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[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
焦锐 马瑞峻 陈瑜 伍恩慧 杨金鹏 温国政 潘雄
夹切一体的菠萝（Ananas comosus (L.) Merr.）采摘器在进行田间采摘作业时，需要自主确定果茎切割点位置，而菠萝果茎处容易被植株叶片、苞叶遮挡，采用单一图像处理的方法难以准确识别到果茎切割点位置，为此提出一种多传感器信息融合的菠萝果茎切割点位置检测方法。将深度相机和多组光电传感器结合，利用改进的YOLOv5目标检测算法融合RGB-D深度信息，实现对菠萝冠芽顶部至果实底部长度测量，再利用光电传感器信号变化判断菠萝采摘器是否到达冠芽顶部位置，并将冠芽顶部作为起始位置，控制采摘器下降速度和时间，从而保证采摘器底部安装的切割刀准确抵达果茎切割点位置。台架试验结果表明，该方法对真实菠萝果茎切割点检测成功率达到85%，满足菠萝采摘机器人作业过程中果茎切割点检测准确性要求。
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
李培 谭鹤群 张伟健 皇甫季璇 牛智有
为了提高鱼粉品质检测装置的鉴别能力,利用研制的鱼粉品质检测装置,提取鱼粉样本的响应特征信息(10×6个)构成原始特征矩阵,以多层感知器神经网络的鉴别正确率为评价指标,对其传感器阵列进行多特征数据融合优化。首先,通过不同的归一化处理,得到了最佳的归一化处理方法;其次,通过因子载荷分析结果计算获得1 770个特征距离值,按从小到大的顺序对1 770个距离进行排序,并依据特征值距离原点的欧式距离,剔除欧氏距离较小的19个特征值,获得最高的鉴别正确率;最后,对经过载荷分析优化后的原始特征值进行相关性分析,按相关系数绝对值累加和大小进行排序,当剔除掉相关系数绝对值累加和大于37.2时的8个特征值时,此时鉴别正确率为98.3%,特征子集也更紧凑。研究结果表明:特征优化前后的传感器信号的表征特征发生了明显的变化,33个特征值被用来表征鱼粉样本的传感器特征信号。同时,采用马氏距离解释了MLP神经网络鉴别结果的可信性,进一步说明了特征优化方法的合理性。
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
李培 谭鹤群 张伟健 黄甫季璇 牛智有
为了提高鱼粉品质检测装置的鉴别能力,利用研制的鱼粉品质检测装置,提取鱼粉样本的响应特征信息(10×6个)构成原始特征矩阵,以多层感知器神经网络的鉴别正确率为评价指标,对其传感器阵列进行多特征数据融合优化。首先,通过不同的归一化处理,得到了最佳的归一化处理方法;其次,通过因子载荷分析结果计算获得1 770个特征距离值,按从小到大的顺序对1 770个距离进行排序,并依据特征值距离原点的欧式距离,剔除欧氏距离较小的19个特征值,获得最高的鉴别正确率;最后,对经过载荷分析优化后的原始特征值进行相关性分析,按相关系数绝对值累加和大小进行排序,当剔除掉相关系数绝对值累加和大于37.2时的8个特征值时,此时鉴别正确率为98.3%,特征子集也更紧凑。研究结果表明:特征优化前后的传感器信号的表征特征发生了明显的变化,33个特征值被用来表征鱼粉样本的传感器特征信号。同时,采用马氏距离解释了MLP神经网络鉴别结果的可信性,进一步说明了特征优化方法的合理性。
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
周涛 王骥 麦仁贵
为提高不同成熟度种植区域的机械采摘菠萝准确率，保证菠萝品质，提出了基于改进YOLOv8的实时菠萝成熟度目标检测方法。针对自然环境下菠萝机械采摘中存在目标小、数量密集和光线遮挡等问题，改进模型把原始YOLOv8模型中主干部分、颈部部分的公共卷积替换成深度可分离卷积（Depthwise Separable Convolution,DSConv），精简模型参数；在融合特征前增加了卷积注意力机制模块（Convolutional Block Attention Module,CBAM），使特征融合更关注重要的特征，提升目标检测的准确率；使用EIoU损失函数替换YOLOv8网络原损失函数CIoU，加快网络收敛速度。结果显示，改进模型对菠萝成熟度检测PmA为97.33%，与Faster RCNN、YOLOv4、YOLOv5、YOLOv7对比发现，PmA分别提升5.53、7.91、4.38、4.66百分点；在保证检测精度的前提下，算法模型参数量仅为16.8×10~6。结果表明，改进模型提高了菠萝成熟度识别的精度和推理速度，具有更强的鲁棒性。
关键词：
菠萝成熟度 YOLOv8 目标检测
[期刊] 电子科技大学学报(社科版)
[作者]
李涛 沈江
在自然灾害的严重性和灾害特征分析的基础上，建立了一套有效的自然灾害预警系统模型。并深入研究了如何利用阈值理论实现特征级融合和基于Ｄ－Ｓ证据理论融合方法的决策级融合，保证了自然灾害预警系统做出更加及时、准确的决策，对提高自然灾害应急水平以及减少灾害损失具有重要意义。
[期刊] 南京农业大学学报
[作者]
何灿隆 沈明霞 刘龙申 陆明洲 孙玉文 刘志刚
[目的]针对目前平养肉鸡跛行检测主要依靠饲养员的人为观察,存在主观因素强、效率低等问题,提出一种基于三轴加速度传感器的肉鸡步态检测方法。[方法]研制了一种基于三轴加速度传感器的无线运动脚环,通过肉鸡行走自检测(WSD)算法确定肉鸡行走的有效数据点,利用逻辑回归算法建立肉鸡健康与跛行二分类模型,最后通过欧氏距离度量肉鸡跛行程度。[结果]无线运动脚环能快速采集和传输肉鸡腿部运动信息,肉鸡健康与跛行二分类模型的平均准确率为93.88%,通过欧氏距离可以近似表征肉鸡跛行的严重程度。[结论]提出了一套肉鸡步态自动检测算法,为平养条件下肉鸡步态检测提供一种新方法。
[期刊] 物流技术
[作者]
丁奥 张媛 朱磊 杜艳平 黄磊
提出一种快件物流过程状态检测的方法及其配套系统,通过多种传感器组合,收集快件的实时振动加速度、温湿度、光照强度等数据及地理位置信息,经通讯模块传送给中央处理器,利用相应智能算法对数据进行分析处理,将各种异常情况分类,最后反馈到应用程序端上供用户查询。以此有效地对快件的装卸搬运、分拣、包装、运输过程状态实时进行客观评价和分析,以期有助于规范物流作业操作,减少暴力分拣、不当运输等现象的发生。
[期刊] 工业工程
[作者]
成佳闻 赛希亚拉图 张超勇 罗敏
刀具磨损是影响数控机床加工质量和加工效率的重要因素之一。针对现有铣刀磨损预测中信号单一和预测精度不足的问题，提出了一种基于注意力机制的堆叠LSTM (long short-term memory，长短期记忆网络)的多传感器信息融合刀具磨损预测方法。对多传感器信号进行预处理，然后提取多域特征，利用核主成分分析法对其进行特征级信息融合，得到后续网络的输入。采用基于注意力机制的堆叠LSTM网络模型，使得网络能够自适应地学习数据的重要信息，在PHM2010的数据集上预测精度达到99.9%。通过与其他算法的对比试验和加入人工噪声的方法，验证了本文所提出的模型的高精度和鲁棒性。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
朱传辉 王子豪 朱志明 张天一 郭吉昌
焊接过程智能化是提高长输油气管道现场铺设过程中管口对接外焊效率和接头合格率的有效途径。该文提出了基于多源传感的管道空间全位置焊枪位姿检测与控制算法。基于设计的组合激光结构光视觉传感与双轴倾角传感的多源传感器,提出了应用于管道空间全位置焊接的焊枪位姿检测和控制算法,实现了管道不同空间姿态下管段环形对接口任意位置处的焊接坡口尺寸、焊枪相对位姿及局部工件表面空间姿态的集成检测,构建了基于多源传感的五自由度管道智能化焊接系统,完成了焊枪位姿的智能化调控。试验结果表明,焊枪的姿态角反馈控制误差不超过0.8°,在管道全位置焊接过程中的焊枪横向位置跟踪偏差不超过0.25 mm,高度跟踪偏差不超过0.63 mm。该算法可以实现任意管道空间全位置焊接过程中焊枪位姿的准确调控,有效提高了管道外焊装备的智能化水平,并为焊接未知姿态曲面工件时焊枪的位姿调控提供了技术支撑。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
罗耀耀 钟山 王锐 王楠 杨韵秋
室内复杂环境下,机器人实时姿态估计是控制机器人的前提。在RF2O运动估计方法的基础上,针对移动机器人建立五自由度运动学方程,使用扩展卡尔曼滤波器(EKF)实现惯性测量单元(IMU)姿态信息与RF2O数据的融合,以IMU信息作为EKF状态预测方程的输入,RF2O数据作为观测信息。在机器人平台进行多组实地实验,结果表明:扩展卡尔曼滤波融合后的数据与传统数据相比,均方根误差减小了23.9%,同时排除了激光雷达的机械干扰,累积误差明显降低。
[期刊] 湖南农业大学学报(自然科学版)
[作者]
薛大为 杨春兰
借助电子鼻检测存储60、120、180、240、300、360 d的黄山毛峰茶香气信息,根据电子鼻各传感器响应曲线变化特点,选取出1组能够表征不同香气信息的基本特征变量,分别采用主成分回归(PCR)、偏最小二乘回归(PLS)和BP神经网络(BPNN)方法,建立茶叶存储时间的预测模型。测试样本集对3种预测模型的检验结果表明:PCR、PLS、BPNN模型的预测标准误差分别为10.05、6.04、3.21d;最大预测相对误差分别为11.03%、7.02%、5.89%;平均预测相对误差分别为6.73%、4.74%、3.62%;预测值与实际值之间的决定系数R2分别为0.862、0.896、0.987。3种模型都能较好地对茶叶存储时间进行预测,相比较而言,BPNN模型性能最优,PLS模型性能优于PCR模型。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
宋欣瑞 张宪琦 张展 陈新昊 刘宏伟
基于传感器的人体活动识别被广泛应用到各个领域,但利用多种异构传感器识别日常的复杂人体活动,仍然存在很多问题.对多个异构传感器数据进行数据融合时,存在兼容性问题,导致对并发复杂活动识别准确率较低.该文提出基于多传感器决策级数据融合的多任务深度学习模型.该模型利用深度学习自动地从每个传感器原始数据中进行特征提取.利用多任务学习的联合训练方法将并发复杂活动分为多个子任务,多个子任务共享网络结构,相互促进学习,提高模型的泛化性能.实验表明:该模型对周期性活动的识别准确率可达到94.6%,非周期性活动可达到93.4%,并发复杂活动可达到92.8%.该模型比3个基线模型的识别准确率平均高出8%.
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
贾英辉 耿涛 徐光宪 陈万志 冯泽鹏
设计了通信专业创新实验案例—基于STM32的多气体传感器检测光传输创新实验系统,并对实验系统的气体检测模块和光传输模块进行了软硬件设计。实验结果表明该实验系统能实时检测多种有害气体浓度,可通过光纤进行远距离信息传输。通过设计实验系统,不但使学生可以掌握通信、电路、电子设计和单片机技术,而且使学生的应用创新能力和实践能力得到提升。
关键词：
单片机 光传输 应用创新 气体检测
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
王中一 陆兵 钱军 李京京 程洪亮 靳晓军 付莹莹 赵宗正 张春茂 郭振东 刘林娜
为利用表面等离子共振(Surface Plasmon Resonance,SPR)生物传感器建立一种快速检测H5N1流感病毒的新方法。该研究利用SPR生物传感器以及H5N1单克隆抗体,对H5N1流感病毒样品进行检测分析。结果表明:该方法特性如下:1)可实现针对H5N1流感病毒的直接、快速和实时检测,整个过程无需任何标记;2)检测限为104.44 TCID50/mL,低于ELISA方法的103.24 TCID50/mL;3)在抗体消耗量方面,SPR技术要优于ELISA技术近100倍。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
刘一民 文俊杰 王岚君
针对传感器网络中由于传感器故障造成的异常点检测问题,该文提出一种基于传感器与其空-时近邻点在测量数据之间的差异,采用似然比检验来判断传感器是否故障的异常点检测方法。在空间维,该方法基于最大后验概率选取待检测传感器当前时刻的空间近邻点;在时间维,该方法选取待检测传感器在之前若干个时刻的测量值作为其时间近邻点。然后根据待检传感器与其空-时近邻点测量数据之间的差异对其异常程度进行量化,并采用似然比检验判断待检测传感器是否故障。结果表明:该方法与已有的异常点检测方法相比,在相同的虚警率下取得了更高的检测率。例如在
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