基于量子遗传模糊神经网络的苹果果实识别

针对田间苹果采摘机器人视觉系统中彩色图像边界像素的模糊性和不确定性影响苹果果实识别精度和速度问题,提出了一种将量子遗传算法的全局搜索能力和模糊推理神经网络的自适应性相结合的算法来识别苹果果实。利用量子遗传算法对模糊神经网络的可调整参数初始值进行了全局优化,加快了网络学习速度,避免了传统BP误差反向传播学习算法易陷入局部极小值、迭代次数多等弊端。实验表明：该识别模型高速且稳定,鲁棒性好,对于果实本身颜色不均匀样本正确识别率为100%,对自然光照引起颜色不均匀样本正确识别率为96.86%,对邻接图像正确识别率为94.29%,对重叠图像正确识别率为92.31%。     

热泵干燥过程中竹荚鱼水分迁移特性

以竹荚鱼为试验材料,对热泵干燥过程中鱼片的内部温度分布和水分迁移特性进行了研究.结果表明:热泵干燥过程的大部分时段中(干燥中、后期),竹荚鱼片内部温度分布比较均匀,基本未呈现出整体性的温度梯度.干燥过程中,竹荚鱼片沿厚度方向存在含水率梯度,并且随着干燥温度、风速的变化而变化.热泵干燥前期,鱼体干燥速度取决于鱼体表面水分蒸发的速度;干燥后期,干燥速度取决于鱼体内部水分移动的速度.热泵干燥过程中,竹荚鱼片的水分迁移主要是含水率梯度的作用.     

平面柔性并联机构弹性动力学研究

以设计适于高速运行的平面3自由度并联机构为目标,对机构的正向运动学进行了全面研究,得到了机构速度及加速度特性。在给定主动件的运动以后,求得了机构的所有位置正解构型,根据运动连续性的条件,规划出动平台的最佳运动轨迹,揭示了机构的速度和加速度特性。将机构划分成杆单元和平面三角形单元,建立了机构的有限元模型。结合运动学分析,使动平台沿着预先规划的轨迹运动,分析了机构的模态频率和主振型随机构位姿的变化情况。研究机构在主动力和惯性力激励下的动态响应,得到机构弹性位移误差和动应力的变化规律,从而对机构的运动学和动力学性能进行了综合评估。     

冬小麦叶绿素含量高光谱检测技术

以大田冬小麦叶绿素含量为研究对象,首先利用高光谱成像系统以线扫描方式获取其反射光谱图像,选择感兴趣区域（ROI）并计算出光谱平均反射率值;然后分别针对其原始光谱和一阶差分光谱,通过相关分析和逐步回归分析,得到能反映叶绿素含量变化的7个最佳优化波长;进而基于该优化波长采用多元线性回归（MLR）方法组建模型,通过假设检验剔除对模型贡献不显著的3个波长变量。选用剩余的4个波长即710.85、767.42、650和520nm作为自变量重新建立模型,基于校正集和预测集模型的决定系数R2分别为0.8434和0.7093。研究结果表明,利用高光谱技术检测大田冬小麦叶绿素含量的方法是可行的。     

螺杆挤压式生物质成型机优化设计与试验

在对螺杆挤压式生物质成型机成型物料的受力及运动进行分析的基础上,将整体螺杆分拆为螺杆头和螺杆主体,将成型套筒拆分为成型活套和保型套筒,对成型机螺杆头部的设计参数螺旋体叶片直径D、叶片螺距S、螺旋轴直径d和套筒数据进行优化设计。试验表明,通过更换螺杆头和成型活套能够降低磨损,螺杆头和螺杆主体的使用寿命可达到90h和1000h,提高了生物质成型燃料的生产量,生产效率与原成型机相比提高了66.12kg/h,从而促进生物质成型机的推广应用。     

板栗激光划口机设计

将激光切割技术应用于板栗的划口生产工艺,设计了一种板栗划口机。该机主要由振动给料器、“V”字形板栗定位及输送带、电动机传动系统、激光发生器、激光反射和聚焦镜、控制面板等组成。板栗激光划口和爆壳试验表明：划口板栗的爆壳率随着激光功率的增加而提高,随着板栗输送速度的提高而降低;当激光功率为80W,板栗输送速度为0.12m/s（即每秒划3～4个板栗）时,划口板栗的爆壳率在98%以上,划口质量最好。     

珠江口颗粒附着微生物群落沿环境梯度的演替

将PCR-DGGE技术和典范对应分析相结合,研究了珠江口水体颗粒附着微生物群落沿环境梯度的空间分布特征及其影响因素。DGGE指纹图谱分析表明,颗粒附着微生物群落沿环境梯度表现出明显的空间演替:不同站位之间既存在共同谱带,又具有各自的特征谱带;S4和S5两个站位的微生物群落结构与其相邻站位相比,DGGE指纹图谱变化明显,是颗粒附着微生物从海淡水混合区向海水区演替的中间过渡类型。对DGGE图谱中19条主带回收、测序表明,两个序列与已培养的微生物同源性≥99%,其余17条序列均与未培养的环境微生物种群具有很高的相似性(91%～100%);变形菌门和拟杆菌门是珠江口颗粒附着微生物的优势种群,其中变形菌门为绝对优势种群(78.9%)。典范对应分析显示,氮相关营养盐水平和盐度是影响水体颗粒附着微生物群落分布格局的两个主要因素。     

玉米自交系苞叶表型可塑性差异分析

为确定玉米5大杂优群苞叶表型可塑性在异地引种的稳定性和敏感性,收集了我国玉米5大杂优群50份自交系,2014年在海南省三亚市、2015年在北京市和2017年在辽宁省铁岭市3种环境下测定各杂优群的自交系在不同环境的苞叶性状,计算苞叶性状的变异系数,分析杂优群间苞叶长度可塑性(phenotypic plasticity of husk length, PHL)、宽度可塑性(phenotypic plasticity of husk width, PHW)和层数可塑性(phenotypic plasticity of husk layer number, PHN)的差异和杂优群内的相关性,比较不同环境和生长时期各气象因子的变化。结果显示:苞叶性状受环境影响显著;在全部测定群体、旅大红骨和唐四平头群中PHL与PHW呈显著正相关,在瑞德群中PHL与PHN呈极显著负相关;不同血缘玉米种质的苞叶表型可塑性存在明显差异,PHL与PHW表现出协同调控的特点;旅大红骨群的苞叶长度和PB群的苞叶长度、宽度对环境不敏感,这2个性状异地引种时会保持稳定;兰卡斯特群PHL较大,且符合苞叶性状南长北短的要求,这类育种材料适合南北方异地引种;气象因子中平均温度和湿度在玉米生长前期差异较大,日照时间在玉米生长的前、中和后期都有一个差异较大的时段。因此,高温区适时早播,低温区适时晚播,有利于减少环境间的苞叶差异。     

基于近地高光谱与TM遥感影像的冬小麦冠层含水量反演

为探讨利用近地高光谱和TM遥感影像数据评估作物冠层水分状况的可行性,以北京顺义通州为研究区域,以冬小麦为研究对象,首先基于Landsat TM5的光谱响应函数,利用地面实测的冬小麦全生育期冠层高光谱窄波段反射率数据来模拟TM5卫星宽波段反射率,然后利用模拟的TM5数据的NIR波段(第4波段)和2个SWIR波段(第5和7波段)反射率分别构建水分指数(WI)和归一化差异水分指数(NDWI),并利用地面实测数据建立冠层叶片含水量(LWC)和等效水厚度(EWT)的遥感估算模型,最后选取最优的水分估算模型,利用TM5卫星遥感影像数据对研究区域小麦冠层水分含量进行反演与应用。结果表明,利用TM5数据中SWIR第5波段比第7波段构建的水分指数更有优势;WI对估算LWC的效果较好,而NDWI在EWT估算方面效果较好,应用TM5宽波段模拟数据模型验证的冬小麦冠层含水量的r2和RMSE分别为0.57和0.51、3.89%和0.024。同时从TM遥感影像的反演结果来看,开花期的冬小麦冠层水分高于拔节期。     

深圳市生态监测站点高等动物多样性与植物多样性的关系研究

采用植被生态学及高等动物生态调查方法,研究了深圳市大鹏新区七娘山东北部、坪山新区田心山的赤坳山地、福田区莲花山东部与东南部、南山区小南山西北部及东部和宝安区羊台山应人石山地等5个生态监测站点的植物群落结构特征、多样性与高等动物多样性的关系。结果表明:在研究期间,观测到这5个站点的野生高等脊椎动物种类分布为七娘山东北部有33种、莲花山有23种、田心山8种、小南山17种及羊台山10种;发现鸟类的多样性与树种密切相关,而且与各区域的植物多样性有关,即植物多样性高的区域,其高等动物的数量也多;表明不仅是植被的高度指标高的区域,其高等动物的种类数会高,而且高等动物的多样性水平与植物群落的科、属、种的综合丰富度及种类的丰富度指数存在正的相关关系,与植物种类的辛普森指数也存在正的相关关系;而与植被盖度指标的关系不明显。该结果可对了解深圳乃至中国范围内的城市及城郊区域生物多样性的保护及高等动物的分布、动态变化及与植物的关系状况,以及进一步的研究提供理论参考。