近红外光谱多核并行谱区选择任务调度策略研究

在近红外光谱的谱区选择算法中,滑动窗口偏最小二乘法具有较高的预测精度,但是其程序运行时间很长。在不改变算法预测精度的前提下,首先以分段间隔偏最小二乘法为基础研究了顺序分配法、等间距法和排序法等3种任务调度策略对并行算法性能的影响。在这3种任务调度策略中,排序法具有较好的负载均衡性和较高的并行效率。然后在16核云计算平台下将排序法分配策略分别应用于组合分段偏最小二乘法、反向分段偏最小二乘法和滑动窗口偏最小二乘法等谱区的并行选择算法中。经实验测试,在单核串行算法下反向分段偏最小二乘法和滑动窗口偏最小二乘法的程序运行时间分别为9.22 h和55.51 h,在排序法分配策略下采用2核并行算法时其程序运行时间分别缩短为4.98 h和29.03 h,分别节省了45.99%和47.70%的程序运行时间。实验结果表明:当考虑并行效率和计算成本时,在1~16核的并行算法中,选用2核并行执行以上4种谱区选择算法都具有最高的并行效率和性价比。     

高程梯度性质和算法不确定性的初步分析

高程梯度指高程在平面坐标中x和y两个方向上的变化率。在坡度算法θ=（p²+q²）/2中分别用p和q表示,因为高程梯度p和q算法的不同而衍生出多种坡度算法,因此对p,q算法性质和精度的研究是坡度算法精度评价的基础。选取陕西省绥德县、秦岭、黑龙江省拜泉县的三个样区,基于7种不同算法计算了高程梯度（p和q）,并对其统计分布特征、空间结构特征、p和q相互关系、算法稳定性与不确定性等进行了分析。结果表明:（1）p和q均值为零,相互独立,方差相等,呈正态分布;（2）各种算法均能表现局地结构和样区之间的差异;（3）从算法稳定性、精度等方面看,Evans-Young算法,特别是经过Shary改进的Evans-Young算法的效果最佳。     

南京北郊地温变化特征

利用位于南京北郊的南京信息工程大学观测基地2010年各层(0、5、10、15、20、40、80、160、320 cm)地温数据,采用统计分析方法对南京北郊地温的变化特征进行了分析,揭示南京市浦口地区地温与时间、深度的变化关系。结果表明,南京北郊地区表层地温以及浅层地温有明显的季节变化和日变化,呈近似于正弦曲线的变化趋势。从地表到20 cm深时,地温的日变化逐渐减弱;当深度在40~320cm时,地温日变化已不明显。在垂直方向上,各层地温日变化幅值随着深度增加而减小,随着深度的增加峰值出现的时间逐渐滞后。     

基于云模型的农业移动机器人人机合作路径规划

【目的】实现农业移动机器人在复杂动态的农业环境中实时准确地无碰撞行驶。【方法】基于云模型的不确定性在线推理方法,提出一种基于云模型的动态引导A*(CDGA*)算法进行人机合作路径规划,将人的专业知识和喜好等引入DGA*优化中,实现机器人更快速的路径规划。利用Matlab软件对CDGA*算法与DGA*算法进行仿真对比分析。【结果】静态路径规划中,DGA*算法与CDGA*算法的close的点数分别为158和96,人员规划时间分别为8.8和4.0 s,规划总时间分别为15.6和8.9 s;动态路径规划中,DGA*算法与CDGA*算法的人员规划时间分别为12.5和5.8 s,规划总时间分别为23.3和14.6 s。【结论】提出的CDGA*算法能够大大减少产生的节点数,缩短规划时间,提高搜索效率。     

MD5加密算法的安全性分析与改进

针对MD5加密算法现存在的安全隐患,分析了模差分攻击、生日攻击、原像攻击等技术;为解决MD5的差分路径容易被发现的问题,提出了对MD5明文消息块相乘溢出的改进算法;通过运用乘法运算的高位溢出的特性,使得改进后的明文消息块的混乱度进一步强化,逆运算的难度系数变得更高,提高差分路径查找难度,从而有效阻止常用攻击算法的攻击,提高MD5算法的可靠性和稳定性。实验结果表明,针对MD5的改进能够在很大程度上提高MD5的抗攻击能力以及抗碰撞能力。     

立体苗盘管理机器人的机械臂参数优化与试验

为使立体苗盘管理机器人的机械臂能够在植物工厂狭窄的作业环境下,灵活、高效地完成目标工作空间的所有搬运和喷洒动作任务需求,同时尽量减小机械臂的操纵空间和结构尺寸,采用理论与试验相结合的方法对机械臂参数进行了优化设计。首先采用D-H法建立了机器人的运动学模型,然后通过工作空间分析确定出优化参数的工作空间约束条件。在此基础上,以"距离最短"和"结构紧凑"为性能指标建立目标优化函数,并利用遗传算法求解出最优的大臂杆长648 mm、中臂杆长472 mm和小臂杆长396 mm,最优机械臂关节转角极限值为96°、68°和126°。最后进行机器人样机的搬运和喷洒运动规划试验,并借助高速摄像系统标记机械臂末端运动轨迹坐标。试验结果表明:优化后的机械臂能够到达目标工作空间的所有极限位置及其他特征位置点,最大绝对定位误差为9.8 mm,最大相对定位误差为0.98%,在允许的误差范围内,能够满足机械臂工作空间对目标工作空间的有效包容。     

小型侧翼折展式林果收集装置的设计与试验

为了解决现有林果收集装置体积庞大,结构复杂,对果树行间距要求高等问题,该文以国内外现有林果收集设备为基础,以折展性能较好的空间折展机构为切入点,提出了一种小型侧翼折展式林果收集装置。对收集装置的主要结构—侧翼折展机构,进行了运动学分析,采用遗传算法对此机构的主要杆件进行尺寸优化,并建立侧翼折展机构的三维模型,导入ADAMS动力学分析软件中进行仿真和计算。根据理论分析与仿真结果,加工试验样机,进行野外采收试验和末端轨迹验证,比较虚拟仿真轨迹与由高速摄像捕捉到的样机实际运动轨迹,验证了侧翼折展机构设计方案的正确与可靠性,并得出此收集装置对于大枣树和银杏树的平均承接率分别为84.68%和66.71%,可为后续机构的改进提供参考依据。     

云南种子植物特有属领域词语相似度算法研究

以《同义词词林》为基础,结合云南种子植物特有属领域知识补充了《同义词词林》中该领域的词语,并提出了一种基于同义词词林的词语相似度改进算法。经过测试对比,在植物检索领域该计算方法比一般的基于同义词词林的词语相似度算法更加准确,而且召回率得到了明显提升,更适用于云南种子植物特有属领域信息的检索。     

状态转换在预防农作物病虫害中的作用

介绍了状态转换、状态转换算法以及在预防农作物病虫害中的作用。     

北方君子兰冬季温室恒温闭环控制系统设计

针对君子兰北方越冬难的问题,设计了以AT89C51单片机为核心的闭环自动控制系统,通过PID算法实现了对温、湿度的检测及控制。该系统运行可靠、精度高、响应速度快,可以满足君子兰越冬对温、湿度的要求,