水稻飞虱图像几何形状特征的提取

在用迭代阈值法分割图像的基础上,对飞虱图像的几何形状特征和不变矩的提取及测量进行了研究。提取了4项稳定性较高的相对特征,包括延长度、球状性、叶状性和似囱度,而与周长有关的参数不适合描述形态特征,误差较大的不变矩参数也不宜作为描述的依据。     

基于深度图像的蔬果形状特征提取

针对蔬果二维投影图像含形状信息量少而影响蔬果分级精度的问题,提出一种基于深度图像的蔬果形状特征描述方法,以番茄形状特征提取为例,对该方法进行了探讨.首先利用彩色图像信息将番茄从背景中分割出;其次通过三维机器视觉测量设备获取番茄的点云数据,并对待检测番茄的点云数据深度进行归一化处理;然后通过关联被分割出的番茄区域信息与深度信息得到了番茄的深度图,并对该深度图进行极坐标采样.通过在笛卡尔直角坐标下对采样结果进行傅里叶变换,获得了基于深度图像的通用傅里叶形状描述子,该描述子不仅能有效地描述番茄在深度和横向上的形状特征,同时还具有平移、旋转和缩放的不变性.将基于深度图的通用傅里叶描述子和基于一般二维投影图像的通用傅里叶描述子先后用于番茄的分级实验中,结果表明前者平均分级精度达到92％,精度高于后者.     

空间机构连杆的运动分析

建立了空间连杆机构的分析模型,利用矢量回转法确定了空间机构连杆上沿任一直线作匀速运动的动点轨迹矢量方程,即动点轨迹方程,并进一步地对矢量方程进行微分求出动点在任一瞬时时刻的速度和加速度;建立了空问机构连杆上任一直线的轨迹曲面方程,即连杆曲面方程;再应用MATLAB函数绘制了空间机构连杆上任一直线上动点的轨迹曲线、速度和加速度图以及连杆曲面图,为空间机构研究和机器人设计提供了理论基础.     

基于改进主动形状模型的生猪耳部区域检测方法

为研究生猪规模养殖中非接触式体温自动筛检方法,以红外热像仪为采集设备,沿侧视角度方向同时采集生猪可见光和红外热图像,经配准、融合获得二者融合图像。在此基础上,提出了一种基于改进主动形状模型的耳部目标区域检测方法。该方法在经典主动形状模型基础上,首先分析生猪耳部轮廓特征对特征点标记方法进行限定;进而结合图像融合中使用的非子采样轮廓变换,以其分解系数作为特征点纹理描述;最后应用骨架端点匹配方法对平均形状初始化的位姿进行改进。应用该方法对50幅测试图像进行实验,重合度大于0.8的检测结果占比达到84%。     

基于颜色和形状特征的茶叶嫩芽识别方

与人工采摘茶叶相比,现有采茶机械虽能提高采摘速度,但采摘时老叶、嫩叶一起采,缺乏选择性,并有部分叶片遭破损,降低了原料品质.为此,需要研究具有选择性、低损伤率的自动采摘方法.本文采用基于颜色和形状特征的图像处理方法,实现茶叶嫩芽的计算机识别和检测.针对清明期陕西名茶"午子仙豪"茶叶,首先在RGB颜色空间中提取茶叶图像的G分量,并采用双阈值方法对图像进行分割;然后根据茶叶嫩芽的形状特征,检测茶叶嫩芽的边缘.实验结果表明:基于颜色和形状特征的识别方法能有效分辨出茶叶嫩芽,识别准确率为94%,为实现茶叶嫩芽的自动采摘提供了一种有效方法.     

基于神经网络的实蝇成虫图像识别算法

为了实现从图像中快速、准确地识别双翅目果实蝇害虫,本文提出一种基于神经网络学习模型的识别算法。该算法首先采用Hough变换对实蝇样本图像的双翅边缘进行直线检测,使图像中实蝇旋转为躯体朝上形态,同时限定条纹所在的有效区域。结合HSV色彩空间锁定胸背板上的条纹区,对该区域进一步处理,根据中心条纹形状特征的描述方法,提取出形状特征参数,定义4种实蝇形态特征向量。采集90幅实蝇图像中各目标的4种特征因子,建立BP神经网络对数据集进行训练,从而得到用于实蝇分类的神经网络模型参数。试验结果表明,该方法对双翅目实蝇成虫的识别效果具有较好的准确性和实时性,对橘小实蝇、南瓜实蝇和瓜实蝇的识别准确率分别为95.45%、93.33%和97.83%,总体准确率为95.56%,单次识别平均耗时500ms。     

作物病害图像形状特征提取研究

形状特征是作物病害图像识别的重要依据之一。为了解决形状特征平移、尺度和旋转变换不变性问题,笔者将不变矩理论引入作物病害图像形状特征提取中,将7个Hu不变矩参数定义为形状特征,并引入新的参数,对作物病害图像进行形状特征提取研究。通过主成分分析和统计分析方法验证,得到适合两种作物病害识别的形状特征,并将其应用到作物病害智能识别系统中。实验结果表明:系统识别率较高,能够满足实际应用需求。     

基于多光谱图像及组合特征分析的茶叶等级区

提出了一种采用多光谱成像的机器视觉技术对4个等级的西湖龙井茶进行区分的方法.首先采用3CCD多光谱摄像机同时获取茶叶在540、670和800nm波谱处的波长图像,然后对预处理后的图像进行图像特征提取,选取了18个形状特征和15个纹理特征.基于这2组特征分别对4个等级的茶叶进行主成分聚类分析,得到的两幅主成分空间的聚类图都不能对4个等级茶叶进行有效的区分.为了得到高效的区分模型,本研究对形状特征和纹理特征进行组合,聚类分析的结果优于原先的分析结果.随后,采用多类逐步判别分析法对形状特征、纹理特征和组合特征(形状+纹理)这3组特征分别进行特征优化,并建立了对应各组特征的等级区分模型,经过比较发现基于组合特征的区分模型的效果仍为最佳,对于预测集样本的区分正确率为85%.本研究还发现对于等级区分最重要的两个特征依次为波长800nm通道图像的相关性、波长800nm通道图像的二阶角矩.     

发动机曲轴连杆机构振动源仿真分析

如何真实模拟发动机振动噪声激励载荷是发动机NVH的一个关键技术。本文结合虚拟样机分析技术,利用UG及ADAMS软件建立发动机曲轴连杆机构的虚拟样机,对曲轴连杆机构进行了多体动力学仿真,得到发动机曲轴连杆及活塞动力学特征数据曲线,为后续发动机的噪声与振动的分析和预测,提供了更为准确的约束条件。     

一般形状预期曲线的平面四杆机构轨迹综合研究

在复演规则轨迹的平面四杆机构计算机辅助综合^[1]的基础上,研究了对于一般形状预期曲线,用通用数学模型确定连杆若干位置的技术问题,介绍一种适用于一般形状预期轨迹曲线的机构综合方法。     

给定两连杆运动面的Watt-I六杆机构空间解域综合方法

针对运动生成Watt-I型六杆机构综合问题,给出了一种基于空间解域的综合方法。该型机构中作为末端执行构件的连杆和一个四杆机构的连杆运动面相连,因此需要给出这个连杆运动面的位置。该方法首先综合四杆机构,然后将二杆组添加到四杆机构上。对于四位置问题,四杆机构综合可得到无穷多机构解,而对于任意四杆机构又有无穷多种添加二杆组的方法。本文以四杆机构的平面解域为基础,将综合所得无穷多六杆机构在一个有限的空间区域内表示出来,还给出一种能有效判断Watt-I型六杆机构回路和分支缺陷的方法。通过对综合所得无穷多机构解进行判断,建立六杆机构去除回路分支缺陷的空间可行域。空间解域的应用使设计者能够从整体上把握六杆机构的可行解的全部解空间,从而使获得附加更多条件的最优机构成为可能。     

基于解域的四位置空间RCCC机构综合

将Burmester理论从平面及球面拓展到一般空间领域,给出了空间RCCC机构的一种综合方法。一般情况下,综合RCCC机构最多能给定连杆的3个位置。而4C机构的四位置综合可以得到无穷多解,因此可先建立4C机构无穷多解的解域,再在解域中找到主动杆与机架间C副无滑动位移的点作为R副,从而得到RC连架杆,最终获得RCCC机构。具体方法为:首先根据给定的4个位置的姿态角求解出满足要求的解曲线,并根据解曲线建立球面4R机构解域。其次在球面4R机构解域上选取一点作为RCCC机构运动副轴线方向的矢量,再与给定的4个位置的空间坐标结合求解出满足要求的解直线,进而根据解直线建立空间4C机构的解域。最后在空间4C机构的解域图中找到通过4个位置时主动杆与机架间C副无滑动位移的点作为R副,构成满足要求的空间RCCC机构。本文最后通过给出的数值示例证明了该方法的正确性和有效性。     

多功能装载机特殊八杆机构工作装置设计分析

研究了多功能装载机特殊八杆机构工作装置的主要性能、特点、变化规律、机构和结构设计中的参数关系,以及参数变化对性能的影响,得出了有关特殊八杆机构工作装置的一些设计经验和理论。     

大垄宽幅马铃薯中耕机纵横稳定性优化设计与试验

针对大垄宽幅马铃薯中耕机纵横稳定性差、偏摆严重等问题,对大垄宽幅马铃薯中耕机进行优化设计与试验。通过理论分析确定了影响马铃薯中耕机纵横稳定性的主要因素,并对部件进行了优化设计。运用EDEM离散元仿真软件,以覆土铧到平行四杆与机架铰接点的水平距离、平行四杆横向宽度和作业速度作为试验因素,以垄向直线度、垄高稳定性系数为评价指标,进行了二次正交旋转仿真试验。对仿真试验结果进行优化分析,当覆土铧到平行四杆与机架铰接点的水平距离为702.7 mm、平行四杆横向宽度为255.4 mm、作业速度为1.29 m/s时,中耕机垄向直线度为2.39 cm,垄高稳定性系数为94.12%。对优化后的数据进行了田间试验验证,结果表明,垄向直线度为2.4 cm,培土行距合格率为95.7%,伤苗率为1.5%,垄高稳定性系数为94.2%,培土高度为7.8 cm,均优于优化前的大垄宽幅马铃薯中耕机,具有较好的纵横稳定性。     

基于Pro/E的四杆机构设计与运动分析

针对加热炉炉门的启闭机构,利用图解法设计四杆机构.根据四杆机构杆件长度,利用Pro/E软件构建三维模型,然后进入机构仿真模块对机构进行运动分析和仿真.仿真结果表明,此四杆机构能够实现加热炉炉门的打开与关闭,并且运动过程中无干涉出现.     

鹤式起重机三维建模及运动特性分析

基于四连杆机构理论,在UG环境下搭建了简化的鹤式起重机三维实体模型,并运用ADAMS软件对其进行了多体动力学运动特性仿真.为改进其结构设计和减轻自重做出了有益的探索.     

移栽机自动升降底盘设计与试验研究

针对旱地移栽机插深一致的需要,设计了一种基于双四杆机构的移栽机自动升降仿形底盘,包括底盘机架、导向轮、驱动轮、仿形机构、升降机构和液压控制回路等。对双四杆底盘升降机构进行理论分析,建立了底盘升降高度与液压缸伸缩量之间的数学模型。用Solid Works建立了该移栽机升降底盘的虚拟样机模型,并将虚拟样机模型导入ADAMS中,基于ADAMS/Hydraulics建立了移栽机自动升降底盘的机液联合仿真模型,进行机液联合仿真分析,得到了底盘高度、液压缸受力等相关参数变化。仿真结果验证了理论分析了的正确性,表明所设计的底盘升降机构和液压回路能够满足工作需求。以自制的2ZXW-2型穴盘苗自动移栽机为试验对象,以底盘和垄面间距稳定性及钵苗栽植深度均匀性作为评价指标,对样机仿形作业性能进行试验研究。试验结果表明:作业中底盘和垄面的间距能够基本保持稳定,钵苗栽植深度合格率为98%,栽植深度变异系数0.036,自动升降仿形底盘满足设计要求,很好地保证了钵苗栽植深度的均匀性。     

给定6R闭链的八杆机构四位置综合

在给定6R闭链上添加2个RR杆形成32种单自由度八杆机构。首先依据扩展布氏曲线理论求出解曲线,在解曲线上添加2个RR杆得到了所要综合的八杆机构。由于解曲线上的每一点都可以作为添加RR杆的点,因此可以得到无穷多解。通过把解曲线进行变换可以得到表示无穷多解的解平面,称为解域。根据闭链上添加的两个RR杆是否相关,把解域分为2类。采用杆组法对机构进行分类并进行运动分析。根据机构是否能顺序通过给定闭链的4个位置判断机构是否有缺陷,去掉解域中有缺陷的机构就得到了机构的可行解域。在可行解域中,根据机构的原动件可转动的角度范围,将原动件为曲柄和非曲柄的机构进行区分。解域综合方法可使设计者能更直观、准确地选择满足要求的机构,提高了设计效率。最后,通过一个八杆机构的综合示例具体说明了该类四位置综合的过程及结果。     

水泵全特性曲线的预测及对数值分析的影响

为了准确评估泵系统水力过渡过程特性并实施合理有效的水锤防护,基于水泵全特性曲线的Suter曲线表达形式,提出基于牛顿插值算法的水泵全特性曲线预测方法,进一步给出一种利用水泵基本特性曲线来修正水泵全特性曲线的数值变换方法.通过与常用的水泵全特性曲线预测拟合方法的比较,以及在泵站系统过渡过程计算中的应用分析,结果表明:基于...     

Estimating field-measured, plant extractable water from soil properties: beyond statistical models

For effective irrigation management we need to know the water storage capacity of the soil reservoir. Though plant extractable water is best measured in the field, sometimes it is useful to estimate it. Laboratory-derived retention curves do not necessarily reflect field conditions. Statistical models to estimate plant extractable water from other soil properties are restricted by assumptions that are difficult to check, and they can look very complicated. We propose to test a physical-based model that exploits the similarity between the particle size distribution curve and the soil water retention curve. A large data set of soil properties from the USA was used. Detailed particle size fraction data enabled the construction of simulated soil water retention curves for 388 samples. The physical-based model was compared against a statistical model that was derived from a subset of the data base. The statistical model fit the data better than the physical-based model. On the other hand, the statistical model overpredicted the soil water limits of those soils that were not used in the derivation of the statistical model. The strength of the physical model is that it represents a cause and effect relationship between particle size distribution and soil water retention. Also, it is conceptually simple and requires few inputs. The physical model may be improved by considering soil structure and type of clay.