短，计算效率显著提高；FT4流变试验表明，当放尺因子S为2时，阻力FV及其力矩T随时间变化的拟合曲线值约为原尺时的2倍，而当放尺因子S为4时，与原尺相比，拟合曲线斜率差异显著，相关性明显降低。研究结果可为构建沙壤土离散元放尺模型提供理论依据，同时也可为农业工程离散元放尺仿真计算提供一定参考。     

喷雾机风幕系统雾滴飘移分析及结构优化

目前，高地隙喷雾机被广泛应用在大田作业中，在喷杆上方加装风幕系统可有效降低农药雾滴的飘失率，从而提高农药的利用率。为此，基于CFD软件，采用离散相模型对雾滴在不同水平风速(0、1、2、3m/s),不同喷头上游压力(0.3、0.7、1MPa)、不同喷施高度(0.5、1、1.5、2m)下的雾滴飘失进行了数值模拟研究。仿真结果表明：雾滴沉积分布在无任何因素干扰下呈圆环分布，当高度为0.5m时，即使水平风速为2m/s,雾滴飘失效果也较不明显，随着水平风速和喷施高度的增加，雾滴飘失逐渐增加；当喷头高度为2m、自然风速为3m/s时，一部分雾滴已飘离计算区域，增大喷头压力则能有效降低雾滴飘移，原因是喷头压力能够给雾滴较大的初速度，协迫雾滴向下运动，以补偿水平风速带来的飘失。通过加装导流板优化风幕结构，采用ANSA软件对风幕结构进行前处理、Fluent计算及后处理，结果表明：出口气流流速横向分布较为均匀，加装导流板的方案可行。实际作业中，应当根据实际情况合理选择喷施高度、压力，并应考虑风幕辅助气流细化雾滴和雾滴触叶反弹，可能对不同农作物防治效果造成的影响。     

果园肥田沃土机械化技术进展探析

土壤有机质含量是保证果品品质的关键因素之一,文章分析了链式开沟、圆盘开沟、立式开沟等机械化方式将腐熟的畜禽粪便有机肥施入果园土壤和往复式、滚筒式、圆盘式等机械化草体处理方式将果园生草刈割还田沤肥的土壤自我修复技术,从不同角度对比了实现果园肥田沃土的技术手段并提出了相应的措施。     

基于EDEM/FEM耦合算法平垄过程仿真

针对目前华北地区温室起垄栽培种植模式在旋耕作业时造成牵引机行走困难、耕作阻力大、平整度差、耕深一致性差的问题,设计了1种四头螺旋式弯刀与螺旋叶片组合布置的平垄装置。应用离散元方法建立垄结构土壤模型,选取土壤颗粒接触模型并设定仿真参数。在不同作业参数下利用EDEM软件对平垄过程仿真,得到平垄装置最优工作参数组合,在该参数下进行模拟仿真,并导出仿真过程带状螺旋叶片受到土壤颗粒的应力结果。基于EDEM/FEM耦合算法对带状螺旋叶片强度进行校核,结果表明该零件受到的等效应力波动小,平垄过程比较平稳。