基于改进COF-YOLO v8n的油茶果静态与动态检测计数方法

针对自然环境下油茶果存在严重遮挡、近景色、小目标等现象,使用YOLO网络存在检测精度低、漏检现象严重等问题,提出对YOLO v8n网络进行改进。首先使用MPDIOU作为YOLO v8n的损失函数,有效解决因为果实重叠导致的漏检问题;其次调整网络,向其中加入小目标检测层,使网络能够关注小目标油茶以及被树叶遮挡的油茶;最后使用SCConv作为特征提取网络,既能兼顾检测精度又能兼顾检测速度。改进COF-YOLO v8n网络精确率、召回率、平均精度均值分别达到97.7%、97%、99%,比未改进的YOLO v8n分别提高3.2、4.8、2.4个百分点,其中严重遮挡情况下油茶检测精确率、召回率、平均精度均值分别达到95.9%、95%、98.5%,分别比YOLO v8n提高4.0、9.1、4.6个百分点。因此改进后COF-YOLO v8n网络能够明显提高油茶在严重遮挡、近景色、小目标均存在情况下的识别精度,减小油茶的漏检。此外,模型能够实现动、静态输入条件下油茶果计数。动态计数借鉴DeepSORT算法的多目标跟踪思想,将改进后COF-YOLO v8n的识别输出作为DeepSORT的输入,实现油茶果实的追踪计数。所得改进模型具有很好的鲁棒性,且模型简单可以嵌入到边缘设备中,不仅可用于指导自动化采收,还可用于果园产量估计,为果园物流分配提供可靠借鉴。

基于SAW-YOLO v8n的葡萄幼果轻量化检测方法

葡萄簇幼果果实受背景色、遮挡和光照变化的影响,检测难度大。为了实现对背景色、遮挡和光照变化具有鲁棒性的葡萄簇幼果检测,提出了一种融合随机注意力机制(Shuffle attention,SA)的改进YOLO v8n模型(SAW-YOLO v8n)。通过在YOLO v8n模型的Neck结构中融入SA机制,增强网络多尺度特征融合能力,提升检测目标的特征信息表示,并抑制其他无关信息,提高检测网络检测精度,在不明显增加网络深度和内存开销的情况下,实现了葡萄簇幼果的高效准确检测;采用基于动态非单调聚焦机制的损失(Wise intersection over union loss,Wise-IoU Loss)作为边界框回归损失函数,加速网络收敛并进一步提高模型的准确率。构建了葡萄簇幼果的数据集GGrape,该数据集由3780幅复杂场景下的葡萄簇幼果图像及对应标注文件组成。通过该数据集对SAW-YOLO v8n模型进行训练和测试。测试结果表明,基于SAW-YOLO v8n的葡萄簇幼果检测算法的精度(Precision,P)、召回率(Recall,R)、平均精度均值(Mean average precision,mAP)和F1值分别为92.80%、91.30%、96.10%和92.04%,检测速度为140.85 f/s,模型内存占用量为6.20 MB。与SSD、YOLO v5s、YOLO v6n、YOLO v7-tiny、YOLO v8n等5个轻量化模型相比,其mAP值分别提高16.06%、1.05%、1.48%、0.84%、0.73%,F1值分别提高24.85%、1.43%、1.43%、1.09%、1.60%,模型内存占用量分别降低93.16%、56.94%、37.63%、47.00%、0,是所有模型中最小的,具有明显的轻量化、高精度优势。讨论了不同遮挡程度和光照条件的葡萄幼果检测,结果表明,基于SAW-YOLO v8n的葡萄幼果检测方法能适应不同遮挡和光照变化,具有良好的鲁棒性。结果表明,SAW-YOLO v8n不仅能满足对葡萄簇幼果检测的高精度、高速度、轻量化的要求,且具有较强的鲁棒性和实时性。

基于改进YOLO v5n的舍养绵羊行为识别方法

日常行为是家畜健康状况的重要体现,在传统的行为识别方法中,通常需要人工或者依赖工具对家畜进行观察。为解决以上问题,基于YOLO v5n模型,提出了一种高效的绵羊行为识别方法,利用目标识别算法从羊圈斜上方的视频序列中识别舍养绵羊的进食、躺卧以及站立行为。首先用摄像头采集养殖场中羊群的日常行为图像,构建绵羊行为数据集;其次在YOLO v5n的主干特征提取网络中引入SE注意力机制,增强全局信息交互能力和表达能力,提高检测性能;采用GIoU损失函数,减少训练模型时的计算开销并提升模型收敛速度;最后,在Backbone主干网络中引入GhostConv卷积,有效地减少了模型计算量和参数量。实验结果表明,本研究提出的GS-YOLO v5n目标检测方法参数量仅为1.52×10^(6),相较于原始模型YOLO v5n减少15%;浮点运算量为3.3×10^(9),相较于原始模型减少30%;且平均精度均值达到95.8%,相比于原始模型提高4.6个百分点。改进后模型与当前主流的YOLO系列目标检测模型相比,在大幅减少模型计算量和参数量的同时,检测精度均有较高提升。在边缘设备上进行部署,达到了实时检测要求,可准确快速地对绵羊进行定位并检测。

基于改进YOLO v5n的工厂化育秧田间铺盘装置设计与试验

针对目前工厂化育秧育苗田间铺盘自动化程度低、成本高等问题,设计了一种全自动双边轨道式田间铺盘装置,并配备苗床异常凸起视觉检测模块。首先对铺盘结构工作原理进行分析,之后对铺盘装置满载作业状况进行结构设计、受力分析和仿真分析。为了防止苗床异常凸起导致铺盘时秧盘倾斜,影响炼苗成活率,提出了一种基于CBAM-YOLO v5n的苗床异常凸起目标识别算法,改进后的YOLO v5n算法添加了注意力机制,对苗床异常凸起目标检测准确率、召回率和平均精度均值分别为98.1%、91.7%和94.9%,相对于原模型分别提高1.2、1.7、0.9个百分点。对设计的铺盘样机进行了正交试验,试验结果表明,当铺盘高度为90 mm、铺盘机构转速为550 r/min、铺盘箱平移速度为0.14 m/s时,铺盘成功率最高为96.4%,植入机器视觉模块后,铺盘成功率可达99.3%。设计的铺盘装置可有效降低人工铺盘劳动强度,降低铺盘劳动成本。

改进YOLO v5n的作业人员着装规范性检测方法

为了解决当前作业人员着装规范性(DSOP)检测存在小目标识别率低、环境鲁棒性差等问题。针对DSOP检测中小目标、多重叠、背景复杂等特点,提出基于改进YOLO v5n的算法来实现DSOP检测,首先以E-YOLO架构优化设计提升特征提取和融合效能;其次以Dynamic Head提升多尺度、多视角下DSOP检测精度;最后以OTA和Soft-NMS算法来改善目标堆叠及背景构图复杂的不利影响。实验结果表明:相较YOLO v5n算法,参数量和浮点运算量分别下降31%和16%,精度值提升了0.2%,召回率值提升了1.7%,mAP@0.5:0.95值提升5.9%。可以为各类复杂场景的着装规范性检测提供可行的技术参考。

基于YOLO v8n-seg-FCA-BiFPN的奶牛身体分割方法

奶牛身体部位的精准分割广泛应用于奶牛体况评分、姿态检测、行为分析及体尺测量等领域。受奶牛表面污渍和遮挡等因素的影响,现有奶牛部位精准分割方法实用性较差。本研究在YOLO v8n-seg模型的基础上,加入多尺度融合模块与双向跨尺度加权特征金字塔结构,提出了YOLO v8n-seg-FCA-BiFPN奶牛身体部位分割模型。其中,多尺度融合模块使模型更好地提取小目标几何特征信息,双向跨尺度加权特征金字塔结构实现了更高层次的特征融合。首先在奶牛运动通道处采集奶牛侧面图像作为数据集,为保证数据集质量,采用结构相似性算法剔除相似图像,共得到1 452幅图像。然后对目标奶牛的前肢、后肢、乳房、尾部、腹部、头部、颈部和躯干8个部位进行标注并输入模型训练。测试结果表明,模型精确率为96.6%,召回率为94.6%,平均精度均值为97.1%,参数量为3.3×10^(6),检测速度为6.2 f/s。各部位精确率在90.3%~98.2%之间,平均精度均值为96.3%。与原始YOLO v8n-seg相比,YOLO v8n-seg-FCA-BiFPN的精确率提高3.2个百分点,召回率提高2.6个百分点,平均精度均值提高3.1个百分点,改进后的模型在参数量基本保持不变的情况下具有更强的鲁棒性。遮挡情况下该模型检测结果表明,精确率为93.8%,召回率为91.67%,平均精度均值为93.15%。结果表明,YOLO v8n-seg-FCA-BiFPN网络可以准确、快速地实现奶牛身体部位精准分割。

适用于光导开关触发的V/N气体开关设计与验证

为了满足多路精确同步触发开关要求,将光导开关(PCSS)与V/N气体开关结合,可充分发挥PCSS低触发阈值、低抖动和光电隔离以及V/N气体开关工作电压高、带载能力强等优势。两种开关结合的核心是V/N气体开关结构参数与PCSS触发回路的参数匹配。分析计算了V/N气体开关的结构电容、触发回路振荡参数、开关电场分布等,研究了V/N气体开关的结构电容与PCSS、串联电感等构成的振荡回路的匹配关系,通过实验获得了V/N气体开关自击穿电压曲线、导通延迟时间以及不同欠压比下的延迟时间抖动等,初步验证了适用于PCSS触发的V/N气体开关设计。

基于改进轻量化YOLO v5n的番茄叶片病害识别方法

针对现有番茄叶片病害识别存在背景复杂、识别准确率低、模型参数量大、计算量大以及难以部署至移动设备或嵌入式设备等问题,提出一种改进的轻量化YOLO v5n的番茄叶片病害识别方法。首先收集细菌性斑疹病、早疫病、晚疫病、叶霉病、斑枯病、褐斑病等6种常见番茄叶片病害图像以及番茄健康叶片图像,对图像进行镜像翻转、高斯模糊等数据增强方式增加样本多样性,提升模型识别和泛化能力。接着在YOLO v5n网络基础上,选择采用轻量化的C3Ghost模块替换C3模块以压缩卷积过程中的计算量、模型权重和大小,同时在颈部网络中融合轻量级卷积技术GSConv和VOV-GSCSP模块,在增强特征提取能力的同时降低模型参数量。最后引入PAGCP算法对改进后的模型进行全局通道剪枝压缩参数量并减少训练开销。试验结果表明,改进后的YOLO v5n平均精度均值达到99.0%,参数量减少66.67%,计算量降低了2.6 G,模型权重压缩了2.23 MB。本研究提出的番茄叶片病害识别方法在降低了模型大小、参数量、计算量的同时仍保持较高的识别精度,为移动设备上实现番茄叶片病害识别提供技术参考。

基于FSLYOLO v8n的玉米籽粒收获质量在线检测方法研究

玉米籽粒破碎率和含杂率是评价玉米收获质量的关键指标。针对当前玉米籽粒直收机缺少适用于复杂田间作业环境的收获质量在线检测方法的问题,提出一种适用于小目标、多数量检测目标的玉米籽粒破碎率、含杂率轻量化检测方法。首先,根据图像中完整籽粒、破碎籽粒、玉米芯和玉米叶个体数量与个体质量的关系建立数量-质量回归模型,提出了籽粒破碎率和含杂率评估方法。其次,针对籽粒及杂质大小相近,检测物数量多,检测物面积小的特点,提出一种改进的FSLYOLO v8n算法。算法通过FasterBlock模块和无参数注意力机制SimAM改进主干网络结构,并通过使用共享卷积结合Scale模块对检测头进行改进。此外,使用SlidLoss函数替代YOLO v8n的原类别分类损失函数。FSLYOLO v8n模型的mAP@50为97.46%、帧速率为186.4 f/s,与YOLO v8n相比提高6.35%和45 f/s,且网络参数量、浮点运算量分别压缩到YOLO v8n的66.50%、64.63%,模型内存占用量仅为4.0 MB,其性能优于目前常用的轻量化模型。台架试验结果表明,提出的检测方法能够精准检测玉米籽粒破碎和含杂情况,检测准确率高达95.33%和96.15%。将改进后的模型部署在Jetson TX2开发板上,配合检测装置安装到玉米联合收获机上开展田间试验,结果表明,模型能够精准区分籽粒和杂质,满足田间工作需求。

V-N微合金化热轧因瓦合金的组织和性能

因瓦合金具有极低的热膨胀系数,但较低的力学强度严重制约其在结构材料领域的应用。为进一步提升因瓦合金的强度,借鉴微合金化思想,设计了V-N微合金化因瓦合金。采用维氏硬度计、拉伸试验机、电子背散射衍射(EBSD)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等研究了微量V、N对热轧因瓦合金显微组织和力学性能的影响,并分析其作用机理。结果表明:V-N微合金化因瓦合金的热轧组织显著细化,硬度和抗拉强度显著增加;随着N含量增加,其晶粒尺寸进一步细化,且分布更为均匀,抗拉强度进一步增加。V-N微合金化因瓦合金的基体上析出了大量细小、弥散分布的V(C,N)第二相,尺寸约为400 nm,其钉扎晶界和位错。细晶强化、析出强化和位错强化是V-N微合金化因瓦合金力学性能显著提升的主要原因。

V含量对AlCrTiNbV_(x)N薄膜结构和摩擦学性能影响

为了探究V含量对AlCrTiNbV_(x)N薄膜结构和摩擦学性能的影响,使用磁控溅射仪在304不锈钢基体上制备AlCrTiNbV_(x)N薄膜。使用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)等分析薄膜结构,使用纳米压痕仪、材料表面综合测试仪等表征薄膜力学性能和摩擦学性能。结果表明,AlCrTiNbV_(x)N薄膜均呈面心立方结构,在(200)晶面呈择优取向,衍射角向右偏移。AlCrTiNbV_(1.0)N薄膜在(200)晶面的偏移角度最大,晶面间距最小。随着V含量的增加,AlCrTiNbV_(x)N薄膜的硬度和弹性模量先增大后减小,AlCrTiNbV_(x)N的摩擦系数和磨痕宽度先减小后增大。AlCrTiNbV_(1.0)N薄膜具有最大的薄膜硬度和弹性模量,最小的摩擦系数和磨痕宽度,摩擦学性能最好。主要磨损机理为磨粒磨损、粘着磨损和氧化磨损。

语法转喻框架下“N的V”结构的形成机制研究

汉语“N的V”结构一直是学界探讨的热点问题之一。从语法转喻视角,架构“N的V”结构的理论分析框架,并基于CCL中的真实语料,可探讨其形成机制。研究表明,动词V进入“N的N′”构式的中心语N′位置,受到该构式的压制,从表动作的源概念转喻为表事件的目标概念;“N的V”的概念转喻触发其语法结构变化,体现在对动词V属性的重新范畴化和该结构作主、宾时对句子谓词的选择上;“N的V”的语法结构对其概念转喻有制约作用,体现在该结构的语义指称性和N与V的语义关联度上;语境对“N的V”结构的概念转喻和语法结构之间的双向互动具有调控作用,体现在单音节动词进入该结构的允准条件和“N的V”结构歧义的消解上。

具有多级适应性休假和Min(N,V)-策略的Geo=G=1排队系统分析

本文研究具有多级适应性休假和Min(N,V)-策略的Geo/G/1排队系统,运用更新过程理论,全概率分解技术和z-变换工具,分析在时刻点n^(+)的队长瞬态概率分布的z-变换表达式.此外,基于瞬态分析,使用洛必达法则得到系统在时刻点n+的队长稳态分布的递推表达式,然后给出稳态队长分布的概率母函数以及平均稳态队长的表达式.接着,探讨在不同时刻点n^(-)、n和外部观察点的稳态概率分布.最后,在建立费用结构模型下,由更新报酬过程理论获得系统长期运行单位时间内所产生的成本期望费用的表达式,并通过数值实例讨论最优控制策略N^(*)以及当连续休假次数为正整数J时的二维最优控制策略(N^(*),J^(*)).

Effect of(Cr,V)_(2)(C,N)on the Microstructure and Mechanical Properties of WC-10Co Cemented Carbides

WC-10Co cemented carbides with finer WC and narrower grain size distributions are produced by using(Cr,V)_(2)(C,N)as grain growth inhibitors.As a result,with the increase of(Cr_(0.9),V_(0.1))_(2)(C,N)and(V_(0.9),Cr_(0.1))_(2)(C,N),the grains size of WC and mean free path of Co phase decrease,and adjacency of WC increases.Refinement and homogenization of grains enhance the transverse rupture strength(TRS)and the hardness.Meanwhile,the deflection and bridging of cracks keep the fracture toughness at a respectable level.The WC-10Co-0.6(Cr_(0.9),V_(0.1))_(2)(C,N)-0.025(V_(0.9),Cr_(0.1))_(2)(C,N)cemented carbides exhibit excellent comprehensive mechanical properties with the TRS of 4602.6 MPa,hardness of 1835 kg/mm^(2),and fracture toughness of 10.39 MPa·m^(1/2),respectively.However,the large pores are caused by excess N larger than 0.03 wt%and deteriorates the mechanical properties.We provide a new approach to WC-Co cemented carbides preparation with a narrow grain size distribution by adding novel grain growth inhibitors.

汉语“N的V”结构加工的韵律制约

已有研究表明内隐韵律能够促进书面文本的理解,但以往研究多集中在重音节拍语言,而较少关注汉语这类音节节拍语言。为了探究内隐韵律作用的普遍性,研究采用眼动技术探讨了句子阅读中“N的V”结构加工的韵律制约。研究发现,“N的V”结构加工中存在稳定的韵律形式效应:动词为单音节时比动词为双音节时的注视时间更长,回视更多。韵律形式和语义关系之间存在交互作用,表现在受事语义关系条件下,在反映早期加工的凝视时间上,单音节动词条件长于双音节动词条件。但这种交互作用在晚期加工阶段则不受语义关系影响。表明“N的V”结构加工中的韵律形式效应稳定且持续。研究支持内隐韵律假说。

再结晶区变形后冷却速率对Nb-V-Ti-N微合金钢组织演变及力学性能的影响

利用Gleeble-3800热/力模拟机研究了Nb-V-Ti-N微合金钢的动态连续冷却转变规律,并探讨了再结晶区变形后冷速对其组织及性能的影响。结果表明:当冷速由0.1℃/s增大至30℃/s时,实验钢发生铁素体、珠光体、贝氏体和马氏体相变,冷速区间分别为0.1~30℃/s、0.1~8℃/s、3~30℃/s和15~30℃/s;随着冷速的增大,铁素体、珠光体和贝氏体相变温度分别由785、682和498℃降低到625、553和415℃,而马氏体相变温度则由342℃升高为365℃。当冷速由3℃/s增大至8、20和30℃/s时,钢中大角度晶界占比由0.734不断减少到0.509;平均有效晶粒尺寸先由10.62μm减小到7.46μm后增大到9.61μm,最小值在20℃/s获得;平均KAM值先由0.419°略降低到0.407°后升高到0.691°,最小值在8℃/s获得。此外,当冷速由0.1℃/s增大至30℃/s,实验钢的显微硬度由(197±23.3)HV0.1逐渐增加到(316±11.8)HV0.1,屈服强度由(475±67.1)MPa增加到(818±33.9)MPa。分析可知,为了获得良好的强度-韧性配合,实验钢再结晶区变形后适宜的冷速为8℃/s。

轻动词短语GIVE A N(V)形成机制及认知原理分析

轻动词,也称“弱语义动词”,语义内容含量少,无法独立充当谓语,需要其他实词补充语义内容,共同构成谓语成分。英语中常见的轻动词短语结构是“轻动词+不定冠词+名词(由动词转化派生)”,例如:GIVE A N(V),然而,GIVE同时也是一个语义内容充足的‘强语义动词’,可构成表“给予事件”的双及物结构。认知语言学认为语言形式与概念结构有仿拟关系,二者同构程度越高,越易存储和提取。这种仿拟可以是语码对经验的直接模仿,也可以是语码对图式化的其他语码的仿拟,本文认为轻动词短语GIVE A N(V)的形成机制就是对实义动词GIVE双及物结构的仿拟。仿拟一个语言结构必然会受到该结构概念的影响,本文认为轻动词短语GIVE A N(V)的认知原理是(GIVE)给予事件模型和N(V)中谓词事件模型整合生成的新事件模型。

V-N微合金钢Q550D静态再结晶行为

使用MMS-200热模拟实验机研究V-N微合金钢Q550D的静态再结晶行为,获得了其真应力-真应变曲线,同时分析了不同工艺参数对其静态再结晶过程的影响.结果表明:随着变形温度、道次间隔时间、应变量和应变速率的增加,实验钢静态软化率升高.根据实验结果计算得到该钢的静态再结晶激活能为389.4 kJ/mol,回归了静态再结晶动力学模型.

底吹氮气V-N微合金化研究

鉴于传统微合金化工艺所用钒氮合金具有成本高、能耗高、制备周期长等不足,提出了采用添加钒铁+底吹氮气的方式实现钢液快速增氮,从而达到V-N微合金化的目的。通过对不同底吹参数钢中氮含量的分析、珠光体组织表征和晶粒度评级、析出相诱导晶内铁素体形核机制分析,明确了在含钒钢液中底吹氮气可以实现快速增氮,氮含量随底吹时间的增加而提高,且氮含量越高越有利于晶粒细化、促进钢中V(C,N)的析出并使其分布更加弥散,证明添加钒铁+底吹氮气进行V-N微合金化是可行的。

抗菌肽Mastoparan V1及其衍生肽对细菌细胞膜通透性的影响

通过测定抗菌肽Mastoparan V1及其衍生肽与细菌细胞膜的作用,对比探究了其对细菌细胞膜通透性的影响.首先,应用生物信息学软件分析抗菌肽Mastoparan V1理化性质参数;其次,通过氨基酸替换方式设计得到衍生肽N2K/K5L.采用Fmoc固相合成制备多肽.通过抑菌活性和细菌外膜、内膜实验,对比探究了Mastoparan V1肽和N2K/K5L肽以细菌细胞膜为靶点的抑菌机理.结果表明,N2K/K5L肽的疏水性高于MastoparanV1肽.N2K/K5L肽抗革兰阴性菌和革兰阳性菌活性分别是Mastoparan V1肽的14.5,9.5倍.Mastoparan V1肽和N2K/K5L肽均能增加细菌外膜和内膜的通透性,但N2K/K5L肽提高细菌细胞膜通透性能力更强,这应是N2K/K5L肽抑菌活性相比于Mastoparan V1肽显著提高的主要原因.