智能轨迹控制割草机器人设计——基于FPGA神经网络

为了提高割草机器人自主导航和定位的精确性和智能性,设计了一种新型的基于FPGA神经网络算法的割草机器人。该设计采用FPGA可重构技术,以3层误差反向传播神经网络作为典型的模型来展开;利用成熟的BP算法公式,设计了割草机器人智能控制的模型;利用FPGA技术,设计了割草机器人的硬件系统;最后采用文本输入的设计方法,利用田间试验的方式,对机器人的轨迹规划能力和控制精度进行了验证。试验结果表明:利用FPGA和神经网络模型可以有效地穿越5个障碍物,并可得到满意的轨迹规划结果。将普通的PID控制器和神经网络PID控制器得到的控制结果误差进行了对比,结果表明:神经网络PID控制器得到的割草机器人控制误差明显比传统的PID控制器误差小。该方法为神经网络的硬件实现提供了可靠的理论基础。     

最小二乘支持向量机模型在径流预报中的应用

为解决径流中长期预报模型精度较低的问题,提出了一种基于混沌时间序列的最小二乘支持向量机预测方法,该方法依据相空间重构技术以及最小二乘支持向量机模型(以下简称LS_SVM)。利用该模型对黄河三门峡1919-1989年的71年实测年径流量进行预测。经过反复计算分析表明LS_SVM模型在径流中的应用具有较快的计算速度、较好的泛化能力以及较高的预测精度。     

基于EIT的土壤中油菜根茎检测

主要应用EIT技术检测土壤中油菜的根茎。搭建16电极数据采集系统,采用相邻法激励测量模式获得成像数据并应用基于MatLab的MNR算法进行图像重建。结果表明:本实验方法能实现油菜根茎的无损检测,可以检测出油菜根茎的位置和大小信息;对干枯的油菜根茎检测效果比新鲜根茎差,而对于腐烂的根茎,不能检测出来。据此,可以对土壤中油菜根茎进行可视化观察,了解其根系生长情况。     

基于压缩感知的图像降噪处理研究

在农产品图像的动态采集中,可能会出现粘结、叠加及背景干扰等一系列缺陷,同时稀疏采样的图像也可能是不完整的。对于这个棘手的问题,由压缩感知理论可以找到答案。压缩感知理论首先对采集的图像进行稀疏表达,然后选取适合图像的最优小波基,采用凸优化理论及其算法,可以得到花生图像的特征点(降噪点)并进行处理,从而完成噪声的去除。为此,在压缩感知理论的基础上,提出了运用快速迭代阈值收缩(FISTA)算法进行去噪处理,与其他的图像降噪方法相比,体现了速度快、效率高、去噪效果好等优势。     

基于立体视觉的农机热锻件测量系统设计

为解决农机热态锻件的在线尺寸测量问题,提出了一种基于计算机双目立体视觉的解决方案。针对热锻件的图像获取、特征提取、图像匹配和三维重建等问题展开研究,分别采用光谱选择性图像采集方案、形态学角点和轮廓提取方案,基于标定立体校正的快速匹配和重建方案,构建了一套在线测量系统。为提高系统的实时性,采用Open CV计算机视觉库函数实现相应算法。以一个被加热至1 000℃圆柱体锻件为试验对象,测量结果直径相对误差为2.20%,高度相对误差为1.81%,用时87s。试验结果表明:所提出的农机高温热锻件几何参数测量方法能够满足锻造生产现场对尺寸测量实时、精确、高效的要求。     

贵州大型灌区续建配套与节水改造综合效益指标体系构建研究

研究适合贵州大型灌区续建配套与节水改造项目综合效益评价体系。根据系统学理论,采用专家咨询法,划分灌区续改建项目的效益指标结构,运用AHP法、熵值法,基于博弈论的综合集成赋权法,对指标权重赋权,并运用MATLAB等软件计算。研究得出续改建项目的综合效益指标体系,以及指标的主观权重、客观权重、综合集成权重,并且基于博弈论的综合集成赋权法,较好的平衡了主客观的差异,较为合理的体现贵州灌区的现状。贵州灌区建设需要一套科学合理的综合效益评价体系,指导今后的项目评价,总结前期工作经验,为灌区实现现代化农业明确方向。     

基于自适应全局阈值融合标记的遥感图像建筑群分割

针对分割遥感图像建筑群时,标记不完全所产生的过分割和欠分割并存问题,提出一种基于自适应全局阈值融合标记的图像分割算法.该算法根据建筑群的分布和纹理特点,利用小波变换提取图像梯度,通过形态学重构对梯度图像进行滤波;采用局部极小值法提取背景标记,并应用自适应全局阈值法提取建筑群标记.采用逻辑运算进行标记融合,用融合后的标记修改加权像素的Sobel梯度图实现精准分割.实验结果表明,该算法能够弥补形态学滤波梯度图的局部极值标记不足问题,抑制了建筑群的过分割和欠分割,准确地将建筑群从背景中提取出来,分割正确率达到90.7％.     

脆弱生态区综合治理模式研究

脆弱生态区作为人地系统的一种地域类型,是自然特质较为敏感的不稳定区域,因区域环境生态退化导致的资源性贫困,使地区社会长期陷入了PPE怪圈的桎梏当中。如何使脆弱生态区走出发展困顿,迈向人与自然和谐的可持续发展之路,是当今社会反贫困研究和生态综合治理研究的中心所在。文章通过对脆弱生态区人地关系矛盾的机理研究,在综合分析脆弱生态自然与社会经济现状基础上,应用景观生态学原理提出了生态综合治理模式;并依据产业经济学及产业生态的理论,运用结构对应分析方法,构建了生态产业化的结构框架与组织路线。在此基础上,依照市场经济规律的客观要求,探讨了脆弱生态区综合治理模式推广的技术路线及其保障体系。     

印榕仙人掌的资源价值及开发利用

概述了印榕仙人掌的食用与药用价值,并对印榕仙人掌植被恢复功能和饲料用途进行了介绍。针对我国仙人掌发展的现状,重点论述了印榕仙人掌在胭脂虫培育利用方面的重要性。并从印榕仙人掌的保健功能、胭脂虫培育以及植被恢复重建开发利用等方面提出建议。     

基于激光雷达扫描的料仓原料储料量测量方法

为提高仓内原料储料量测量自动化和智能化水平,设计了一种基于二维激光雷达扫描的储料量测量装置与系统。本系统采用RPLIDAR S1型二维激光雷达扫描获取不同储料量物料的原始点云数据,通过坐标变换、重叠点提取、滤波、分割等方法对原始点云进行预处理,采用贪婪投影三角化算法将预处理后的点云进行三维重建,获得仓内原料的三维模型,结合物料三维模型和物料的容重获得仓内原料的储料量,从而实现储料量的自动测量。以玉米为试验对象,测量小型储料塔内玉米储料量并对玉米不同储料量进行扫描测量,验证模型的准确性,结果显示：测量结果的平均绝对误差为8.05 kg,平均相对误差为1.52%。研究结果表明,基于二维激光雷达扫描的储料量测量方法是可行的,具有较好的稳定性和测量精度,能够满足实际生产需求。