改进YOLOv7的小目标检测算法研究

随着深度学习在国内目标检测的不断应用,常规的大、中目标检测已经取得惊人的进步,但由于卷积网络本身的局限性,针对小目标检测依然会出现漏检、误检的问题,以数据集Visdrone2019和数据集FloW-Img为例,对YOLOv7模型进行研究,在网络结构上对骨干网的ELAN模块进行改进,将Focal NeXt block加入到ELAN模块的长短梯度路径中融合来强化输出小目标的特征质量和提高输出特征包含的上下文信息含量,在头部网络引入RepLKDeXt模块,该模块不仅可以取代SPPCSPC模块来简化模型整体结构还可以利用多通道、大卷积核和Cat操作来优化ELAN-H结构,最后引入SIOU损失函数取代CIOU函数以此提高该模型的鲁棒性。结果表明改进后的YOLOv7模型参数量减少计算复杂性降低并在小目标密度高的Visdrone 2019数据集上的检测性能近似不变,在小目标稀疏的FloW-Img数据集上涨幅9.05个百分点,进一步简化了模型并增加了模型的适用范围。

面向ECE法规的电车再生制动复合控制研究

电动汽车能量及行驶距离是其重要参照数据,为提高两项性能策略优化,根据ECER13法规曲线和I线的再生制动控制方法,可以在前、后轴之间进行分配以确保车辆的安全性和稳定性;其次,在液压制动和电动机制动之间进行分配,根据不同的制动强度,分为四类进行研究;最后建立模型,嵌入到AVL_CRUISE软件中,选用NEDC和CLTC_P两种工况联合仿真。结果表明,此方案可满足制动稳定性的需求,其动力分配曲线也契合相应的制动特征,能够高效地回收制动能量,强化电池荷电状态(SOC),提升电动汽车的续驶能力。

送风式压差预冷装置的结构设计及试验研究

目的针对隧道式压差预冷装置中单位空间堆码的果蔬存储量低、预冷速度慢等问题,研发一种空间利用率高、预冷速度快的压差预冷装置。方法通过数字化仿真确定在冷链厢侧面安装2台静压箱和4台风机,结构上增加预冷时货物的堆码空间;采用送风的方式预冷,增加隧道内的空气流速,减小隧道内的压强,加大果蔬周转箱两侧的压力差,使通过果蔬的风速增加,从而缩短预冷时间。结果研究结果表明,56筐大白菜的温度从22.63℃降至5℃,时间为138min,能耗为10.37kW·h;预冷均匀性在±2℃之内。结论送风式预冷相比传统抽吸式预冷方式时间缩短了21%,能耗降低了14%;采用变频送风方式能耗降低了4%。

基于改进YOLO v5的农田苗草检测方法

针对除草机器人等智能农业机械在复杂的农田环境下工作时易受到杂草种类、光照多变以及叶片遮挡等因素影响,难以高效精准地检测作物和杂草位置的问题,提出一种基于改进YOLO v5s算法的农田苗草目标检测方法,能够对不同天气、位置和密度环境下的农作物及其伴生杂草进行检测。首先使用公开数据集并通过数据增强方法扩充数据构建了新的苗草数据集,分析了苗草数据集的图像特点后针对原YOLO v5算法模型的不足提出改进,结合协同注意力CA与感受野块RFB模块改进主干网络,在只添加少量参数的情况下提高模型检测性能;然后选择CARAFE的上采样方式加强网络提取特征能力;最后采取WIoU v3替换CIoU损失函数,平衡锚框质量并实现高精度定位。将改进后的YOLO v5网络模型与各种常见的主流网络在苗草数据集上依据目标检测算法评价指标进行了试验比较,结果显示,改进后算法平均精度均值达到86.7%,比原始的YOLO v5s提高了2.9百分点,FPS达到60.4帧/s,在满足算法实时性要求的同时明显提升了检测算法精度,验证了改进算法的有效性,适用于除草机器人的杂草识别系统。

稻田微型螺旋推进抑草机的设计与试验

为解决稻田机械除草作业中除草率低、伤苗率较高等问题,提出一种光学-机械复合除草方法,该方法通过提高水层浑浊度来抑制杂草光合作用,从而达到除草的目的。通过改进传统的螺旋推进装置,设计一种可适用于稻田土壤环境的微型螺旋推进抑草机。建立滚筒转速对螺旋滚筒工作阻力、运行转速的关系曲线;采用显式动力分析模块LS-DYNA对抑草机在稻田有水环境下的工作过程进行仿真分析,建立螺旋滚筒-土壤-水的耦合模型,进行流固耦合的仿真求解,取得抑草机在作业过程中的切削阻力及功率等参数;通过试验槽样机试验,探究水层深度对水层浑浊度影响的变化规律。结果表明:设计的微型螺旋推进抑草机最优转速为400 r/min;仿真阻力平均值较试验值大5.47%,仿真功率平均值较试验值大6.06%,仿真数据与试验数据的吻合度高,验证了仿真模型的可靠性;当试验槽中水层深度为20、40、60 mm时,浑浊度大于120 NTU的持续时间分别为5、8、8 h。

旋流泵菜籽-水两相流浓度特性实验与流场数值模拟

为探索旋流泵固液两相流内部流场及变浓度输送特性,分析了旋流泵固液两相流动基本原理及其特点。在32WB8-12型样机上完成输送清水及菜籽体积分数CV分别为6%、10%的外特性实验,得出泵流量-扬程、流量-轴功率、流量-效率和流量-临界汽蚀余量性能曲线。采用Mixture多相流模型及RNG k-ε湍流模型,对旋流泵在清水最优工况流量qv=9. 31 m^3/h下输送菜籽固液两相流流场进行了数值模拟,求解采用SIMPLE算法,得到3个轴面静压、速度矢量和固粒体积分数分布图。通过对比分析,数值模拟准确性得到了验证。综合分析了泵外特性变化与内部流场之间的定性因果关系,并提出了两相流泵优化设计改进措施。

共享经济环境下可循环包装租赁企业供应链网络库存控制研究

可循环包装材料库存控制是租赁企业管理中的一个重要问题。首先,对租赁系统是否有可供租赁的可循环包装材料数量状态进行了实时分析;然后,融合系统状态转移情形、客户选择行为和可循环包装材料库存数量三个因素,应用马尔可夫决策方法,建立了基于动态规划的可循环包装租赁企业供应链库存控制模型;并基于离线学习的超启发式算法思想模式设计智能算法求解控制模型;最后,以苏州某可循环包装材料租赁企业实际数据为基础,对模型和算法进行了验证。结果显示:所建模型和算法是有效的,能够对可循环包装租赁企业供应链网络中库存进行有效控制。

基于流固耦合有限元法和集总参数法模型的建模方法

传统的半主动悬置非线性较强,难以探究其动态特性。为了更好地解决其建模过程中参数识别困难的问题,根据半主动悬置的基本原理,采用一种基于流固耦合有限元法和集总参数模型的建模方法,对其运动特性进行了理论、仿真与试验研究。首先,根据悬置的基本原理构建了力学模型,在AMESim平台中建立了悬置结构集总参数模型;然后,采用流固耦合有限元法,提取了橡胶主簧、两个液室体积刚度、流体惯性系数和阻尼系数等关键参数;最后,将参数代入集总参数模型后完成了仿真,并通过搭建试验平台,验证了仿真结果的准确性;绘制了软硬模式下悬置系统的动刚度和阻尼角曲线,分析了其动态特性。试验结果表明:流固耦合-集总参数的建模方法精准度较高,仿真与试验对比后的动刚度和阻尼角最大误差分别为6.2%和7.4%,满足工程误差要求。研究结果表明:基于流固耦合有限元法和集总参数模型的方法不仅可用于分析悬置参数对动刚度和阻尼角的影响,也可为发动机悬置优化提供建模基础,节省了研发成本,提高了研发效率。

多工位转盘系统间歇性高速运动的瞬态动力学分析

多工位转盘系统是转盘式测试分选设备的关键部件,其间歇式高速转动产生的惯性激励力会引起转盘支撑臂顶端吸笔的振动,从而影响转盘系统的整定时间。通过对支撑臂在间歇式惯性激励力作用下的瞬态动力学分析,计算出支撑臂顶端吸笔的振动响应。通过有限元软件计算出以转动惯量最小化为设计目标的原转盘结构在运动停止后的振动响应过大,导致了设备后续工作流程的滞后;因此,对转盘结构进行改进,并对转盘结构改进前后的振动数据进行对比。结果表明,吸笔振动大幅减小,满足了设备高速分选的节拍要求。

基于光伏混合制冷系统的冷藏运输车燃油经济性分析

针对冷藏运输车停车后保持发动机以及压缩机工作制冷的问题,提出一种基于双压缩机的冷藏运输车光伏混合制冷系统,建立冷藏运输车光伏混合制冷系统数学模型,并在MATLAB/Simulink中建立其仿真模型,分析在NEDC工况下冷藏运输车的燃油消耗,根据《重型混合动力电动汽车能量消耗量试验方法》换算总燃油消耗量。研究表明:相比于安装传统制冷系统,基于光伏混合制冷系统的冷藏运输车百公里油耗减少大约7.06%。

基于边缘特征和霍夫变换的斑马线识别方法

现有斑马线识别方法普遍存在实时性差或准确率低等问题,对此提出基于边缘特征和霍夫变换的斑马线识别方法。首先利用逆透视变换(inverse perspective mapping,IPM)原理将单摄像机采集到的道路图像转换为俯视图像,然后采用Sobel x边缘检测模板提取斑马线的边缘信息;基于此,采用霍夫(Hough)变换对斑马线在水平夹角、直线长度、间隔宽度、数量统计等约束条件下进行曲线拟合,最后实现斑马线的识别。试验研究中,选择600张在不同场景下采集到的道路图像对斑马线进行识别,算法在白天光线较好情况下准确率为97.56%,在夜晚情况下为88.67%,算法平均耗时约33 ms。结果表明该算法可以在多种环境下快速准确地识别出斑马线,满足实际工程应用的需求。

融合帧间差分法和ViBe的运动目标检测算法

针对ViBe(visual background extractor)算法中经常出现的“鬼影”现象,提出一种融合帧间差分法和ViBe算法的运动目标检测算法。首先采用帧间差分法和ViBe算法对视频序列连续三帧分别做运动目标检测;然后对两个相互独立的检测结果进行逻辑运算并更新背景模型;最后对运算结果依次执行开运算、闭运算,从而得到准确的运动目标区域。选择3种常见环境下的视频序列进行试验研究,结果表明我们提出的这种算法可以有效去除“鬼影”,具有良好的鲁棒性和实时性。

智能化充电桩模块化设计及实现

本文针对充电桩的智能化和模块化发展趋势,通过分析电动汽车智能充电桩的建设情况和智能充电桩的原理,提出了充电电池多样性、智能监控、通信和智能人机交互等功能需求,在此基础上设计了智能充电桩模块化设计方案,通过智能充电桩硬件结构实现了智能充电桩功能设计,认为模块化设计的电动汽车智能充电桩适应性广,具有较好的经济和社会效益。