基于特征分析的番茄识别及其软件的快速开发

为导引机械手采摘番茄,提出了基于形状与纹理特征分析的番茄识别和软件实现方法。提取番茄和枯叶等干扰物的子图像,选择3个形状特征和5个纹理特征参数进行统计分析,在Matlab下快速验证番茄识别算法,再利用OpenCV函数库在Visual C++下对识别算法进行再现,实现了目标识别软件的快速开发。对674幅番茄图像进行识别试验的结果表明,对生长状态为相互分离的成熟番茄,正确识别率达到90%以上。不同分辨率的番茄图像处理实验结果表明,利用OpenCV函数库编制的程序比Matlab下的代码执行效率显著提高,而且能实时采集并同步处理双目图像,可为采摘机器人目标识别和软件开发提供参考。     

基于遗传优化的模糊PID控制在智能除草中的应用研究*

针对当前智能除草控制系统的非线性、时滞性及喷施精度过低等问题,设计了一种基于超代遗传算法(HG-GA)优化的模糊PID控制方案。在该方案中,针对智能除草装置的特点,设计了对应的模糊PID控制器,并对控制器的各因子进行遗传优化,从而提高系统的控制效果,同时加快了优化速度。实验结果表明这是一种有效的控制策略,尤其是在处理非线性及外部干扰方面有更好的鲁棒性。     

基于MEA-BP神经网络的大米水分含量高光谱技术检测

利用高光谱技术对储藏大米的水分含量进行检测。本实验以120个大米样本为研究对象,采集所有大米样本的高光谱图像,利用多元散射校正的预处理方法对大米样本原始光谱数据进行降噪处理。由于原始高光谱数据量大且冗余性强,故利用逐步线性回归分析方法对预处理后的数据进行特征提取。最后建立BP神经网络的大米水分定量检测模型,由于建模效果没有达到预期目标,因此引入遗传算法(genetic algorithm,GA)和思维进化算法(mind evolutionary algorithm,MEA)优化BP神经网络的权值和阈值。对BP、GA-BP、MEA-BP 3种大米水分预测模型进行比较,3种模型的预测集决定系数都达到0.86以上,其中MEA-BP模型具有最佳的预测效果,预测集决定系数达到0.966 3,且均方根误差为0.81%。     

机器视觉识别杂草中除草剂喷洒参数的优化

为提高除草剂的喷洒效果,提出基于遗传算法确定喷洒参数的方法.首先使用除草剂在作物、土壤的残留和在杂草上的沉积3个因素评价除草剂的喷洒效果并采用线性加权的方法建立相应的数学模型,其次通过计算除草剂空间分布情况得到喷洒参数和喷洒效果的关系,接着利用遗传算法优化喷洒参数.与现有方法相比,新方法改善了杂草的防治效果,随着杂草、作物分布情况复杂性的增加,其效果更加明显.同时,新方法考虑了增加除草剂残留量的影响,并具备较好的实用性.     

虚拟植物模型及其构建方法研究综述

针对近年来有关虚拟植物技术研究的发展状况进行了综述,并对虚拟植物模型进行了分类;通过介绍和总结虚拟植物模型的常见构建方法,对目前一些典型的虚拟植物模型构建方法进行了系统的分析和评论,并指出了现有虚拟植物模型构建中的不足之处;最后展望了该领域的进一步研究方向。     

智能化零件检测与筛选系统的设计

为了实现零件检测与筛选的自动化,开发了智能化零件检测与筛选系统。该系统包括软件部分、图像采集部分、筛选机构和电控盒等4个部分。其中,软件部分又包括零件视觉检测软件和零件筛选软件;前者在Matlab环境中开发,集图像采集、处理、判断及信号发出于一体;后者用于使单片机接收光电开关、音频发送的信号及向键盘、电磁拉杆发送信号。试验结果表明:该系统能够实现零件检测和筛选的自动化,具有广泛的应用前景。     

新型果蔬切丁机的设计

国内现有切丁机存在着结构复杂、生产效率低、切出10mm以上果蔬大丁形状不规整的问题,无法满足国内果蔬加工业的发展需求。提出采用离心切削法进行果蔬切片、圆盘刀切丝、横切刀切丁的三维切丁技术的新型果蔬切丁机方案。通过对果蔬的切丁成型分析,得到切10mm以上果蔬大丁形状不规整的原因。仿真分析得到切丁机推进器和横切刀之间的速比以及两者之间的中心位置布置的合理组合。对切丁机主要结构部件进行了设计,研制果蔬切丁机样机。性能试验表明:切出的(15×15×15)mm和(20×20×20)mm马铃薯立方块形状规整,其相对百分数均小于15%,达到了设计要求。     

优化茶多酚近红外光谱定量分析模型

茶叶中茶多酚作为茶叶品质检测中常规检测成分之一,目前的常规检测方法的缺点是费时、费力,成本较高,因此本研究利用近红外光谱分析技术对茶叶中茶多酚含量快速无损检测具有很高的实用价值.为了提高近红外光谱茶多酚预测模型的精度,利用小波消噪预处理茶叶近红外光谱,滤去其中的噪声信息.再用区间偏最小二乘法(iPLS)与遗传算法(GA)相结合的PLS波长筛选法iPLS-GA建立茶多酚的预测模型:用iPLS预测前,先将整个光谱划分为40个子区间,选择交互验证均方根误差RMSECV值低于全光谱区间的第25和34子区间的组合为信息区间,共166个波数点,然后用GA全局优化组合这166个波数点,最终共有18个波数点用于建立茶多酚模型.结果表明,用小波消噪和iPLS-GA建立的茶多酚模型的预测相关系数RC和校正均方根误差RMSEC分别为0.964 8和2.14;预测相关系数Rp和预测均方根误差RMSEP;分别为0.958 7和2.22.均比其它模型好.建模数据量从3 320个减少到18个,使模型得以简化.     

基于BP神经网络的脉冲放电等离子体氧化酸性橙Ⅱ影响因素分析

为了说明多针-板电极脉冲放电等离子体(PDP)氧化酸性橙Ⅱ(AO7)过程中多种因素对AO7脱色效果的影响,本研究建立了PDP氧化AO7的BP神经网络模型,用BP神经网络模拟多因素作用下PDP氧化AO7的反应过程,重点考察溶液条件,包括溶液初始浓度、初始电导率和初始pH等条件对AO7脱色效果的影响趋势。研究所建立的BP神经网络模型对AO7脱色效率的预测值与实际测定值的偏差在±5%范围内,说明BP神经网络模型可以很好地分析PDP这一复杂体系中各溶液条件对AO7脱色效率影响的规律。模型分析结果表明:所建立的PDP水处理系统中,在一定的AO7溶液初始浓度条件下有较高的脱色效果;溶液电导率对AO7的脱色效果基本没有影响;酸性条件更有利于AO7的脱色。     

基于传感器集成模块的PMSM矢量控制实验研究

对传感器集成模块的硬件结构和软件功能进行讨论,构建概念性传感器集成模块,丰富了电力电子系统集成模块的类型,并采用该传感器集成模块实现永磁同步电机矢量控制运行。传感器集成模块能有效实现电机端电压和电流的检测、转子位置和速度的估计、磁链和转矩的观测,是高性能电力电子集成传动系统的重要组成部分。