基于VMD-MSE的玉米铜污染信息提取与预测模型

重金属污染会引起作物光谱畸变,本文通过挖掘光谱信息中微弱的畸变信息诊断玉米受污染程度。将变分模态分解(VMD)运用到高光谱弱信息探测中,并结合多尺度熵(MSE)构建VMD-MSE光谱弱信息探测模型,同时利用模型值VM进行Cu2+含量回归分析与建模。结果表明:对原始光谱数据进行3次VMD分解后,可有效提取光谱奇异特征;计算VMD结果的MSE值,可获取5个尺度的模型值。各尺度模型值VM与玉米叶片中Cu2+含量呈现显著负相关,其中第一尺度模型值(VM1)与叶片中Cu2+相关性最好。对各尺度VM构建的Cu2+含量预测模型应用结果进行比较,证明VM1线性回归模型预测效果最优。表明VMD-MSE模型可为作物污染信息提取、污染诊断及Cu2+含量预测提供思路与方法。     

基于红外热成像的白羽肉鸡体温检测方法

为了快速、准确地检测肉鸡体温,提出了一种红外热成像技术和深度学习相结合的肉鸡体温检测方法。以卷积神经网络为基础,建立肉鸡头部和腿部的感兴趣区域(Region of interest,ROI)识别模型,提取肉鸡头部和腿部的最高温度,结合环境温度、相对湿度和光照强度,分别构建了基于多元线性回归和基于BP神经网络的肉鸡翅下体温反演模型。试验结果表明,基于深度卷积神经网络(Convolutional neural networks,CNNs)的感兴趣区域识别模型在测试集上的查准率和查全率分别为96. 77%和100%,基于多元线性回归和BP(Back propagation)神经网络的反演模型平均相对误差分别为0. 33%和0. 29%。基于BP神经网络的肉鸡翅下温度反演模型具有更高的准确性,可准确检测肉鸡体温。     

基于红外热成像的核桃冠层温度测量不确定性分析

为了探究和量化利用红外热成像系统进行核桃冠层温度测量过程中所产生的不确定性,利用A310f型红外热像仪在核桃园区对样本树冠层进行为期20 d的高频连续观测,对样本树进行了不同方向(东、西、南、北)和不同高度角(10°、30°、45°、60°、80°)的冠层温度测量。首先,对5个重要参数的敏感性进行分析,发现冠层温度受叶片辐射率(εleaf)影响最大,受环境反射温度(Trefl)影响次之,受空气温度(Ta)和空气相对湿度(RH)影响较小,对距离(D)变化不敏感。其次,对3棵样本树与4个方向的冠层温度进行双因素方差分析,结果表明,各方向之间达到了显著性水平(P 0. 05),进一步通过多重比较确定了南、北两个方向存在显著性差异(P 0. 05),其他各方向之间差异不显著。对不同高度角的分析表明,5个高度角之间不存在显著的温度差异。然后,通过温度廓线法直接观察到冠层外部温度高于内部温度,同时,温度频数直方图反映出像素点呈现双峰分布特征,冠层像素点的峰值温度为25. 1℃。最后,对冠层内外温度进行方差分析,结果表明,两者之间存在极显著性差异(P 0. 01)。     

基于红外热成像的生猪耳温自动提取算法

针对利用红外热成像进行生猪体温自动提取困难的问题,在设施猪场生猪体温红外巡检装置的基础上,提出将生猪耳部区域作为其体温的代表区域,探索一种基于红外热像图的生猪耳温自动提取算法(IT-PETE)。该算法通过高效而准确地识别生猪耳部区域并提取耳部区域的温度最大值和平均值,实现生猪体温非接触式自动监测。IT-PETE算法首先用拉普拉斯算子对生猪热红外图像进行预处理,然后基于YOLO v4和形态学对热红外图像中的生猪耳部进行提取,并结合耳部分割图像和温度矩阵自动获取耳部区域温度的最大值和平均值。采用5折交叉验证方法训练生猪耳部区域检测模型,训练集和验证集图像共2000幅,测试集400幅。试验表明,YOLO v4耳部区域检测准确率为97.6%,比Faster R-CNN和SSD分别提高了2.0个百分点和7.8个百分点,单帧图像的平均检测时间为12ms。同时对20头猪的人工统计耳温数据与算法提取体温进行相关性分析,得到两者在耳部区域温度最大值和平均值的决定系数分别为0.9849和0.9119,表明IT-PETE算法对体温数据的提取具有可靠性和可行性。因此,IT-PETE算法在一定程度上可为生猪体温自动化监测和预警系统提供技术支撑。     

井窖孔制作机关键部件振动及其沿手臂传递特性研究

井窖孔制作机使用时操作人员操作手臂受到强烈的振动感,为降低手臂的振动感、了解振动沿手臂传递特性及优化设计其关键部件。通过建立手臂系统的振动分析模型,利用DH5925动态信号采集系统对井窖孔制作机关键部件的振动频谱和人体手臂系统的振动传递特性进行测试与分析。结果表明:锥形成孔钻头与瓦片式成孔钻头工作时井窖孔制作机把手处的振动基频分别为37.59 Hz、38.08 Hz;由理论分析得到手臂系统对振动能量的吸收及耗散与手臂系统受到激励频率成正比,通过试验分析,最大工作转速下手臂各测点振动传递率最低,手臂系统对把手处传递的振动能量吸收与耗散最多;即需重点优化其操作把手的结构及材料参数,以降低振动对手臂系统的损伤。该研究可为井窖孔制作机基于人机工程学的改机设计提供一定的依据。     

Hyperthyroid Heart Rate Varialility Signal Using Modern Spectrum Analysis Method

Using studied ECG sampling system, the analog signals of electrocardiograph is magnified and filtered,sending into the sampling card in computer, the sampling frequence is 1 000 Hz, the 5 minutes sampling signal is saved to hard disk. Using modern spectrum analysis method and FFT, the specific value VLF/HF of Heart Rate Variability (HRV)of 19 healthy individuals and 10 hyperthyroid is analysed .It is found that the significant difference of the specific value VLF/HF between the healthy individuals and hyperthyroid.There are no especial advantage and distinctness by using the modern spectrum analysis method or FFT to study balance the specific value VLF/HF between the healthy individuals and hyperthyroid. The result shows that the spectrum analysis method is relly an effective measure to analyze independence nerve abnormalities of hyperthyroid.     

土壤水分、有机质和总氮含量的近红外光谱分析研究

本文首次采用了近红外光谱分析法对我国黄土区土壤水分,有机质和总氮含量进行主人分析。结果表明,该法与实验室化学分析法之间相关性高,误差小,５２份样品定标结果：水分,有机质和总氮的复合相关系数分别为０．９７４,０．９３８和０．９４２;标准误差分别为１．０８,０．２３和０．０４２。７４份样品的检验结果;相关系数分别为０．９６９,０．９２１和０．９２８;估测标准误差分别为１．１４,０．２８和０．０４６。三     

黄土丘陵沟壑区不同坡度分级系统及地面坡谱对比

地面坡度是最重要的地形定量指标 ,建立科学合理的地面坡度分级体系是对坡度进行科学研究与坡度图制图必不可少的重要环节。总结了近年来在坡度分级研究方面的已有成果 ,将坡度分级方法归并为临界坡度分级、等差坡度分级、模糊坡度分级 3种方法。在说明了各种分类方法特点的基础上 ,探讨了其应用的适用性。以黄土丘陵沟壑区的韭园沟流域为实验样区 ,利用高精度 1∶ 1万比例尺的 DEM数据为信息源 ,建立了栅格数字坡度模型。利用分级统计的结果 ,对各种坡度分类方法所得到的地面坡谱进行了对比和分析     

汽车减震器支座疲劳开裂原因分析

针对汽车在行驶过程中减振器支座开裂问题,对开裂部位的载荷谱及相关信号进行了实车、实地测试,应用疲劳强度理论对减震器支座不同工况疲劳寿命进行了计算。研究表明,轮胎气压过高以及减震器损坏会造成其支座疲劳载荷显著增大,使之疲劳寿命迅速下降。最后建议对减震器的质量进行考核,尤其是对减震器拉伸和压缩过程的阻尼系数应引起同样重视,在使用过程中减震器失效后应立即更换,轮胎气压应按规定要求使用,以避免减震器支座过早疲劳失效。     

基于AR模型对路面不平度的时域模拟

基于GB 7031《车辆振动输入路面平度表示方法》中提出的路面功率谱密度表达式,建立了随机信号AR(自回归)模型。应用Matlab仿真软件,对路面不平度时域随机序列进行了仿真分析,并对模拟值与理论值进行了比较。结果表明,AR模型拟合的路面不平度功率谱密度能较好地逼近其理论值,且具有计算量小,模拟精度高的优点,为车辆动态性能模拟与控制研究奠定了基础。