基于改进暗通道先验算法的农田视频实时去雾清晰化系统

为解决雨雾天气条件下基本农田视频监控图像的退化问题,在暗通道先验(dark channel prior,DCP)去雾算法的基础上,利用拉普拉斯金字塔的区域细节重建方法,实现了大面积亮域场景下自适应去雾的改进暗通道先验算法(modified dark channel prior,MDCP),进而基于该算法提出了一种DSP嵌入式系统的前端化视频图像去雾清晰化处理方案。试验表明:MDCP算法相较于DCP算法和Retinex算法在细节强度、色调还原以及结构信息方面均表现得更为突出,综合评测指标可达0.93;处理后的视频图像对比度良好,彩色图像颜色的饱和度和真实性有效保持,轮廓对比度以及远端天空细节明显增强;MDCP算法的处理速度优势随图像尺寸增大而逐渐增大,在图像尺寸为1 280×720时,MDCP算法比DCP算法的平均处理速度提高5.9%。研究结果为雨雾天气下退化视频图像进行前端化去雾处理方案设计提供理论依据和实践指导。

用于茶园监测的无线传感器网络3G网关设计

无线传感器网络十分适用于茶园环境的监测,而无线传感器网络中网关负责传输数据的出口,是监测系统的重要组成部分。结合茶园监测的特点,设计了一种与WCDMA网络相结合的无线传感器网络网关,采用LPC2148 ARM7芯片为控制核心,编写专用的通信协议及路由算法,以尽可能地降低能耗和延长网关生命周期。试验结果表明:网关具有传输速率快、功耗低、丢包率低、稳定可靠等优点,对茶园环境的实时监测具有一定的参考价值。

无线传感器网络S-MAC协议的分析与算法改进

无线传感器网络(WSN)使用灵活,移动性强,架设便捷,应用范围非常广泛。媒体访问控制(MAC)协议是保证无线传感器网络高效通信的关键网络协议之一。重点分析了WSN中基于竞争的典型MAC协议——S-MAC协议。针对S-MAC协议中采用的退避算法不能良好地解决节点通信公平性等问题,提出了BDQR退避算法。实验结果表明,该算法有效地提高了节点通信公平性,降低了信道的碰撞,延长了网络的生命周期。

基于WSN的水产养殖监测信息发布系统的设计

无线传感器网络适用于水产养殖环境监测,而监测数据的信息显示和发布是整个系统的重要组成部分。结合水产养殖监测的特点,设计了一种基于WSN的水产养殖监测信息发布系统,其中无线传感器网络部分采用MSP430芯片为控制核心,将各节点的数据采集到汇聚节点;信息显示部分采用LED显示屏,工作人员可直接观察到监测数据。试验结果表明,该系统具有传输速率快、功耗低、可视性好、稳定可靠等优点,对水产养殖的实时监测具有一定的参考价值。

工程硕士实验课程管理信息化的探求

文章阐述了工程硕士实验课程管理的发展现状,特别提出了由于近年来工程硕士教育快速发展使得工程硕士实验课程信息管理工作日益艰巨的情况,其中包括工程硕士个人信息管理、工程硕士实验课程任课老师信息管理、工程硕士实验管理人员执行管理等方面,并提出了利用MIS信息管理技术建立数字实验室,对工程硕士实验课程进行信息化管理的探求,最后对实现工程硕士实验管理信息化的未来提出了展望。

基于单片机与串行通信的电子密码锁设计

基于AT89C52单片机,在异步串行通信总线上实现分组交换通信协议的电子密码锁的软硬件设计方法,经实验室小范围内测试,可实现按键输入、校验与报警等功能。该密码锁防嗅探,外围元件少,结构简洁,可单机或联网使用。

基于CORS技术的农业机械差分定位系统设计

为满足精细农业中农业机械自动导航对高精度定位数据的需求,阐述了GPS差分定位技术在精细农业中存在的问题,并介绍了CORS技术在精细农业中的重要地位。根据分析,采用低成本的GPS板卡和4G无线通讯网络模块,设计开发了一套基于CORS技术的低成本农业机械差分定位系统,并进行了系统静态内符合精度测试和动态误差测试。试验结果表明:该系统性能稳定,在晴天和阴天2种天气情况下,其静态定位内符合精度为7~8 cm(9 5%);通过多次测量求平均值,其动态定位数据与真实值的误差不超过1 0 cm,动态符合度高,可作为高精度的位置传感器用于农业机械自动导航。

依托电子设计大赛 促进实践教学改革

2011年全国大学生电子设计大赛广东赛区取得了历年来最好的成绩。本文探讨了我校以参赛并承办广东赛区赛事为契机,激发学生对实践教学的学习兴趣,完善实验室软硬件条件,深化实践教学内容改革,达到了培养学生创新实践能力的目的。

基于Web实验室开放管理系统的设计

介绍了根据华南农业大学工程学院的电子信息工程专业实践教学需求,采用浏览器/服务器式模型,在Windows下采用ASP和SQL数据库来实现OLMS,开发基于Web实验室开放管理系统的总体过程。该系统设计简洁,功能齐全,在实践教学中运行良好。

校级精品课程微机原理及应用的建设与评价

以提高教学质量为中心加强精品课程建设是全国高校课程建设的重要组成部分。本文就师资队伍建设、教学内容优化、教学手段创新、示范效应推广等方面论述了我校校级精品课程“微机原理及应用”建设的新情况。并参照国家精品课程评估指标,采用综合评判法则,应用模糊数学的理论和方法对课程的建设做出了科学评价。

视频图像去雾霾技术研究综述与展望

光在雾、霾等介质中传播时,由于粒子的散射作用导致成像传感器采集的图像信息严重降质。视频图像去雾霾技术在消除不利天气影响、增强视见度的基础上,考虑系统实时性。从图像增强和物理模型的研究角度对图像去雾算法的处理效率进行综述,综合了近年来国内外去雾算法的原理与进展,给出了典型的去雾算法在视觉上的对比和时效评估数据。最后,展望了该技术的研究难点和发展趋势。

基于CORS的差分定位终端的设计

针对目前村镇建设在用地再开发的传统监测方法中,存在监测终端没有定位信息或者定位精度十分有限、定位信息不能及时回传到后台监控系统等问题,本文研究一种基于CORS(Continuous Operational Reference System,连续运行卫星定位服务综合系统)的高精度差分定位终端。该终端通过主控芯片stm32f103zet6来驱动GPS定位OEM板,获取粗略的单机状态下的定位信息,利用GPRS网络将其上传到CORS中心,之后接收CORS中心回传的差分信息,最终输出高精度定位信息;最后利用GPRS网络,将定位信息回传到指定的IP地址上,以便后续使用和研究。该装置采用C语言编程,根据实际应用编写了差分信号传输协议和应用程序,实现了高精度差分定位信息的获取并且将定位信息回传到后台监控系统,满足了村镇建设用地再开发实时监测终端的定位可靠性和精确性,为村镇建设用地再开发现场实时监测提供了一种简便的定位手段。

基于物联网的自选型智能物流实践教学体系构建

智能物流是实践性很强的专业,而智能物流的教学处于整个物流专业教学领域中最薄弱的环节。通过分析物联网的自选型智能物流实践教学体系,提出了引进信息化技术以及实验室实行自选型教学实验内容的管理体制、管理观念和管理制度改革方案,从而培养学生综合研究能力和创新实践应用能力,提高智能物联网领域实践教学的质量。

基于卷积神经网络遥感图像的荔枝花期长势评估

【目的】通过无人机获取荔枝冠层的遥感图像,评估每棵荔枝的开花率,以期为后续荔枝花期疏花保果、精准施肥施药提供决策依据。【方法】以遥感图像为研究对象,利用实例分割的方法分割每棵荔枝冠层后,结合园艺专家的综合判断,按开花率为0、10%~20%、50%~60%、80%及以上将开花率分为4类,使用ResNet、ResNeXt、ShuffleNetv2进行开花率分类比较,试验过程中发现ShuffleNetv2在识别准确率、参数量、训练和验证时间都有很大优势;在ShuffleNetv2上引入了空间注意力模块(Spatial attention module,SAM)后,增加了模型对位置信息的学习,在不显著增加参数量的情况下,提升荔枝冠层花期分类的精度。【结果】通过对多个主流深度神经网络的比较分析,ResNet50、ResNeXt50、ShuffleNetv2的分类精度分别达到85.96%、87.01%和86.84%,而改进后的ShuffleNetv2分类精度更高,达到88.60%;ResNet50、ResNeXt50、ShuffleNetv2和改进后的ShuffleNetv2对测试集单张冠层图像验证的时间分别为8.802、9.116、7.529和7.507 ms,改进后的ShuffleNetv2单张冠层图像验证时间最短。【结论】改进后的ShuffleNetv2能够挖掘学习更为细节的荔枝冠层花期信息,具有较高的识别准确率,对荔枝花期的评估有很大的优势,可为荔枝保花疏花、生产精准管控提供智能决策支持。

基于STM832单片机儿童智能篮球架的设计与实现

文章介绍了采用单片机STM32F103C8T6为主控模块,使用光电传感器、压力传感器、LED灯等设计外围电路,制作一个具有智能化、多功能、多玩法、安全可靠、成本低等优点的智能篮球架。

村镇建设用地再开发现场监控系统的无线传输方案设计

本文面向省、市、县三级村镇建设用地再开发管理部门,针对带宽受限和传输数据容量大的矛盾,探讨了3G数据传输过程中的传输网络方案。在调查村镇建设用地再开发监管过程对数字化监管平台需求的基础上,结合我国村镇网络设施受限、多数地区存在Wi Fi网络无法覆盖的实际情况,选择了3G无线传输网络和H.264视频压缩编码标准。针对村镇建设用地再开发实际监管和监管系统视频传输的过程中存在的问题,分别探索了视频本地存档、异地调用的双码流传输方式和带宽受限条件下异步传输、可伸缩编码和视频画面切割的传输方案。本文研究村镇建设用地再开发现场监测技术,为村镇建设社会主义新农村再开发现场监测、全程监管、县市省三级互通互联与公共服务、以及信息化监管技术平台的构建提供理论基础。

基于Mixup算法和卷积神经网络的柑橘黄龙病果实识别研究

【目的】解决传统柑橘黄龙病果实图像识别方法依赖人工设计特征、费时费力、网络模型参数量大、识别准确率低等问题。【方法】首先,采集柑橘黄龙病的果实图像,并对其进行翻转、旋转、仿射、高斯扰动等数据扩增;采用Mixup算法建立样本之间的线性关系,增强模型识别数据样本的鲁棒性;然后,迁移Xception网络在ImageNet数据集上的先验知识,提出一种基于Mixup算法和卷积神经网络的柑橘黄龙病果实识别模型-XResNeXt模型;最后,采用动量梯度下降优化方法,有效地减缓震荡影响,并且有效地加速模型向局部最优点收敛。【结果】采用数据扩增数据集训练的X-ResNeXt模型准确率可以达到91.38%;在进行迁移学习优化后,训练时间减少了432 s,准确率提升为91.97%;结合Mixup混类数据增强进一步训练,模型准确率提升为93.74%;最后,利用动量梯度下降方法进行模型收敛优化,最终模型的准确率达到94.29%,比Inception-V3和Xception网络分别提高了3.98%和1.51%。【结论】在数据量较少情况下,降低模型复杂度并迁移已有先验知识,有助于模型性能提升;Mixup混类数据增强方法有利于提高模型识别柑橘黄龙病果实图像样本的适应性,提升柑橘黄龙病果实识别模型性能;X-ResNeXt模型在准确率与召回率指标上优于经典识别模型,可为柑橘黄龙病的高精度、快速无损识别提供参考。

植物三维建模ICP点云配准优化

构建精确三维模型无损获取植物表型特征信息,对研究农作物的精准化种植、可视化管理和智能化操控具有实际意义。针对当前植物三维建模过程点云数据量大、配准精度不高的问题,该研究提出基于轻量化处理的迭代最近点算法(Iterative Closest Point,ICP)点云配准优化方法。首先以人机交互算法对获取的植株点云图像进行背景滤除,然后利用高效近邻搜索算法判别点云的离群点进行噪声去噪;通过引入辅助特征坐标参数解决ICP算法配准过程中易陷于局部最优解的问题,获取多组点云的精确配准;最后提出体素化网格法,在保证点云三维形态特征的前提下有效滤除冗余点云数据点。试验结果表明,单株和多植株的精简配准效果良好,表型清晰明显,细节易区分,精简后的植株点云冗余数据减少96.90%~97.35%。精简后的植物点云表型可有效重构植株的形态特征,单植株的株高误差为0.20%~0.45%,冠幅误差为0.17%~0.47%,多植株的株高误差为0.25%~0.60%,冠幅误差为0.42%~0.80%。优化后的ICP算法实现滴水莲点云数据精准融合时间为124.3s,较暴力算法提升26.75%,冗余点云数据精简96.90%~97.20%,为植物表型的三维建模轻量化处理提供参考。

基于点特征检测的农业航空遥感图像配准算法

针对当前无人机遥感图像配准算法普遍存在匹配精度差与配准速度慢等问题,该文以点特征检测方法为基础,结合矩阵降维处理方法,提出一种适用于农业航空遥感图像配准的改进算法—SNS(scale-invariant feature transform and singular value decomposition)算法。SNS算法以高斯函数同步检测尺度空间极值点的坐标和特征尺度,利用海森矩阵消除伪特征点,获取特征点精准定位,在求取特征点的模值与方向基础上,采用奇异值分解方法进行矩阵优化,实现数据降维再重构。试验结果表明,SNS算法与经典算法相比,配准速度平均提高5.01%,配准精度均方根误差平均降低10.48%,说明SNS算法在压缩数据量的同时,提高了整体配准精度,具有配准速度较快和鲁棒性较好的特点。研究结果可为农业航空遥感图像快速配准提供参考。

基于CORS的高精度定位技术发展研究

连续运行卫星定位服务综合系统(Continuous Operational Reference System,下称CORS)技术是目前全球导航系统应用研究的一个新方向和研究热点。本文对CORS系统发展及应用进行了阐述;介绍了基于CORS系统的高精度定位技术,提出了一种定位精度高、工作高效、可靠性强、成本低廉的定位装置。