基于高速图像处理提取被抛土粒三维运动轨迹

为了更好地分析潜土逆转旋耕刀的抛土性能,用两台高速摄像机组成双目立体视觉系统对潜土逆转旋耕机的抛土过程进行同步记录,然后跟踪图像序列中同一土粒的运动轨迹.提出了用BP神经网络建立双目立体视觉模型的方法,利用此模型进行标定,找出物体的图像坐标与世界坐标之间的映射关系,解决了土粒三维运动轨迹的提取问题.     

潜土逆转旋耕被抛土粒与罩壳碰撞分析

研究了潜土逆转被抛土粒与罩壳的碰撞机理,建立了碰撞数学模型,利用计算机进行碰撞过程的动态仿真、分析了罩壳的结构与位置参数对抛土性能的影响,为罩壳的优化设计提供了理论依据。     

基于模糊聚类的黄瓜病害图像自动分割

提出了一种基于模糊聚类的黄瓜病害图像自动分割方法,模糊聚类与差分进化算法相结合,在进化过程中根据聚类中心对应的阈值确定模糊聚类中心的个数,由差分进化适应度函数值确定聚类中心是否被选中,以此实现图像的模糊聚类自动分割。经黄瓜炭疽病叶图像、白粉病叶图像、灰霉病叶图像和霜霉病叶图像的实验测试,该方法可以实现无人干预情况下的黄瓜病害图像自动分割,与相同类别个数的FCM算法相比,表现出了更好的性能。     

改进加权FCM用于裂纹蛋2D图像分割的研究

解决裂纹鸡蛋图像灰度直方图目标与背景区域分布模糊、图像分割效果差的问题.通过将包含空间信息的二维直方图和改进特征加权FCM算法有机结合,迭代寻求最佳聚类有效性函数和加权矩阵,实现鸡蛋图像缺陷分割.同时,对经典FCM和改进特征加权FCM算法的性能进行了分析比较.结果表明:提出的算法更接近于真实聚类中心,目标函数值亦得到改善;二维直方图的改进特征加权模糊聚类算法更好地提取了裂纹鸡蛋图像的细节信息,图像分割效果好.     

基于改进人工蜂群模糊聚类的葡萄图像快速分割方法

为解决基于模糊C-均值聚类(FCM)的图像分割算法需要预先给定初始聚类数目和聚类中心,易使得算法陷入局部最优的问题,提出一种改进的人工蜂群优化模糊聚类的图像分割方法。该方法在传统的人工蜂群的基础上进行优化,以FCM算法中目标函数为基础改进人工蜂群的适应度函数,运用蜂群行为中的采蜜蜂、跟随蜂和侦察蜂的分工合作来快速求解图像中的最优初始聚类中心,将求出的最优聚类中心输入给FCM进行处理,根据最大隶属度原则对果实图像进行分割。以300幅不同光照情况下拍摄的夏黑葡萄果进行分割试验,试验结果表明,改进的图像分割方法能更快地将水果从自然环境中分割识别出来,单幅图像平均分割时间为0.219 3 s,正确分割率达到90.33%,能满足采摘机器人及水果分级系统对目标图像的实时性要求。     

基于改进型FCM算法的牛肉大理石花纹提取方法

提出了一种基于改进型模糊C均值聚类算法的牛肉大理石花纹提取方法。该方法结合了快速模糊C均值（FCM）聚类算法,对传统FCM算法中的隶属函数、聚类数C和初始聚类中心点选取方法进行了优化。试验表明,该方法使牛肉大理石花纹提取的准确度由     

基于模糊聚类分析的草莓图像分割方法研究

为改善草莓采摘机器视觉系统中果实图像的分割效果,对普通均值聚类的分割方法理论进行分析,针对草莓果实图像的特点将模糊-均值聚类算法引入分割算法,大大改善草莓果实图像的分割效果。     

复杂背景下苹果树花量模糊聚类准确估测模型

为得到苹果树估产中花朵数量和苹果产量之间的关系,解决花朵数目识别问题,提出复杂背景下苹果树花量模糊聚类准确估测模型。首先,分析自然环境下开花期苹果树图像中目标花朵与复杂背景之间色彩特征,建立最佳果树色彩模型;其次,研究图像中不同区域的不同色彩特征,选取不同分割阈值I/H1.8和H100,将复杂背景区域剔除,提取果树花朵簇轮廓面积特征;最后,建立花量FCM—模糊聚类快速准确估测模型,以花朵簇轮廓面积值作为聚类特征,分析花朵簇面积值样本聚类数目对花量估测的影响,建立最优模糊聚类估测模型。通过在国家苹果工程技术研究中心实验基地苹果园内采集花期苹果树图像,进行试验验证。结果表明,提出的复杂背景下花量FCM—模糊聚类快速准确估测方法具有较高的可靠性和适用性,可实现复杂背景下苹果树花量的快速准确估测,整体准确率可达92%。     

基于HSI色彩空间与FFCM聚类的葡萄图像分割

为适应农业采摘机器人对葡萄对象快速准确识别的需要,提出了基于HSI色彩空间与以直方图信息为特征的快速模糊C-均值聚类(FFCM)算法相结合的葡萄图像分割方法。该方法以H分量作为葡萄图像聚类分割的处理数据,根据FFCM算法对灰度图像聚类分割。试验对夏黑葡萄果实在自然光、顺光、背光照射环境下拍摄的图像进行分割。结果表明:葡萄图像分割方法能够快速且较好地从复杂自然环境中将葡萄目标分割出来,为葡萄采摘机器人的研制提供了重要参考。     

油茶果的模糊聚类色选算法

通过研究油茶果籽和皮的颜色特性,将线阵工业相机采集的油茶果籽和皮图像分割成若干正方形像素块,基于模糊聚类原理,根据特征降维、一致性度量和模式识别的相关理论,研究油茶果的颜色识别分类方法,实现一种基于彩色线阵相机的动态模糊聚类色选算法,并将算法应用于通道式单面色选机的预选和实时分选程序中。应用表明,算法对新鲜的油茶果籽分选选净率达到98%。     

4HLB-2型半喂入花生联合收获机试验

为了提高4HLB-2型半喂入花生联合收获机作业性能,通过单因素试验和两因素全试验,研究了土壤含水率、收获期、夹持高度、清土频率和振幅、摘果辊转速和夹持输送速度对收获损失和含土率的影响.结果表明:收获沙壤土花生的适宜土壤含水率为8%～15%;花生生长后期,清土落果损失率逐渐增加,当根茎拉断力小于5N时,落果损失率大于2%;机器收获的最佳夹持高度为150～200mm,此时清土和摘果效果最佳,其中果实总损失率小于6%,含土率小于4%;清土作业采用低频率、小振幅时落果损失小,但含土率高,采用高频率、大振幅时含土率低,但落果损失大;摘果作业在高摘果辊转速和低夹持速度工况下,摘果段损失率较低,试验中当摘果辊转速为390r/min、夹持速度为0.5m/s时,摘果损失率为2.79%.     

基于模糊神经网络的旋转设备故障模式识别

针对农业机械中大型旋转设备6种常见故障，采用BP网络，运用模糊理论产生训练样本，根据经验公式和实际运算结果选择网络拓扑结构，经验证，其对单一故障模式具有很好的识别能力，与传统BP网络的诊断结果相比，诊断精度有所提高。     

种子位置信息视觉检测系统开沟延时回土装置研究

针对机器视觉获取种子空间分布信息时,传统开沟器作业过程中,种子落入种床后,土壤快速回落覆盖种子,导致种床中种子原始图像采集困难的问题,设计了一种开沟延时回土装置,通过导土装置、压种装置和回土装置的配合作业,延长土壤回落时间,形成有利于原始图像采集的避让空间,并在图像采集完毕后将泛起土壤推回种床,保证土壤回填率,达到延时回土的目的。通过理论分析确定导土装置、回土装置等关键装置结构参数。以开沟速度、开沟深度、回土板转角为试验因素,开展土壤回填率离散元仿真试验,确定最优作业参数为开沟速度1.6m/s、开沟深度30mm、回土板转角40°。在最优参数组合下,进行土壤回填率田间试验和种子图像采集田间试验。结果表明,开沟延时回土装置土壤回填率为96.5%,开沟延时回土装置较未安装回土装置的开沟器土壤回填率提升39.6个百分点;工业相机可以在导土装置形成的避让空间中采集到种床中种子的原始图像。试验结果表明,设计的结构可以有效避免回落土壤对图像采集的影响,并保证土壤回填率,实现了种床中种子图像的采集,为计算机视觉技术检测播种作业质量奠定了基础。     

日本旋耕机技术特点及操作使用要点

旋耕机作为一种耕整地机械,一次作业可完成耕耘、碎土、整地等多项作业,具有相当高的效率.而且其使用、操作、调整均很简单.因此从1975年开始,旋耕机作为农业机械化的支柱在日本被广泛使用,支撑着日本的农业生产.发展至今,旋耕机已趋于多功能化,不仅仅是耕耘,只要在旋耕机上安装不同的附属设施,就可以进行不同的作业,大大扩展了其作业范围.目前在水田、旱地等均广泛应用着旋耕机.     

农作物缺素症状诊断的正则化模糊神经网络模型

针对农作物冠层图像颜色特征与缺素症状之间的模糊性和不确定性,利用模糊逻辑能够完整地表达领域推理规则和神经网络的自适应性,提出一种正则化的自适应模糊神经网络作为作物营养诊断分类决策模型。该模型能充分利用专家先验知识给出的"if-then"规则,完善网络的推理结构,并给出了网络规则层节点的自适应选取方法和相应的反向传播学习算法。通过对大豆缺素症状诊断试验表明,该模型速度快且稳定,精度接近100%,具有良好的适应性和实用性。     

西北寒旱灌区裸露地表粗糙度SAR反演建模方法研究

快速获取大范围土壤地表粗糙度的空间分布是一个急需解决的科学难题。以快速获取内蒙古河套灌区解放闸灌域土壤地表粗糙度为目的,研究了RADARSAT-2雷达影像数据的地表粗糙度信息提取技术,通过剖面板法实测地表粗糙度数据。利用BP(Back Propagation)人工神经网络和LMBP(Levenberg-Marquardt Back Propagation)人工神经网络模型2种方法建立了土壤地表粗糙度的定量反演模型,并对模型进行验证。结果表明,LMBP模型的反演效果优于BP模型,其决定系数R2分别为0.888 3、0.689 2。建立的雷达后向散射系数反演土壤地表粗糙度的人工智能模型,能够在一定程度上满足快速获取土壤地表粗糙度的需要,为微波遥感监测土壤墒情及土壤盐渍化提供重要基础参数。     

日本旋耕机技术特点及操作使用要点

旋耕机作为一种耕整地机械,一次作业可完成耕耘、碎土、整地等多项作业,具有相当高的效率。而且其使用、操作、调整均很简单。因此从1975年开始,旋耕机作为农业机械化的支柱在日本被广泛使用,支撑着日本的农业生产。发展至今,旋耕机已趋于多功能化,不仅仅是耕耘,只要在旋耕机上安装不同的附属设施,就可以进行不同的作业,大大扩展了其作业范围。目前在水田、旱地等均广泛应用着旋耕机。     

基于悬架效用函数的车身姿态控制

为了研究悬架控制对车身运动姿态的影响,运用八板块假说对整车模型进行分析,提出了构造悬架效用函数的方法,并且给出了基于熵值法优化权值方法,设计出相应的Simulink控制器;以某车型为例建立整车多体动力学模型,进行了脉冲路面和蛇形道路下不同车速工况的SIMPACK/Matlab联合仿真,将基于悬架效用函数优化的模糊控制和现有其他控制方法的悬架减振效果进行了对比分析;理论分析和仿真试验证明,基于悬架效用函数优化的模糊控制是可行的,较好地改善了车辆的平顺性,并能有效抑制车身俯仰和侧倾运动.     

不动形心线对逆转耕耘抛土性能的影响

在分析逆转旋耕工作的基础上,提出了不动形心线(Fixed Centroid Line-FCL)对逆转耕耘方式影响的思想。在旋耕刀片运动轨迹、逆转旋耕切削角度及逆转旋耕抛土后向性等方面,详细分析了FCL线的影响性质,建立了逆转旋耕被抛土垡瞬时初速度的方向模型,并对模型进行了仿真,为茶园耕作机械的设计提供了参考依据。主要结论:FCL线距刀辊轴的距离小于刀辊回转半径时,旋耕刀片才能够正常工作,且FCL线位于刀辊轴的上方为逆转耕耘方式,位于刀辊轴的下方为正转耕耘方式;在逆转旋耕方式下,当刀片运转到FCL线时,动态切土角最小;当FCL线位于刀辊轴之上,且同时又在地表之下时,逆转旋耕才具有抛土后向性。