植物叶片智能分析系统的设计

为避免农作物病害智能诊断过程中人为主观因素的影响,客观准确的表达叶片信息,利用数字图像处理技术和农业植保专家知识相结合,设计了适合于大田作物的植物叶片图像处理与分析系统。该系统主要包括植物叶片几何失真校正模块,几何特征计算模块、颜色识别模块以及病害区域识别模块;以校正后非线性失真现象的叶片图像为基础,实现了叶片几何特征值和颜色值的计算,并提取其病斑区域图像。试验结果表明,该方法满足病害智能诊断要求,具有良好的适应性和实用性。     

基于C#. NET的生物体触电数据管理系统设计与实现

剩余电流保护装置在我国农村低压电网中的广泛应用,对于防止触电伤亡事故以及避免因漏电而引起的电气火灾事故发生具有非常重要的作用。为避免研究剩余电流保护技术过程中,传统实验数据管理易出现数据遗失和频谱信息分析效率较低的问题,应用信息管理系统开发的四层架构模式,利用面向对象程序设计方法,实现了对生物体触电实验数据的信息管理,同时应用快速傅里叶变换原理,设计了实验数据各电气量信号频谱特性分析功能,建立了生物体触电数据信息管理系统。该系统能够准确快速地实现对生物体触电实验数据的信息管理,为明确各电气量频谱构成的复杂性和多样性提供基础平台,进而为研发未来基于生物体触电电流而动作的新型剩余电流保护装置,保证低压电网的人身安全和安全运行提供可靠的理论依据和方法支撑。     

基于参数优化的最小二乘支持向量机触电电流检测方法

针对如何从低压电网总泄漏电流中检测出生物体触电电流信号的难题,提出了一种基于网格搜索和交叉验证的最小二乘支持向量机的触电电流信号检测方法。首先在剩余电流动作保护装置触电物理试验系统平台上通过故障录波器获得生物体在3个典型时刻(电源电压最大时刻、电源电压过零时刻及电源电压任意时刻)发生触电过程的总泄漏电流和触电电流波形,并截取触电前1个周期和触电后3个周期共800个采样点的信号数据作为触电试验样本数据;然后将触电试验样本数据进行滤波预处理,预处理后的多个样本采样点的总泄漏电流组合成特征向量输入最小二乘支持向量机(least square-support vector machine,LS-SVM),相应样本采样点的触电电流作为其输出,并通过网格搜索与交叉验证相结合的方法来优化最小二乘支持向量机参数,利用输出最优参数组合对触电电流与总泄漏电流的关系进行训练,从而建立了触电电流的检测模型;最后利用该方法对10组测试样本数据进行了检测,检测结果为:当训练样本数据为20组时,检测均方误差为14.0040,当训练样本数据为40组时,检测均方误差为11.7469,当训练试验数据为65组时,检测均方误差为11.1849。与径向基(radial basis function,RBF)神经网络方法相比,最小二乘支持向量机方法比径向基神经网络方法检测均方误差分别低3.7272、1.9132、0.1556,从而可较准确地从总泄漏电流中检测出生物体触电电流信号,为开发新一代基于生物体触电电流分量而动作的自适应型剩余电流保护装置提供理论依据。     

基于有限脉冲反应和径向基神经网络的触电信号识别

针对农村低压电网剩余电流保护与动作技术中,如何检测总泄漏电流中人体触电支路电流的难题,该文利用严格线性相位与任意幅度特性的FIR（finite impulse response）数字滤波技术和具有自适应性与最佳逼近特性的RBF（radial basis function）神经网络有机结合,提出一种基于FIR数字滤波的RBF神经网络作为触电电流信号的检测方法。首先,采用FIR数字滤波器选定合适的窗函数和滤波阶数,对触电试验获得的总泄漏电流及触电电流进行滤波预处理;然后,将预处理后的信号波形作为样本集,选定适合的RBF函数,建立从总泄漏电流中提取触电电流波形的3层RBF神经网络模型。仿真试验结果表明：该方法速度快且稳定,检测值与实际值的平均相对误差为3.76%,具有良好的适应性和实用性,对于研制新一代剩余电流保护动作装置具有重要意义。     

基于语义分割的非结构化田间道路场景识别

环境信息感知是智能农业装备系统自主导航作业的关键技术之一。农业田间道路复杂多变,快速准确地识别可通行区域,辨析障碍物类别,可为农业装备系统高效安全地进行路径规划和决策控制提供依据。该研究以非结构化农业田间道路场景为研究对象,根据环境对象动、静态属性进行类别划分,提出一种基于通道注意力结合多尺度特征融合的轻量化语义分割模型。首先采用Mobilenet V2轻量卷积神经网络提取图像特征,将混合扩张卷积融入特征提取网络最后2个阶段,在保证特征图分辨率的基础上增加感受野并保持信息的连续性与完整性;然后引入通道注意力模块对特征提取网络各阶段特征通道依据重要程度重新标定;最后通过空间金字塔池化模块将多尺度池化特征进行融合,获取更加有效的全局场景上下文信息,增强对复杂道路场景识别的准确性。语义分割试验表明,不同道路环境下本文模型可以对场景对象进行有效识别解析,像素准确率和平均像素准确率分别为94.85%、90.38%,具有准确率高、鲁棒性强的特点。基于相同测试集将本文模型与FCN-8S、SegNet、DeeplabV3+、BiseNet模型进行对比试验,本文模型的平均区域重合度为85.51%,检测速度达到8.19帧/s,参数数量为,相比于其他模型具有准确性高、推理速度快、参数量小等优点,能够较好地实现精度与速度的均衡。研究成果可为智能农业装备在非结构化道路环境下安全可靠运行提供技术参考。     

基于改进级联神经网络的大豆叶部病害诊断模型

针对大豆叶部病害性状特征与病种之间的模糊性和不确定性,将数字图像处理技术与神经网络智能推理技术相结合,充分挖掘大豆受病害胁迫后表现性状与病种之间的潜在规律,提出了基于改进级联神经网络的大豆病害诊断模型。首先利用自制载物模板无损采集大田大豆叶部病害数字图像,计算病斑区域的形状特征、颜色特征及纹理特征14维度特征参数;为突显各方面特征对于不同病害种类决定作用的差异性,构建各子神经网络并联的第1级网络,第2级网络的输入为第1级网络的输出,利用多维特征各自优势来自动取得病种模式推理规则,建立了用于大豆叶部病害自动诊断的两级级联神经网络模型,仿真实验准确率为97.67%;同时应用量子遗传计算优化级联神经网络参数,平均迭代次数为743,平均网络误差为0.000 995 445,提高了学习效率,实现了大豆叶部病害的高效自动诊断和精确测报,为大田农作物全面系统地开展作物病害监测、智能施药及自动防治提供了理论依据。     

农村低压电网触电生物电流频谱特性分析

针对农村低压电网发生触电故障时触电生物电流及其成分分量的复杂性和多样性,采用快速傅里叶变换对触电生物实验获取的电源电压、剩余电流以及触电生物电流进行频谱分析,明确了剩余电流与触电生物电流频谱特性及各成分分量变换过程。仿真实验表明:在触电故障发生时剩余电流与触电生物电流相关系数为0.999,其中触电生物电流中直流分量的最大畸变率最大可达0.044 5,2~5次谐波的最大畸变率分别为0.013 4,0.035 4,0.006 9,0.014 2,能够为提取生物触电故障过程中剩余电流的变化规律提供依据。     

大豆病斑智能识别无损预处理及其特征提取方法的研究

以大豆病叶为例,针对在采集叶片图像过程中出现的几何失真问题,提出了基于投影模型的植物叶片校正算法,测量准确性只与校正方法有关,不受其他背景因素影响。在精确校正的基础上,又实现了叶片病斑区域的特征提取与计算,实验结果表明,该方法校正精度达99%,病斑区域提取精度达100%,为进一步的病害诊断奠定了先期基础。     

基于WEB的计算机基础课程教学系统设计与实现

从计算机基础课程的教学特点和教学要求出发,对网络教学系统进行了需求分析,并对教学的各个环节进行系统设计,将Web技术和DBMS紧密结合,提出具有扩展性强、易于维护、效率高,提供跨平台的操作和访问异数据库系统,给出能够实现Web数据库灵活应用的网络教学系统的构建方案,以解决教学工作实际需要。     

基于T-S模型的模糊神经网络在植物病害图像分割中的应用

针对植物病害图像的病斑区域边缘像素存在模糊性和不确定性,利用T-S模型的模糊规则后件是输入语言变量的函数特性,提出线性清晰化的自适应五层模糊神经网络模型作为植物病害图像模式分类的决策系统,并利用量子遗传算法对模型系统的可调整参数的初始值进行全局优化。试验结果表明:该模型对马铃薯早疫病的彩色图像的有效病班区域分割精确达到100%,学习算法速度快、收敛稳定、鲁棒性较好,避免了传统梯度下降学习算法的局部最小值,并且简单易于实现。