基于轻量级金字塔网络的种子分选方法研究

针对目前卷积神经网络种子分选方法存在识别精度不高、模型参数量大、推理速度慢且难于部署等问题,提出了基于轻量级金字塔空洞卷积网络的种子分选方法;该网络提出了残差空间金字塔模块,利用不同扩张率的空洞卷积扩大感受野,更有效地提取多尺度特征;再结合深度可分离卷积技术减少模型参数量和计算复杂度;在网络结构中引入轻量级注意力机制模块,利用局部跨通道交互方式关注重要的信息,提高种子关键特征提取能力;实验结果表明,提出网络参数量仅为0.13 M,在玉米和红芸豆数据集上准确率高达96.00%和97.38%,在NVIDIA Quadro板卡上识别单张图片时间仅为4.51 ms,均优于主流轻量级网络MobileNetv2、Shufflenetv2和PPLC-Net等,可以满足工业现场实时识别的要求。

5XZ-10型比重式种子分选机中离心风机流场研究

利用空气动力学原理进行种子分选,空气流场的分布至关重要。针对农业机械装置中气流均匀性问题,以5XZ-10型比重式种子分选机中离心风机为原型,利用Solidworks软件建立离心风机几何模型,运用Fluent软件对离心风机内部流场及出口流场进行数值模拟计算。通过仿真试验得到离心风机流场分布,对风机出口速度分布云图及矢量图结果进行分析,发现风机内部流场受到机械结构的干扰,气流在风机出口界面分布较不均匀,提出了离心风机流场优化措施,包括双叶轮双入口单出口离心风机入口增设集流器、对固定盘与叶轮的连接进行密封、风机出口采用钢板网对出口气流进行均匀性改善。在距离风机出口上方0.13 m处安装钢板网,增设钢板网后风机出口气流均匀性指数由0.88提升至0.90,提升率2.27%,解决了风机提供的气流流经5XZ-10型比重式种子分选机筛面时的均匀性问题。

5XZ-10型比重式种子分选机气流孔板布置优化

种子的好坏,直接影响粮食产量,优良种子的筛选对于国家粮食安全问题具有重大意义。针对5XZ-10型比重式种子分选机筛面气流分布不均的问题进行单因素试验。利用Fluent软件,采用数值模拟与试验相结合的方法对比重式分选机气室流场进行了求解。为了简化计算量,引入多孔介质模型代替气流孔板。利用数值拟合求解了多孔介质模型参数,建立气室几何模型并验证了模型的可行性。将气流孔板布置高度比例系数α作为单因素变量,得到分选机空气流场及空气动力场的分布特点。为获得合理的筛面气流,讨论了不同的气流孔板高度对气室出口界面气流稳定性、均匀性的影响,发现当α=0.84时,气室出口界面气流稳定性、均匀性较好。确定气流孔板合理的安装高度530 mm,为比重式种子分选机优化设计提供了试验数据及理论依据。

一种用于种子分选机的高速并联机械手

针对种子分选机执行机构速度快、负载低的工作特点,设计出一种高速小型的并联机械手作为种子分选机的执行机构;采用SolidWorks和MATLAB软件联合仿真技术,建立机械手完整的仿真模型,采用全域性能指标对并联机构进行优化设计;结果显示,在机械手工作范围内的雅克比矩阵的条件数较小,波动平稳,机械手的运动学性能和传动性能均好。研究结果对机械手样机的建立以及控制方法有一定的参考价值。

基于联合剪枝深度模型压缩的种子分选方法研究

现有基于深度学习的种子分级分选方法已取得了理想的识别效果,但由于分选方法的性能依赖于模型的宽度和深度,导致模型参数量显著增加,使其难以部署在实际应用中资源受限的边缘设备上。为此,提出了一种通道和卷积层联合剪枝的深度模型压缩方法,在通道剪枝阶段,将稀疏正则化训练的BN层参数作为衡量通道重要性的指标,在不损失模型精度的前提下,实现最大限度的通道剪枝压缩。然后提出基于线性探针的层剪枝方法,在压缩模型的同时减少内存访问,从而提升模型推理速度。最后采用知识蒸馏技术对剪枝网络进行知识迁移,补偿网络因剪枝而造成的精度损失。结果表明,在红芸豆和玉米种子数据集上所提出的方法使模型计算量减少86.55%和91.55%情况下,分别实现了实际推理速度2.1倍和2.8倍的提升,且仍保持较好的识别准确度(97.38%和96.56%),为模型在实际种子分选系统的部署提供技术支撑。

5JDF-0.5型介电式种子分选机组及其性能试验

通过对种子清选原理的分析 ,论证了 5 JDF- 0 .5型介电式种子分选机组工艺流程的合理性 ,并利用该机组在不同的电极材料和不同的分选电压下对油菜种子和白菜种子进行了分选试验。结果表明 ,该机组不仅可按种子的千粒重而且可按种子的活力进行分级 ,并且通过调节分选电压可得到不同的分选效果。

基于LabVIEW的种子分选控制系统设计

针对传统种子分选设备大多利用PLC控制,涉及较多的通信、软硬件协议,导致开发过程相对工作量较大、周期较长的问题,提出一种基于LabVIEW软件的种子分选控制系统.该系统由机械传动模块、上位机及软件控制模块、分选模块等组成,其中控制模块利用LabVIEW内部DAQ产生脉冲信号,通过控制PCI板卡驱动步进电机按照分选信号进行旋转.在脉冲频率为500 Hz、细分数为200、旋转角度为90°时,系统失步率在2%以下.实验结果表明,采用基于LabVIEW开发的种子分选控制系统能够有效地进行分选控制,降低开发工作量,缩短开发周期.

介电式种子分选机的研究

双绕线圈滚筒式介电种子分选机,主要由喂入机构、分选滚筒、种刷、接料斗、传动机构和电器控制系统组成,如图1所示。探讨其结构参数、工艺参数及各部件间的配置,有助于优化设计。 一、介电分选机的结构参数 1.分选滚筒 分选滚筒(如图2所示)

介电式蔬菜种子分选机组通过鉴定

由河北省农业机械化研究所研制的0.2型介电式种子分选机组,于1992年12月通过河北省科委组织的鉴定。该机组主要由5QX—0.2型风筛式清选机、5JDX—0.2型介电式种子分选机及风力提升装置组成。鉴定委员会一致认为,本项研究有如下特点:

“神器”助力第三代杂交水稻繁殖系种子分选

11月24日记者从中国科学院长春光学精密机械与物理研究所了解到,应用光学国家重点实验室副研究员曹乃亮团队与湖南杂交水稻研究中心联合研制出荧光检测分选仪,可对“杂交水稻之父”袁隆平研发的第三代杂交水稻繁殖系种子进行高精度、大通量分选,助力我国第三代杂交水稻推广应用。

介电式种子分选机系列

利用介电分选原理来分选种子的介电式种子分选机系列机具由5JDX-0.2型、5JDX-0.5型、5JD-1.0型组成,它们可根据种子粒重、介电常数(活力)及种子表面光滑性的差异进行分级,具有作业时不受种子形状及尺寸限制的特点,尤其可根据种子的活力进行分级,十分适合于蔬菜种子及带绒棉种的分选.

林木种子介电分选参数的优化

文章介绍了林木种子介电分选的试验设备和试验设计方法 ,提出了林木种子介电分选效果的评价标准 .通过对油松 (Pinustabulaeformis)、刺槐 (Robiniapseudoacacia)和胡枝子 (Lespedezabicolor)等 3种林木种子的试验 ,得到了以分选电压和分选滚筒转速为变量的回归方程 ,并确定了最优化的电场分选参数组合 .试验表明 ,油松的最佳分选电压为 15 2kV ,分选滚筒转速为 2 2 2r·min-1;刺槐的最佳分选电压为 14 8kV ,分选滚筒转速为 2 9 3r·min-1;胡枝子的最佳分选电压为 13 5kV ,分选滚筒转速为 3 5 7r·min-1.

在线式玉米单粒种子检测分选装置设计与试验

针对农业生产中种子精选的需求,设计了在线式单粒种子检测分选装置,实现流水线式种子上料、检测和分选。该装置由上料装置、检测单元、分选单元和控制系统组成。上料装置通过两级振动实现籽粒的平铺,配合传输带完成籽粒的单粒化。检测单元由高速工业相机实时获取种子图像,并传送至上位机检测分析。控制系统根据检测结果和种子在图像中的位置,控制分选单元完成分选。利用搭建的装置采集了1200粒正常种子、1200粒霉变种子和1200粒破损种子的图像,使用HALCON软件提取了单粒种子的18个颜色和12个形态特征,通过偏最小二乘判别分析法进行判别分析,分别构建了种子霉变和破损的检测模型,并利用搭建的装置和模型进行了验证试验。试验结果表明:在线式单粒种子检测分选装置分选速率大于300粒/min;其中霉变种子的分选准确率高于95%,破损种子分选的准确率高于89%。

种子介电分选机进料滚筒设计计算的理论分析

通过对种子介电分选机分选工艺过程的分析，根据介电分选对种子进料的要求，提出了种子介电分选机进料滚筒设计理论及主要参数的确定方法．通过分析种子的大小和形状特征，提出了进料滚筒系列化产品设计的理论方法．

苗期快速分选水稻人工无融合生殖克隆种子

【目的】人工无融合生殖系统的建立为水稻杂种优势固定提供了途径。当前人工无融合生殖系统在产生克隆种子的同时会伴随大量的四倍体种子,有必要开发简易高效的分选克隆种子方法。【方法】通过不同温度、盐浓度处理春优84和MiMe(同时突变PAIR1、REC8和OSD1获得的可将减数分裂转化成有丝分裂的材料)种子萌发的幼苗,观察它们形态学上的差异,确定最佳筛选条件。在最佳条件下,处理Fix材料(通过基因编辑技术同时突变PAIR1、REC8、OSD1和MTL基因获得的可固定杂种优势的材料)种子萌发的幼苗,根据形态差异分选克隆种子。利用流式细胞术确定分选的效率。【结果】无融合生殖材料Fix产生4.4%的克隆种子和95.6%的四倍体材料;而MiMe材料的后代全是四倍体。利用滤网在23℃、28℃和32℃水温条件下萌发春优84和MiMe种子48 h,MiMe材料的初生根直径在3种温度处理下均显著大于春优84,以28℃处理最优。在28℃水温条件下,利用0%、0.05%、0.1%、0.2%和0.5%NaCl溶液培养春优84和MiMe种子7 d,MiMe材料的根长、苗长与春优84无显著性差异,但春优84材料第1片完全叶在0.1%盐浓度下严重萎缩坏死,而MiMe材料受盐害影响较小。以28℃水温条件下先处理Fix种子48 h,先通过初生根根直径差异进行初次筛选,再利用0.1%NaCl溶液培养7 d,观察第1片完全叶形态差异再次分选,最后挑选出来的单株利用流式细胞术验证,分选效率达61.1%。将获得的克隆植株和四倍体对照种植田间,至成熟期表现明显的植株形态差异。【结论】在水稻苗期,对无融合生殖材料Fix进行温度及盐处理后,通过初生根、叶片等形态上差异可达到初步分选克隆植株的目标。

种子重力分选机预分层喂料系统设计与试验

为了提高种子重力分选机分选性能,降低设备使用调节难度,提出了种子进入分选台面的预分层工艺,设计了配套的分层喂料系统,计算确定了结构参数。在SolidWorks中建立了系统模型,采用SolidWorks-Simulation对模型工作应力和位移进行分析。采用SolidWorks-Flow Simulation对流场进行仿真和系统结构参数优化。在5TZX-50型重力分选机上进行试验,利用Design-Expert软件进行Box-Behnken响应面分析,建立了性能指标与影响因素的数学回归模型,选出了气流速度为3.40 m/s、振动频率为9.75 Hz、导流板倾角为29.65°的最佳组合,该组合下除轻杂率和除重杂率试验值为95.12%和96.37%。试验表明,除杂率与目标优化预测值的误差不大于1.36%,分层喂料系统满足设计要求。

基于计算机视觉的玉米单倍体自动分选系统

研究了一种玉米单倍体籽粒分选方法,可自动分选具有Navajo标记的玉米单倍体籽粒。分选系统主要由种子输送单元、图像采集处理单元、分拣卸料单元及系统控制单元组成。图像采集处理单元根据玉米籽粒胚部及胚乳顶部的颜色特征进行单倍体籽粒判断,并将判断结果发送给系统控制单元。系统控制单元根据该结果协调种子输送单元及分拣卸料单元机械臂的运动,实现籽粒位置定位,同时开启与机械臂末端相应电磁阀,采用气吸方式分离杂合体籽粒,系统分拣速度可达500粒/min。

基于BP神经网络的玉米单倍体种子图像分割

以单倍体育种产生的经遗传标记后的玉米品种1050-37为研究对象,研究种子图像的颜色模式类别,将单个玉米种子划分为紫色标记区域、黄色区域和白色区域进行分析.通过分析图像在归一化rgb,HSV模型下的不同颜色特征,选取其中7个作为输入特征参数,构建了一种3层BP神经网络模型,从而实现玉米单倍体种子图像的有效分割.试验表明:该模型对紫色标记区域、黄色区域和白色区域的准确识别率分别为97.61%,93.34%和94.09%;所提取的紫色标记区域对单倍体与杂合体的识别是有效且可靠的.

林木种子介电常数的无损检测

介绍了一套林木种子介电常数的无损检测装置，提出了一种能够有效消除某些测量误差的测试方法。对林木种子的实际测试表明，种子的介电常数测试对介电分选理论有着很现实的意义。

长度分选机

长度分选机潘九君，李淑艳（黑龙江省农垦科学院）长度分送机主要用于分离长度不同的颗粒物料。长度分选机设置于风筛式清选机加工之后，广泛用于小麦、水稻、大麦等作物种子的长度分离和分级。长度分选机主要有凹眼盘式分选机和凹眼筒式分过机两种。黑龙江省白桦清选机厂...