基于改进非洲秃鹫优化算法的图像阈值分割研究

针对非洲秃鹫算法(AVOA)全局搜索能力不足与局部搜索策略冗杂的缺点,提出一种改进非洲秃鹫算法(β-PAVOA)。算法采用分段线性混沌映射(PWLCM)初始化种群,增强种群多样性。引入β分布与基于饥饿率的搜索策略,增强算法全局搜索能力。改进原算法局部搜索策略,帮助算法及时跳出局部最优。通过8个测试函数验证算法的有效性,并将其应用于二维Otsu图像阈值分割模型。实验结果表明,在测试函数上,β-PAVOA相比较于非洲秃鹫算法(AVOA)、金豺狼优化算法(GJO)、灰狼算法(GWO)、鲸鱼优化算法(WOA)和粒子群算法(PSO)有着更好的精度与收敛速度;在二维Otsu图像阈值分割模型上,β-PAVOA在搜到最优解的情况下收敛速度也仍然领先,这也证明了改进算法的有效性。

基于深度卷积神经网络的水稻田杂草识别研究

【目的】利用深度卷积神经网络对水稻田杂草进行准确、高效、无损识别,得出最优的网络模型,为水稻田种植管理以及无人机变量喷施提供理论依据。【方法】以水稻田杂草为主要研究对象,利用CCD感光相机采集杂草图像样本,构建水稻田杂草数据集(PFMW)。利用多种结构的深度卷积神经网络对PFMW数据集进行特征的自动提取,并进行建模与试验。【结果】在各深度模型对比试验中,VGG16模型取得了最高精度,其在鬼针草、鹅肠草、莲子草、千金子、鳢肠和澎蜞菊6种杂草中的F值分别为0.957、0.931、0.955、0.955、0.923和0.992,其平均F值为0.954。在所设置的深度模型优化器试验中,VGG16-SGD模型取得了最高精度,其在上述6种杂草中的F值分别为0.987、0.974、0.965、0.967、0.989和0.982,其平均F值为0.977。在PFMW数据集的样本类别数量均衡试验中,无失衡杂草数据集训练出来的VGG16深度模型的准确率为0.900,而16.7%、33.3%和66.6%类别失衡的数据集训练的模型准确率分别为0.888、0.866和0.845。【结论】利用机器视觉能够准确识别水稻田杂草,这对于促进水稻田精细化耕作以及无人机变量喷施等方面具有重要意义,可以有效地协助农业种植过程中的杂草防治工作。

基于神经网络PID的无人机自适应变量喷雾系统的设计与试验

[目的]针对传统植保无人机在定量喷施作业时由于飞行速度的变化造成施药不均匀以及传统控制算法无法满足无人机变量喷雾系统所需的实时性和稳定性等问题,设计一种基于神经网络PID的自适应无人机变量喷雾系统。[方法]采用风压变送器测出无人机的飞行速度,根据速度采用脉宽调制(PWM)方法进行自适应变量喷雾,同步用流量传感器测出实际喷雾流量,融合BP神经网络PID控制算法调节喷雾流量。由MATLAB构建BP神经网络PID控制算法,并与PID、模糊PID和神经元PID对比及分析;田间试验过程中,对比分析无人机定量喷雾与随飞行速度改变的变量喷雾效果,采用水敏纸获取雾滴沉积量分布,分别从整体区域、飞行方向和喷杆方向评价沉积量分布的均匀性。[结果]算法仿真对比试验结果表明,与PID、模糊PID和神经元PID相比,BP神经网络PID阶跃响应上升时间分别少28.57%、84.73%和31.03%,正弦跟踪平均误差分别小63.01%、87.03%和0.58%,方波跟踪平均误差分别小74.00%、79.53%和6.80%,鲁棒性强,无静差,超调量为1.20%;喷雾对比试验结果表明,本系统能够根据飞行速度自适应调节喷雾流量,实际流量与目标流量的平均偏差为8.43%,水敏纸扫描结果表明总体区域雾滴沉积量的变异系数对比定量喷雾平均降低26.25%,喷杆方向平均降低18.79%。[结论]该研究结果可为农业航空变量喷雾技术的应用提供理论基础。

经鼻空肠管与经鼻胃管行肠内营养对重症急性胰腺炎影响的Meta分析

目的 采用Meta分析方法评价经鼻空肠管与经鼻胃管行肠内营养对重症急性胰腺炎(SAP)的影响。方法 在PubMed、EMBase、the Cochrane Library、中国知网、维普网、万方数据知识服务平台和中国生物医学文献服务系统进行检索,筛选研究关于经鼻空肠管与经鼻胃管行肠内营养对SAP影响的随机对照试验(RCT),检索时限截止至2022年06月。观察组患者采用鼻空肠管行肠内营养,对照组患者采用鼻胃管行肠内营养。采用RevMan 5.3软件进行Meta分析。结果 共纳入11篇文献,共645名患者。Meta分析结果显示,观察组消化道并发症发生率低于对照组(RR=0.63,95%CI 0.43~0.92,P=0.02),两组的死亡率(RR=0.94,95%CI 0.56~1.58,P=0.82)、感染并发症发生率(RR=0.92,95%CI 0.47~1.79,P=0.80)和住院时间(SMD=-0.35,95%CI-0.80~0.09,P=0.12)差异无统计学意义。结论 经鼻空肠管营养的SAP患者消化道并发症发生率更低,耐受性更好,但仍需要进一步更大样本、多中心、高质量的随机对照研究来验证。