摘要：[目的]通过目标分割为果园喷雾机提供树木的表征信息,使喷雾机能够实现精准喷雾。在分割过程中,对苗圃中的树冠、树干等不同部位进行分割,可以帮助喷雾机对喷雾部分对靶,在果园或苗圃景观中实现自动导航以及精准喷药等操作。与图片相比,点云能够更好地表征树木的三维结构并且受照明条件影响小,因此针对点云树木设计分割算法更适合应用在果园、苗圃等室外环境作业的农业机械。[方法]本文基于DGCNN提出了一种分割精度准确、参数量小的树木点云分割网络——TSNet,它可以很容易被部署在果园喷雾机上。该网络主要具有以下特点:1)该网络是基于DGCNN改进的,可以更好实现点云分割任务;2)网络引入了连续递归门控卷积模块(g^(n)Conv),可以提高树木分割的准确率;3)为避免全局信息损失并增加信息传递效率,我们设计了权重通道用于特征传递。[结果]TSNet分割树木的mIoU达到90.08%,模型大小为0.72 M,优于PointNet、PointNet++、DGCNN、CurveNet、PointMLP和D-PointNet++等常用的点云分割算法。[结论]TSNet能够为苗圃树木检测识别和农业机器人作业提供更准确的感知信息。

摘要：为了进一步提高电压响应度和探测成像速度,降低噪声等效功率,基于0.18μm CMOS工艺设计了一种低噪声高响应度太赫兹探测器线阵电路,提出了一种由自混频功率探测电路、电压缓冲级、运算放大器组成的1×4太赫兹阵列结构。通过源极差分驱动的自混频功率探测电路将辐射信号耦合至场效应管的栅极和源极,实现高响应度。通过电压缓冲级降低总体噪声,通过运算放大器有效放大探测信号。探测器线阵电路面积为0.8 mm^(2)。测试结果表明,当偏置电压为0.5 V时,该探测系统对0.37 THz辐射信号的电压响应度最大可达441 kV/W,对应的最小噪声等效功率为48 pW/Hz^(1/2)。相比单像素探测器,该探测器阵列可有效提升探测成像速度;相比传统的探测器阵列,该探测器阵列具有更优的性能参数。

摘要：[目的]在恶劣海况下,双体船的垂荡和纵摇运动幅度过大,变化剧烈,严重影响适航性。为此提出低-高增益反馈控制和高阶扩张状态观测器(HOESO)补偿相结合的垂向稳定控制策略。[方法]首先,对耦合的双体船垂向运动模型进行近似解耦,将垂荡和纵摇运动的耦合、波浪扰动等视为集总扰动,将其扩张为3个虚拟状态量,设计HOESO提高扰动估计精度,并将估计值用于前馈补偿。其次,提出低-高增益反馈控制实现垂向运动的闭环稳定,减少低增益反馈控制的保守性,并保证T形翼和压浪板附体输入满足约束。最后,利用Matlab搭建的双体船垂向稳定控制系统进行仿真。[结果]仿真结果表明,所提控制策略能够有效抑制垂荡和纵摇运动幅度,提高垂向运动的稳定性。垂荡位移减小了49.47%,纵摇角减小了53.83%。[结论]该研究成果可为多体船的稳定控制提供参考,且具有一定的实际工程应用意义。

摘要：车辆自动驾驶过程中不仅需要完成运动规划,实现行人识别,还需实现更高精度的多目标追踪。针对车辆自动驾驶行人识别响应速度慢、目标追踪精度差的问题,提出一种融合多传感器的行人识别和多目标追踪算法。采用Lattice算法进行路径规划,通过损失函数与碰撞检测得到最佳驾驶轨迹,将传感器检测到的障碍物位置转换到全局坐标系中,在全局栅格地图中以高斯分布绘制在地图中,通过阈值初定可视行人。并基于检测跟踪策略设计多目标追踪遮挡处理算法,实现自动驾驶车辆中被遮挡目标的运动估计。对多目标跟踪挑战数据集的定量、定性和消融研究,验证了该算法的有效性。实验结果表明,该算法能够准确估计遮挡过程中的目标运动,生成完整、高质量的运动轨迹。

摘要：为解决交直流混合微电网单一储能形式无法满足各子网功率协调问题,提出一种考虑互联接口变换器(interlinking interface converter,IIC)及混合储能荷电状态(state of charge,SOC)变化的多模式功率协调控制策略。根据子网归一化电压频率指标划分微电网的运行域,结合各子网功率状态及混合储能SOC,在不同工况下由IIC与储能双向接口变换器(bidirectional interface converter,BIC)配合进行功率传输,实现系统整体功率平衡并控制储能SOC在合理的范围内,提高了系统运行稳定性和可靠性。同时,超级电容及蓄电池形成的混合储能,不仅能充分发挥超级电容响应迅速的优势,还能减小过冲过放对蓄电池的影响。最后,在PSCAD环境下设计不同工作模式的网间功率互济场景,验证多模式功率协调控制策略的有效性。

摘要：针对行人检测中远距离目标像素稀少和遮挡产生人体模式信息缺失导致的严重漏检问题,提出一种基于双关键点组合的行人检测方法.该方法利用人体头部与中心区域的关键点,有效提取和融合行人的判别语义特征,从而显著降低行人的漏检率.首先,在深层聚合主干特征网络上引入可变形卷积来扩大感受野,增强人体模式的语义信息;其次,设计了一种基于关键点组合的双分支联合检测模块,通过重新定义不同分支的正样本,强化小尺度与遮挡目标的语义信息;最后,借助非极大值抑制算法融合双分支检测结果.结果表明:在CityPerson验证数据集的普通、小尺度与严重遮挡子集上,文中方法的平均漏检率分别达到8.24%、11.81%和30.59%,特别是对于严重遮挡子集,漏检率相比传统方法ACSP降低15.71%;文中方法检测速度也达到16帧/s;在CrowdHuman上文中方法的平均精度和平均漏检率分别达到86.30%和45.52%.与其他先进方法相比,文中方法在平均精度、漏检率和检测速度方面都呈现出更优异的性能,在密集行人的复杂场景中具有较好的应用价值.

摘要：图像处理在农业领域中的应用十分普遍,但要做到对图像实时处理的同时降低用户的使用成本是该领域的难题。该文以棉花图像处理系统为例,提出一种基于图像处理系统模块化设计方法,首先划分图像处理系统功能模块,基于Petri网模型构建顶层控制器;然后将Petri网模型图转换为VHDL语言文件,并在QuartusII环境中进行仿真验证;最后以底层模块中的图像分割模块为例,说明系统的并行性。这种基于Petri网的全局异步的设计方法,可以降低图像处理系统设计与调试的难度和对时序的要求。

摘要：针对现有图像处理系统无法对不同种类的物品进行处理识别这一问题,提出农业图像云平台中的参数化图像处理系统设计方法,根据物品的不同特征,设置不同的参数,即可选择不同的算法对物品处理识别。给出了图像处理系统顶层控制模块的设计和仿真结果,并以几种图像为例,说明了图像处理系统中各个参数的设置。系统具有较强的灵活性和鲁棒性。

摘要：针对飞轮电池支承与传动系统集成度低、能量损耗大等问题,该文设计了一种兼顾卸载和轴向悬浮的不对称励磁混合磁轴承,该磁轴承拓扑结构由含永磁环的上定子、下定子及转子组成。分析了不同工作模式下的运行机理;综合考虑永磁退磁、最大偏心以及轴向扰动等因素对磁轴承卸载能力的影响,制定了磁轴承额定卸载力约束准则;结合永磁材料工作曲线,推导出卸载力数值模型以及退磁/最大偏心下轴向补偿力数值模型并实现了磁轴承关键结构参数设计。三维有限元分析表明,正常卸载力、退磁卸载力、偏心卸载力的有限元分析值与理论值误差分别为4%、3.7%和5.8%,验证了参数设计结果的准确性。样机试验结果表明,卸载力理论计算值与实测值的最大误差约为4%,平均误差为2%;轴向负载80 N时,转子由上定子气隙处保护磁轴承起浮,稳定悬浮后轴向单边位移约为25μm,轴向负载120 N时,转子由下定子气隙处保护磁轴承起浮,稳定悬浮后轴向单边位移约为35μm,所设计的磁轴承具有良好的卸载与悬浮性能。研究结果可为高集成、低损耗、高可靠性的飞轮电池系统设计提拱参考。

摘要：精准施药过程中变量喷雾电磁阀对流量的控制起着至关重要的作用。为了提高电磁阀工作的线性区间,设计了由单片机、脉冲宽度调制(Pulse width modulation,PWM)发生器和电磁阀驱动电路组成的电磁阀流量控制器。该控制器利用电磁阀的电感特性,将BOOST电路和传统的电磁阀驱动电路相结合,为储能电容提供高电位电能。采用双电压驱动的电磁阀,无需额外的电源电压转换电路,通过对电磁阀高频通断工作模式的精准控制,实现了高电压打开、低电压高频率维持导通,关闭时快速释放能量。测试了改进前后不同压力(110、180、250、320、390 kPa)和不同占空比(3%~97%)下的流量。结果表明,5种压力下,改进后的流量线性区间分别从10%~92%、10%~92%、10%~92%、10%~92%、8%~92%提高至4%~92%、4%~94%、4%~94%、4%~94%、3%~94%。与未改进的方法相比,设计的基于BOOST电路的电磁阀流量控制器适用于更宽范围的流量线性区间。