摘要：【目的】针对虫情测报灯采集到的林区害虫样本种类多、尺寸复杂及密集遮挡问题,提出了一种多尺度序列特征融合检测算法(MPD-YOLO),用于提升林区害虫检测的精确度,为林区害虫监测和防护提供了新的技术路径。【方法】首先,以采集于北京、河北、山西等地的林区害虫图像为基础,构建包含18类林区害虫的数据集。数据集涵盖不同场景下的害虫图像,为算法的训练与测试提供了可靠的数据支撑。其次,为提高小目标害虫的检测效果,利用3D卷积对小目标进行更为深入的尺度序列特征提取,MPD-YOLO方法引入尺度序列特征融合模块(SSFF),有效提升模型对小目标的感知能力。最后,为解决密集遮挡和多尺度害虫并存情况下的模型检测能力,MPD-YOLO方法提出了三重特征编码高效聚合模块(TFE-ELAN),通过将不同尺寸特征图进行特征融合,增强多层特征图之间信息的关联性,提升了模型的检测性能。【结果】在相同试验条件下,本研究在构建的数据集上对MPD-YOLO进行大量试验,并与主流的目标检测算法(YOLO系列、Faster-CNN等)进行对比分析。MPD-YOLO方法具有最佳的害虫识别精度,其F1-score和m AP分别达到88.43%和91.92%,比次优方法YOLOv8x分别高1.45%和1.22%。相比于原网络模型YOLOv7,MPD-YOLO的F1-score与mAP分别比YOLOv7高0.72%和2.8%,证明了本文所提方法在处理复杂目标检测任务中的优势。此外,本研究中消融试验,分析了尺度序列特征融合模块和三重特征编码高效聚合模块对整体性能的贡献,验证了各模块设计的有效性。【结论】本文提出的MPD-YOLO算法,有效提升了复杂环境下多尺度害虫的检测性能,在处理复杂环境下的检测任务时表现出较高的鲁棒性。

摘要：在国家玉米秸秆机械化粉碎还田大力普及的背景下,针对用于实际田间粉碎的玉米秸秆力学仿真模型简化与参数标定问题,该研究首先基于离散单元法将玉米秸秆简化为节点球连接的多段球柱单元可断裂柔性纤维模型;然后通过三点弯曲试验获得3种不同含水率玉米秸秆的载荷-位移曲线,采用最陡爬坡与Box-Behnken试验设计方法对提出模型的弹性比、塑性比、弯曲限制角和失效比进行标定;最后在2 m×10 m域内建立了由直立根茬与平铺于地表秸秆共同构成的数值模型,进行秸秆粉碎还田仿真,并与田间秸秆粉碎试验进行对比。研究结果发现:标定参数后的模型用于秸秆粉碎仿真的粉碎合格率与实际田间试验结果的误差低于2%,验证了所提方法的可行性以及数值模型的准确性。研究结果表明,通过合理的标定方法,可断裂柔性纤维模型适用于秸秆粉碎的数值仿真计算,可为秸秆粉碎还田机具的关键部件结构优化和最优参数选取提供合理依据。

摘要：为保护个人车辆的隐私信息,实现汽车伪装,对基于视觉的汽车检测系统进行物理对抗攻击。在3D对抗攻击框架的基础上,对攻击算法的目标函数进行优化设计,提升3D对抗纹理在多视角多场景设定下的攻击效果,设计针对天气变化的带权分层颜色映射网络,使对抗纹理能够在训练流程中表达在天气参数下的颜色反应,从而进一步增强攻击在物理世界实现的鲁棒性。进行了数字和物理实验。结果表明:基于视觉的汽车检测系统在本算法攻击下检测的平均召回率降低了49.4%。从而,本算法优化出的对抗纹理具备的物理世界可实现性,能够在物理世界实现使检测系统的准确率下降至少38.7%。

摘要：为实现对磁悬浮系统转子不平衡扰动、传感器误差以及不确定扰动的抑制,设计了一种自抗扰控制与级联的自适应陷波器结合的复合控制方法。建立了磁悬浮转子的动力学模型,分析了系统受到扰动的来源与形式。设计了基于归一化最小均方算法的自适应陷波器与三阶线性扩展状态观测器相结合的控制策略。进行了仿真和实验验证,结果表明,在同频、倍频扰动与低频扰动的干扰下,与单独使用PID控制相比,设计的复合控制方法能使转子的位移跳动减小约41.4%。

摘要：在研究热防护结构性能时,需要对防热材料的烧蚀后退量进行测量,以便对其合理性进行评估。目前的烧蚀后退量测量系统还缺乏成熟产品,难以同时解决耐高温、热冲击、同步烧蚀和高效隔热等难题。针对这些问题,设计了一款基于断线传感器的体积小、采集速率高、精度高的烧蚀后退量实时测量系统。利用烧蚀过程中,高温将烧蚀材料中埋入的金属导线依次熔断,外电路断开,输出电压发生改变的原理,实现烧蚀后退量和电压之间的转换。设计了能够烧蚀同步的断线传感器,使用电磁屏蔽盒、低通滤波减轻电磁干扰,使用LabVIEW设计了能处理高速数据流的上位机。详细说明了系统的工作原理、外部元件、内部电路、控制程序、上位机界面设计。通过风洞烧蚀试验,准确获得了防热材料实时烧蚀后退量数据,验证了系统的可行性。

摘要：树木根区土壤氧气含量是影响树木长势的重要环境因子。由于氧气空间分布复杂,直接测量具有较大的局限性。该研究基于荧光猝灭原理和热扩散液流测量原理研制了树干木质部氧含量和液流速率复合参数检测传感器,并对传感器进行了标定、温度校正和性能测试,以水分转移为关键突破线索,探究转移路径上氧含量与根区土壤氧含量关系。标定试验表明,氧气含量低于30%时,检测相对误差低于1.4%,液流速率相对误差低于5%。户外对照试验表明,复合传感器与商业光纤氧传感器、液流速率传感器检测结果相关系数分别为0.947和0.958。复合传感器集成度高、对树木伤害小、稳定性突出的优势为同步监测树干氧含量和液流速率提供了更好地解决方案。结合复合传感器监测数据和微气象参数,应用树木宏观吸水模型和根系土壤氧扩散模型进行深入分析,推导出不同深度根部氧环境含量的分布特征,实现树木根部氧环境含量的有效监测。研究可为树木根部氧环境动态监测提供技术支持,也为优化树木生长环境、提升树木水氧管理提供科学依据。

摘要：林区作业环境复杂,为实现对林区作业车辆行驶姿态的实时监测,设计了一套基于双天线GNSS/INS融合技术的车辆姿态测量系统,利用Kalman滤波算法有效地解决了林区复杂环境卫星信号持续性差、数据处理滞后等问题,通过智能林区巡护小车的林区道路车载试验,得到了车速、车身俯仰角、车身侧倾角、侧向加速度等车辆实时动态参数,各动态参数能正确反映车辆的实时运行状况,表明该系统在林地作业车辆上应用可行。

摘要：传统水土保持监测存在人工取样困难、实时性差等问题。设计了基于物联网的水土保持在线监测系统。使用水土保持监测设备采集数据,通过4GDTU模块将数据上传至阿里云物联网平台,再传输至云平台上的服务器,实现对数据的显示、分析和管理,以及对系统的管理。同时对数据传输过程中可能出现的故障进行处理,保证采集的数据均可顺利上传至阿里云物联网平台。实验结果显示,该系统的误判率最高不超过0.39%,能够稳定运行,可实现对水土保持数据的在线监测,提高了水土保持监测系统的信息化水平,对我国的水土保持工作具有重要意义。

摘要：该文研究了立木整枝机的工作方式、切削机构、传动机构,提出了螺旋式上升、锯链式切削机构、机械传动是较为理想的整枝机的工作方式.同时,对整枝机的工作参数、对象进行研究,提出了整枝机的合理工作参数,设计了一套测试系统;采用测力传感器测定整枝机系统轮胎与树木的作用力,计算出了轮胎与树木之间的摩擦系数;测定了侧柏、银杏、刺槐等几种主要树木的摩擦系数,为整枝机的动力选择提供了重要的依据.

摘要：为提高农业机械零部件烘房温度均匀性,该研究设计并优化送风参数,分析其对速度场、温度场的影响。首先,通过理论分析和计算流体力学(Computational Fluid Dynamics)相结合的方法,对所设计的农机零部件烘房速度场、温度场进行数值模拟,得到烘房内速度、温度分布规律。进一步分析各送风参数对速度均匀性、温度均匀性的影响。结果表明:单侧送风回风方式优于双侧送风回风;送风口数量为8时,温度、速度均匀性较好;送风角度15°时,速度、温度均匀性较好。试验数值和模拟数值误差较小,温度误差小于1.68%,风速误差小于1.1 m/s,仿真结果可靠有效。所设计的农机零部件烘房工作稳定可靠,温度不均匀系数低于6%,满足设计要求。该研究可为农机零部件烘房结构设计及参数选取提供理论依据。