皮棉中杂质检测技术与检出装备的研究进展

皮棉杂质不仅影响棉花等级评定,对纺织品也有影响.在纺织清理过程中,杂质与棉花互相缠绕,使得检测有很大困难.国内外学者从棉花杂质几何、物理和成分官能团光谱特性入手,应用可见光机器视觉、红外波段光谱图像和断层X光摄影等检测技术,采用数字图像处理和化学计量学分析方法.分类识别各种皮棉杂质.同时,已经研制出多种杂质检出机.为了有效检测复杂状态下的不同杂质,在线近红外、多光谱和高光谱图像等检测技术将是应用热点.     

马铃薯缺陷透射和反射机器视觉检测方法分析

针对反射机器视觉技术若同时检测马铃薯内外部缺陷存在检测精度不高的问题,提出一种基于透射机器视觉技术的马铃薯内外部缺陷无损检测方法。通过对获取的马铃薯透射和反射图像预处理方法的比较研究,确定上山法结合区域生长法为马铃薯透射和反射图像特征的最优分割方法;采用偏最小二乘-支持向量机分别建立了透射和反射图像的马铃薯缺陷识别模型并进行了比较。在对马铃薯内部缺陷进行检测时,透射和反射图像所建模型的判别正确率分别为96.30%、59.26%;在对马铃薯外部缺陷进行检测时,透射和反射图像所建模型的判别正确率分别为94.20%、89.86%;在对马铃薯内外部缺陷进行同时检测时,透射和反射图像所建模型的判别正确率分别为95.83%、81.25%。研究结果表明,无论是对马铃薯内部或外部缺陷单独进行检测,还是对内外部缺陷同时进行检测,透射方法均比反射方法精度更高。     

运用近红外透射光谱技术检测苹果内部品质

通过运用近红外透射光谱技术快速分析了苹果的糖度和硬度,使用偏最小二乘法建立预测模型,得出校正集苹果糖度的最佳主因子维数为3,相关系数R为0.9943,校正标准差为0.2476;校正集苹果硬度交叉校验的最佳主因子维数为3,相关系数R为0.9644,校正标准差为0.3529。研究结果表明：运用近红外透射光谱技术可以准确地无损快速定量分析苹果糖度和硬度。     

皮棉表面多类异性纤维的高光谱图像检测

为了考察高光谱成像技术检测多类异性纤维共存时的性能,也为其今后用于商业化皮棉质量评价,或在线皮棉杂质分拣提供研究基础,试验采集丙纶丝和毛发共存的样本高光谱图像。依据单一异性纤维分割的最佳波段图像,获得灰度平均和小波变换后融合图像。通过对比小波变换融合图像,灰度平均图像,以及全波段下主成分和独立成分得分图像,获得用于目标分割的最佳图像。采用最优特征集和分类树判别方法,判别最佳图像分割后的连通区域,剔除噪声点和假阳性。依据目标判定原则,训练集和独立验证集的异性纤维识别率分别为84.09%和75.86%。结果表     

基于主动热红外成像的马铃薯与杂质分类方法

为解决入库马铃薯中石块、土块等杂质剔除的问题,提出一种基于主动热红外成像的马铃薯与杂质分类方法。建立基于集总参数法的马铃薯和杂质的传热模型,获得影响受热效果与导致温度差异的因素为材料热物性、风速、风向角度、风温;利用有限元法分析马铃薯和杂质在外部热风激励下的热像图,马铃薯表面温度显著高于石块与土块,并对风速、风向角度、风温分别进行四水平单因素仿真试验,得出马铃薯与杂质的表面温度差异大小在一定时间内与风速、风向角度和风温呈非线性正相关。在试验平台上对马铃薯和杂质进行分类试验,结果表明：最佳图像识别处理条件为风速4 m/s、风温为40℃、风向角度为90°,识别成功率为97%。为马铃薯收获—仓储过程中除杂提供技术参考。     

梳棉内层杂质高光谱图像检测

以梳棉内部深度1 ～6 mm处的多种杂质为研究对象,研究了高光谱成像技术检测效果和可行性.在波长460～900 nm范围内,提取高光谱图像中杂质和棉花的像素光谱.采用二次判别分析分类像素,构造分割二值图像,使用面积过滤器和形态学组合方法剔除二值图像中的噪声点和伪目标,统计杂质检测效果.结果表明可以检测棉网内一定深度的普通杂质(植物性杂质)、彩色丙纶丝、有色线和有色布块,能够检测部分黑色毛发和灰色丙纶丝.其中,普通杂质的检测效果最佳,正确检测率超过80％.     

玉米籽粒内部组分低对比度透射图像精确分割研究

为解决玉米籽粒透射图像由于对比度较低造成内部组分提取不精确的问题,提出一种基于色彩通道非线性变换的多通道重叠区域分割方法,对玉米籽粒图像在灰度、R通道及b通道下得到的二值图像使用重叠区域原理,实现玉米籽粒组分的精确分割。首先,采集不同玉米品种的籽粒透射图像,提取单粒玉米籽粒;其次,采用多通道重叠区域法分割单粒籽粒图像,得到玉米籽粒胚部、角质胚乳和粉质胚乳3部分的图像;最后,以查全率和查准率评价多通道重叠区域法与传统图像分割方法对不同品种玉米籽粒的分割效果。不同品种玉米籽粒的分割试验表明:多通道重叠区域分割方法的查全率、查准率及综合评价指标均达到98%以上,分割效果优于传统的图像分割方法,能够实现不同品种透明角质玉米籽粒透射图像的精确组分分割。     

便携式马铃薯多品质参数局部透射光谱无损检测装置

基于可见/近红外局部透射光谱,根据马铃薯大小及形状特征,设计了便携式马铃薯多品质无损检测装置,包括光谱采集模块、光源模块、控制与显示模块、供电模块和黑白参考盒,装置尺寸为11 cm×6.5 cm×9.5 cm。选取大西洋品种马铃薯样品85个,基于装置建立了马铃薯含水率、淀粉质量分数和还原糖质量分数的偏最小二乘定量预测模型,马铃薯含水率、淀粉质量分数和还原糖质量分数预测模型验证集相关系数分别为0.927 8、0.914 6、0.933 8,均方根误差分别为0.325 3%、0.344 9%、0.041 6%。基于QT开发工具,采用C/C++语言编写了装置实时分析控制软件,将所建预测模型植入到软件中,实现了马铃薯多品质参数实时无损检测一键式操作。最后对便携式马铃薯多品质无损检测装置的检测精度进行了验证。20个马铃薯样品含水率、淀粉质量分数和还原糖质量分数的装置预测值与标准理化值的相关系数分别为0.914 1、0.912 2和0.914 0,均方根误差分别为0.352 7%、0.340 4%和0.040 0%,平均偏差分别为0.295 1%、0.253 6%和0.031 6%,重复采样最大变异系数分别为0.006 7、0.012 4和0.123 1。结果表明:马铃薯多品质局部透射无损检测装置可以实现马铃薯含水率、淀粉质量分数和还原糖质量分数的实时无损检测。     

芝麻油掺伪的近红外透射光谱检测技术

采用近红外光谱技术结合间隔偏最小二乘法分别建立芝麻油中掺入大豆油、玉米油和花生油的定量检测模型。实验配制不同比例的掺假芝麻油混合样品,采集样品在4 000～12 000 cm-1范围内的近红外透射光谱,把数据分为校正集与预测集。将4 420～12 000 cm-1波段的光谱进行各种预处理,最佳方法为平滑预处理,并利用间隔偏最小二乘波长筛选法(iPLS)选取光谱特征波段,最后采用偏最小二乘法建立掺假芝麻油的定标模型。结果显示:3种掺假芝麻油的PLS模型预测相关系数分别达到0.998、0.999、0.999,预测均方根误差分别为0.24%、0.24%和0.19%,具有较高的预测精度。实验证明近红外光谱技术对芝麻油掺假的快速检测具有可行性。     

一种判定喷油嘴内部金属类杂质堵塞物来源的方法

针对油嘴内部金属类杂质堵塞物,通过金相组织的比对分析,借此判定其堵塞物的来源。该方法简单快捷、易操作,且采用常规仪器就能实施检测判定,具有可推广的实用价值。     

农产品品质检测系统的高光谱成像控制软件设计

利用VS2010与Matlab混合编程方法设计了用于农产品品质指标检测的高光谱成像在线检测系统的控制分析软件,包括仪器参数设置模块、信号检测与控制模块和数据采集与分析模块,完成了图像采集、图像合成、运动控制、数据提取分析及存储、显示功能。该控制分析软件设计提高了高光谱成像技术应用的实用化,实现了对农产品品质指标的无损、实时、快速检测分析。     

基于自动视觉检测的棉花异性纤维分类系统

为实现棉花异性纤维的在线识别,设计了一种基于自动视觉检测(AVI)的棉花异性纤维分类系统.该系统利用棉层生成器将待检测皮棉制成约2mm厚的均匀薄层使其中的异性纤维更容易检测,利用彩色线扫描相机检测有色异性纤维,利用单色线扫描相机检测在紫外线激发下能产生荧光的白色异性纤维.采用多特征多分类器集成的模糊分类方法实现了对异性纤维的分类.实验表明,该系统对异性纤维的平均分类正确率可达到80%.     

农畜产品安全无损检测扫描式拉曼光谱成像系统设计

构建了用于农畜产品安全检测的扫描式拉曼光谱成像检测系统,对其硬件和软件分别进行了搭建和设计,实现了拉曼光谱和图像同步获取。根据检测的实际需求和精度要求确定了检测系统中拉曼成像光谱仪、CCD相机、镜头、激光光源、移动平移台等主要元器件。开发了拉曼光谱成像检测系统实时检测与分析软件。软件以Lab View为主开发环境,实现了对CCD相机、激光光源等硬件的控制,利用Lab View与Matlab混合编程,完成数据的提取、分析计算与结果保存,通过Lab View与ENVI的混合编程,完成扫描线图像的实时合成和显示。对系统进行了安装和性能测试,光谱校正确定了CCD相机探测的拉曼光谱范围为-679.3~2 885.7 cm-1,空间校正确定了系统实际的空间分辨率为0.22 mm/像素。构建的拉曼光谱成像检测系统可快速、无损获取样品拉曼光谱和图像信息。     

湿式双离合器自动变速器液压系统仿真分析

利用AMESim软件对湿式双离合器自动变速器液压系统的主要子系统进行仿真分析,根据仿真分析的结果分析模型的合理性及影响各子系统的主要参数,为湿式双离合器自动变速器液压系统的设计及改进提供依据。     

草资源物料加工过程的基本性质分析与推理

根据对草物料压缩过程的试验研究,就与草物料加工过程有关的基本性质进行分析推理。对草资源物料加工的基本性质进行分析,旨在加深对草物料重要性的认识。研究的主体是草类物料基本性质的推理及关于开式压缩、闭式压缩的实质;压缩过程中流变过程的实质,尤其对压缩过程中应力松弛的实质的分析等都是草物料加工中最基本的问题。     

论《材料力学》教材中几个基本概念

以实例求解的形式讨论了《材料力学》课程教学中几个基本概念，引导学生认识到在学习理论基础课程中注重基本概念的必要性。     

北京地区日光温室节能材料使用现状及性能分析

介绍了北京地区10种不同日光温室墙体和屋面保温覆盖材料使用情况的调查和分析结果;根据调查结果,归纳出北京地区使用的8种不同墙体材料构造和6种不同屋面保温覆盖材料;对几种墙体的传热系数、总热阻、热惰性指标等热性能参数以及经济性进行了计算与评价;分析了几种屋面保温覆盖材料的保温性和经济性.     

永磁式涡流缓速器制动性能影响因素敏感性分析

在分析永磁式涡流缓速器制动力矩与结构参数关系的基础上,将均匀设计和回归分析方法引入到永磁式涡流缓速器制动性能影响因素敏感性分析中。以某型号的永磁式涡流缓速器为例,建立了制动力矩随转子鼓内半径、永磁体周向长度、气隙宽度、转子鼓轴向宽度和永磁体高度5个结构参数变化的回归模型,重点讨论了结构参数间交互作用以及各结构参数对制动力矩的影响程度,基于均匀试验设计和制动性能敏感性分析的结果,采用全排列法对结构参数进行了优化。     

塔里木灌区棉花滴灌发展与效益分析

棉花是塔里木灌区主要种植作物.通过对该灌区历年滴灌面积、常规灌溉与滴灌棉花灌溉定额、单产及单方水效益等具体数据进行分析表明,棉花实施滴灌后每公顷可节水1 200 m3,计144元;到"十一五"末,滴灌比常规灌溉可节水约1亿m3;每公顷可使籽棉增产215 kg,计1 182.5元.     

蔗地不平对收获机砍蔗系统影响的仿真分析

甘蔗根切质量是评价甘蔗收获机砍蔗系统好坏的一个重要指标,它直接影响到宿根第2年发芽率,即宿根蔗产量.通过测量蔗地不平整度,获得了第一手甘蔗种植垄沟不平整的数据,利用MATLAB处理数据得到小型甘蔗收获机以0.4m/s工作速度前进时由蔗地不平引起根切器振动的频率与幅值,并通过虚拟仿真软件ADAMS仿真分析蔗地不平对小型甘蔗收获机械砍蔗系统的影响.