行星齿轮主要设计理论与分析方法及均载特性综述 被引量：18

1

作者 王均刚 杨士男 +1 位作者 刘燕德 墨蕊娜 《华东交通大学学报》 2019年第2期111-118,共8页

行星齿轮传动是机械领域中传递运动和动力的一种重要形式,传动设计问题和行星轮系均载问题是研究行星传动系统的2个重要方面。文章主要从行星齿轮传动的设计理论、传动分析方法、均载特性和行星齿轮实验研究4个方面,综述行星齿轮传动的... 行星齿轮传动是机械领域中传递运动和动力的一种重要形式,传动设计问题和行星轮系均载问题是研究行星传动系统的2个重要方面。文章主要从行星齿轮传动的设计理论、传动分析方法、均载特性和行星齿轮实验研究4个方面,综述行星齿轮传动的研究现状。从已有的研究成果来看,国内外学者主要针对已经设计好的行星轮系的传动方案进行分析研究,亟需发展基于主动设计的行星齿轮传动优化方案;而且目前的加工制造已经达到比较高的水平,单纯的采用现有的方法来抑制行星排偏载,已经很难大幅度提高行星齿轮传动性能,亟需探究抑制行星排偏载的新方法。因此,需在吸收和消化已有的行星齿轮传动研发技术基础上,对行星排的偏载抑制方法和多级齿轮传动系统的设计理论进行改进和创新,以适应传动装备向大机型方向发展的趋势,并降低大型齿轮箱的故障率,提高其服役寿命。 展开更多

关键词 行星轮系 传动设计 偏载 多级齿轮传动

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基于BP神经网络的太赫兹时域光谱对面粉中苯甲酸的定量检测研究 被引量：18

2

作者 胡军 刘燕德 +3 位作者 孙旭东 李斌 徐佳 欧阳爱国 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2020年第7期294-300,共7页

为建立面粉中添加剂苯甲酸的定量检测模型,首先,探索不同光谱预处理方法对太赫兹光谱的影响,采用平滑、多元散射校正、基线校正和归一化等方法对原始光谱进行校正处理,并建立相应的偏最小二乘(PLS)模型以选择最优预处理方法,发现归一化... 为建立面粉中添加剂苯甲酸的定量检测模型,首先,探索不同光谱预处理方法对太赫兹光谱的影响,采用平滑、多元散射校正、基线校正和归一化等方法对原始光谱进行校正处理,并建立相应的偏最小二乘(PLS)模型以选择最优预处理方法,发现归一化后建立的PLS模型较优,预测集的相关系数(rp)为0.9790,预测集的均方根误差(RMSEP)为1.28%。其次,分别建立面粉中苯甲酸含量检测的PLS、最小二乘支持向量机(LS-SVM)和反向传播神经网络(BPNN)模型,各模型的对比结果表明:基于太赫兹吸收系数建立的BPNN模型的预测相关系数(rp)为0.9945,预测均方根误差(RMSEP)为0.66%。本研究为面粉中苯甲酸添加剂的无损检测提供了新的解决方案,对促进面粉行业的健康发展具有较为重要的意义。 展开更多

关键词 光谱学 食品添加剂 太赫兹光谱 反向传播神经网络 苯甲酸 面粉

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西红柿成熟度的近红外漫透射光谱无损检测 被引量：15

3

作者 刘燕德 徐海 +1 位作者 孙旭东 饶宇 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期25-29,共5页

为了证实以近红外漫透射光谱技术结合化学计量学方法能有效实现西红柿成熟度的检测,采用美国海洋光学公司的QE65000光谱仪取得了西红柿的漫透射光谱数据,采用日本柯尼卡美能达CR-10反射式色差计取得了亮度、红绿色相、黄蓝色相和总色差... 为了证实以近红外漫透射光谱技术结合化学计量学方法能有效实现西红柿成熟度的检测,采用美国海洋光学公司的QE65000光谱仪取得了西红柿的漫透射光谱数据,采用日本柯尼卡美能达CR-10反射式色差计取得了亮度、红绿色相、黄蓝色相和总色差颜色数据;通过标准数学建模方法建立了颜色模型,并通过偏最小二乘回归校正算法建立了近红外光谱模型。结果表明,两组模型都是以红绿色相指标建模时效果最佳,在99个未知样品数据中,预测模型的颜色模型误判情况分别为未成熟0%、半成熟33.33%、成熟0%;而近红外预测模型的误判情况分别为未成熟32.14%、半成熟50%、成熟0%。该研究验证了近红外光谱技术对西红柿成熟度进行无损检测的可行性,这对实现西红柿的快速、批量分选具有一定的实际意义。 展开更多

关键词 光谱学 Lab颜色指标 近红外漫透射光谱 偏最小二乘回归算法 定性 西红柿

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太赫兹时域光谱葛粉掺薯粉检测研究 被引量：12

4

作者 李斌 杜秀洋 +1 位作者 刘燕德 胡军 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2019年第20期314-319,共6页

使用太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术对葛粉中掺薯粉的含量进行定性、定量检测。对葛粉中掺薯粉的光谱数据进行采集,利用偏最小二乘法(PLS)建立葛粉掺薯粉定性模型以判断葛粉中是否掺薯粉,得到PLS的总误判率为0%,模型相关系数为0.925。结... 使用太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术对葛粉中掺薯粉的含量进行定性、定量检测。对葛粉中掺薯粉的光谱数据进行采集,利用偏最小二乘法(PLS)建立葛粉掺薯粉定性模型以判断葛粉中是否掺薯粉,得到PLS的总误判率为0%,模型相关系数为0.925。结果表明:PLS可实现葛粉中是否掺薯粉的定性判别。再利用PLS和最小二乘支持向量机(LS-SVM)算法分别建立葛粉中掺薯粉的定量模型。利用PLS建立的模型的相关系数为0.932,预测集的均方根误差(RMSE)为2.6%;利用LS-SVM建立的模型的相关系数为0.957,预测集的RMSE为1.6%,结果表明:利用LSSVM的葛粉掺薯粉定量模型更准确,说明THz-TDS技术可用于对葛粉中掺薯粉进行快速、有效、无损检测。 展开更多

关键词 光谱学 太赫兹时域光谱(THz-TDS) 葛粉 偏最小二乘(PLS) 最小二乘支持向量机(LS-SVM)

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近红外无损检测技术在水果成熟度判别中的应用研究 被引量：11

5

作者 黎丽莎 刘燕德 +4 位作者 胡军 宋烨 朱向荣 黄敏 周新奇 《华东交通大学学报》 2021年第6期95-105,共11页

水果成熟度预测是确定水果采收时间的关键,在保证收获水果质量的同时减少供应链上的浪费。文章从硬度、干物质、可溶性固形物含量、综合评价指数等方面,分别介绍了近年来国内外研究人员利用近红外无损检测技术在水果成熟度判别的最新研... 水果成熟度预测是确定水果采收时间的关键,在保证收获水果质量的同时减少供应链上的浪费。文章从硬度、干物质、可溶性固形物含量、综合评价指数等方面,分别介绍了近年来国内外研究人员利用近红外无损检测技术在水果成熟度判别的最新研究进展,并对其应用过程中遇到的问题和后期重点研究方向及发展前景进行了总结和展望。 展开更多

关键词 近红外光谱技术 无损检测 成熟度判别 成熟度综合评价指数

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光谱诊断技术及其在农产品质量检测中的应用 被引量：11

6

作者 刘燕德 程梦杰 郝勇 《华东交通大学学报》 2018年第4期1-7,共7页

农产品品质及其安全与消费者健康息息相关。农产品品质及安全指标的传统分析方法操作流程复杂且分析成本高。随着光谱和成像技术的快速发展,近红外光谱、拉曼光谱以及高光谱成像技术已广泛应用于农产品品质与安全的快速无损检测中。本... 农产品品质及其安全与消费者健康息息相关。农产品品质及安全指标的传统分析方法操作流程复杂且分析成本高。随着光谱和成像技术的快速发展,近红外光谱、拉曼光谱以及高光谱成像技术已广泛应用于农产品品质与安全的快速无损检测中。本文综述了光谱和成像技术在农产品品质与安全快速分析的最新研究进展,重点从水果、鸡蛋和辣椒内外部品质安全的近红外光谱检测、农药残留的拉曼光谱分析以及果树营养成分的高光谱成像检测三方面进行了综述。 展开更多

关键词 近红外光谱 拉曼光谱 高光谱成像 品质与安全

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太赫兹光谱检测技术对农产品品质检测的研究进展 被引量：10

7

作者 刘燕德 徐振 +1 位作者 胡军 李茂鹏 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2021年第1期63-74,共12页

太赫兹时域光谱技术(THz-TDS)是近几年迅速发展起来的新兴检测技术,具有超强的透视性、强大的安全性以及高效的波谱分辨能力,在农业、化工、制药等检测领域得到了广泛应用。本文针对近年来太赫兹光谱技术在伪劣农产品检测、农药残留检... 太赫兹时域光谱技术(THz-TDS)是近几年迅速发展起来的新兴检测技术,具有超强的透视性、强大的安全性以及高效的波谱分辨能力,在农业、化工、制药等检测领域得到了广泛应用。本文针对近年来太赫兹光谱技术在伪劣农产品检测、农药残留检测、违禁添加剂检测、转基因农作物鉴别、农产品含水量检测方面的国内外研究现状进行了介绍,总结了太赫兹光谱技术在农产品检测方面存在的主要技术难题,并对太赫兹光谱技术未来的发展前景进行了展望。随着科技的发展,太赫兹光谱检测技术必将具有更大的应用潜力。 展开更多

关键词 光谱学 太赫兹光谱 农产品 农药残留 食品添加剂 转基因农作物

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基于近红外光谱检测不同产地石榴的糖度 被引量：9

8

作者 刘燕德 张雨 +2 位作者 徐海 姜小刚 王军政 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2020年第1期245-251,共7页

基于可见/近红外漫透射光谱技术,探讨了对不同产地石榴的品质进行快速无损检测的可行性。首先,利用能够有效抑制杂散光影响的动态在线检测装置采集石榴的近红外光谱,测试石榴糖度的真值;然后结合主成分分析法对不同产地的石榴进行聚类分... 基于可见/近红外漫透射光谱技术,探讨了对不同产地石榴的品质进行快速无损检测的可行性。首先,利用能够有效抑制杂散光影响的动态在线检测装置采集石榴的近红外光谱,测试石榴糖度的真值;然后结合主成分分析法对不同产地的石榴进行聚类分析,大致将样品分为两类;最后建立不同产地石榴的偏最小二乘判别分析模型,模型的判别准确率为97%以上。采用多种预处理方法(S-G平滑、归一化、基线校正、MSC等)建立了两类石榴的单一模型,结果表明:基线校正的效果明显优于其他方法,所建立的四川石榴模型的预测集相关系数R_p为0.82,预测集均方根误差(RMSEP)为0.37,建模集相关系数R_c为0.90,建模集均方根误差(RMSEC)为0.31;云南石榴模型的R_p为0.81,RMSEP为0.33,R_c为0.87,RMSEC为0.27。在后期采用未参与建模的样品的分选验证实验中,两个产地石榴的判别率为95%,糖度的分选准确率可达92.5%。结果表明,近红外光谱在石榴产地的判别和糖度的分选上具有重要意义,可为以后的石榴在线分选研究提供依据。 展开更多

关键词 光谱学 可见/近红外光谱 漫透射 在线检测 产地判别 糖度

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基于太赫兹技术的葛粉中苯甲酸的检测 被引量：8

9

作者 刘燕德 杜秀洋 +3 位作者 李斌 胡军 吴建 郑艺蕾 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2019年第4期123-129,共7页

使用太赫兹时域光谱技术(THz-TDS)对葛粉中苯甲酸含量进行了定量分析。检测样品为有塑料包装袋的葛粉。对原始数据进行多元散射校正、基线校正、一阶导数、二阶导数等预处理,利用偏最小二乘(PLS)法对葛粉中苯甲酸的含量建立预测模型。... 使用太赫兹时域光谱技术(THz-TDS)对葛粉中苯甲酸含量进行了定量分析。检测样品为有塑料包装袋的葛粉。对原始数据进行多元散射校正、基线校正、一阶导数、二阶导数等预处理,利用偏最小二乘(PLS)法对葛粉中苯甲酸的含量建立预测模型。检测结果显示:无塑料包装袋样品的模型决定因子为0.975,预测集的均方根误差(RMSEP)为1.126%;有塑料包装袋样品的模型决定因子为0.976,RMSEP为1.356%。 展开更多

关键词 成像系统 太赫兹时域光谱 苯甲酸 偏最小二乘法 葛粉 塑料包装

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基于区域相似信息的自适应运动目标检测算法 被引量：8

10

作者 刘燕德 曾体伟 +1 位作者 陈洞滨 王观田 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期273-279,共7页

当视频监控中存在动态背景干扰、鬼影现象和静止目标时,ViBe算法的检测性能较差。针对该问题,提出一种改进的ViBe算法。通过Otsu算法得到图像的动态阈值,提高算法在动态背景中的抗干扰能力,同时结合区域相似度判断鬼影、拖影或静止目标... 当视频监控中存在动态背景干扰、鬼影现象和静止目标时,ViBe算法的检测性能较差。针对该问题,提出一种改进的ViBe算法。通过Otsu算法得到图像的动态阈值,提高算法在动态背景中的抗干扰能力,同时结合区域相似度判断鬼影、拖影或静止目标区域,自适应地对不同类别区域像素进行更新抑制。实验结果表明,改进算法在动态背景中表现出良好的鲁棒性,能够有效抑制鬼影以及静止目标产生的拖影,在保证实时性的前提下较原算法检测精度和综合评价指标F值分别提高0.309和0.2,具有更好的检测效果和检测性能。 展开更多

关键词 ViBe算法 运动目标检测 OTSU算法 区域相似度 鬼影抑制

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基于CARS波段筛选的甲醇汽油中甲醇含量中红外光谱检测 被引量：7

11

作者 胡军 刘燕德 +1 位作者 欧阳爱国 刘洪量 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2019年第23期274-280,共7页

利用中红外光谱检测技术对甲醇汽油中的甲醇含量进行检测研究。由于中红外光谱易受外界环境干扰且数据量较大,为减小运算量并提高模型精度,采用无信息变量消除(UVE)法、竞争性自适应重加权取样(CARS)法以及遗传算法(GA算法)等来选择有... 利用中红外光谱检测技术对甲醇汽油中的甲醇含量进行检测研究。由于中红外光谱易受外界环境干扰且数据量较大,为减小运算量并提高模型精度,采用无信息变量消除(UVE)法、竞争性自适应重加权取样(CARS)法以及遗传算法(GA算法)等来选择有效光谱波段,再建立对应的偏最小二乘(PLS)模型,最后分别建立PLS、UVEPLS、GA-PLS和CARS-PLS模型,探索最优的甲醇含量检测模型。结果表明:CARS-PLS模型效果最好,预测相关系数和预测均方根误差分别为0.978和1.177。CARS算法是一种有效提取甲醇含量的中红外光谱检测方法,采用中红外光谱检测技术测定甲醇汽油中的甲醇含量是可行的,可以有效简化运算模型,提高模型检测精度。 展开更多

关键词 光谱学 中红外光谱 甲醇汽油 无信息变量消除 竞争性自适应重加权取样 遗传算法

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一种改进Swin Transformer网络的资源三号水体提取方法 被引量：3

12

作者 刘彦德 王竞雪 《遥感信息》 CSCD 北大核心 2023年第2期96-103,共8页

针对传统的水体指数法和监督分类法在对卫星影像进行水体提取时经常出现错分的问题,提出一种改进Swin Transformer网络的资源三号影像水体提取方法,并对其特征金字塔的构建进行优化。其中,结合PANet算法原理快速融合特征金字塔顶层信息... 针对传统的水体指数法和监督分类法在对卫星影像进行水体提取时经常出现错分的问题,提出一种改进Swin Transformer网络的资源三号影像水体提取方法,并对其特征金字塔的构建进行优化。其中,结合PANet算法原理快速融合特征金字塔顶层信息和底层信息,通过融合不同尺度的信息提高对水体特征提取的效果;利用Swin Transformer网络包含的滑动窗口分割和循环位移操作来减少训练时的计算复杂度。通过混淆矩阵计算得到该方法对城区、郊区和山区水体提取结果的总体精度、Kappa系数、F1-score指数,分别在90.14%~96.52%之间、0.80~0.88之间、0.81~0.87之间,证明该方法对资源三号卫星影像进行水体提取的有效性与可靠性。 展开更多

关键词 Swin Transformer PANet 资源三号卫星 水体提取 Kappa系数

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并联腿六足农业机器人运动学与仿真分析 被引量：7

13

作者 谢冬福 罗玉峰 +2 位作者 石志新 刘燕德 谢金发 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期333-340,共8页

针对行走腿为串联结构及平面多连杆结构的六足机器人承载能力差、运动误差大等问题,提出了一种一平移两转动(1T2R)并联腿六足农业机器人机构。首先,对并联腿机构的运动学位置、速度、加速度进行了分析。其次,基于结构约束条件,对其工作... 针对行走腿为串联结构及平面多连杆结构的六足机器人承载能力差、运动误差大等问题,提出了一种一平移两转动(1T2R)并联腿六足农业机器人机构。首先,对并联腿机构的运动学位置、速度、加速度进行了分析。其次,基于结构约束条件,对其工作空间进行了分析。最后,对六足农业机器人机构进行了三维建模及仿真分析。理论分析及仿真结果表明:该并联腿机构运动学位置正逆解方程均可解析求解,正解方程最多具有4组解。该机构具有部分运动输入-输出解耦性,控制方便。该并联腿机构工作空间大,由多个球冠组成。该六足机器人机构无需转弯即能实现前后、左右移动,运动平稳,机构设计合理,适合作为农业机器人行走机构使用。 展开更多

关键词 六足农业机器人 并联腿 一平移两转动 运动学 工作空间 仿真分析

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水果无损采摘机械手工作空间分析及参数确定 被引量：7

14

作者 刘燕德 王观田 +1 位作者 王均刚 舒盛荣 《农机化研究》 北大核心 2019年第4期12-17,共6页

水果采摘机器人在我国起步晚、发展缓慢,没有系统的方法用以设计采摘机械手,特别是机械手参数确定方法不成熟,造成工作空间浪费、影响机械性能等问题。为此,提出了一种蒙特卡洛法结合控制变量确定摆动关节范围的设计方法,利用D-H参数法... 水果采摘机器人在我国起步晚、发展缓慢,没有系统的方法用以设计采摘机械手,特别是机械手参数确定方法不成熟,造成工作空间浪费、影响机械性能等问题。为此,提出了一种蒙特卡洛法结合控制变量确定摆动关节范围的设计方法,利用D-H参数法对机械手臂进行正运动学分析,在MatLab平台下用蒙特卡洛法计算机械手的工作空间,并结合控制变量法,求出不同参数下的工作空间范围,根据相对较合理的工作空间范围,确定机械手臂的合理参数。以水果无损采摘机械手为例,根据具体设计要求,确定了手臂长度,利用蒙特卡洛法确定了摆动关节的转角范围,并验证参数的正确性。结果表明:该方法可以迅速有效地确定摆角范围,解决了以往摆动关节转角范围靠设计经验确定而存在的空间浪费的问题。 展开更多

关键词 水果无损采摘机械手 工作空间 摆动关节 D-H参数法

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多品种苹果可溶性固形物近红外无损检测通用模型研究 被引量：6

15

作者 刘燕德 黎丽莎 +3 位作者 李斌 宋烨 朱向荣 姜延泉 《华中农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期237-244,共8页

苹果可溶性固形物含量(soluble solid content,SSC)是影响果实质量的重要因素,利用近红外光谱(NIR)技术则可以实现对苹果SSC的无损检测。为获得稳健的多品种苹果无损检测通用模型,本研究将模型更新方法与变量筛选方法相结合,对红富士(Re... 苹果可溶性固形物含量(soluble solid content,SSC)是影响果实质量的重要因素,利用近红外光谱(NIR)技术则可以实现对苹果SSC的无损检测。为获得稳健的多品种苹果无损检测通用模型,本研究将模型更新方法与变量筛选方法相结合,对红富士(Red Fuji)、青苹果(Green apple)、黄元帅(Golden Delicious)、红玫瑰(Rose)和乐淇(Lokit)等5个品种苹果的SSC进行无损检测。结果表明,更新后的新模型可以实现对5个品种苹果的SSC的高精度预测,此时模型预测均方根误差(RMSEP)为0.698%,预测相关系数(Rp)为0.904,预测偏差为0.074%,范围误差比(RPD)可达2.340。为识别和提取光谱的重要信息波段,还采用竞争性自适应重加权算法(CARS)、连续投影算法(SPA)和无信息变量消除算法(UVE)3种波段筛选方法优化模型。结果表明,CARS更能有效地选取出有效变量,建立的模型对新品种苹果的预测性能有明显改善,RMSEP为0.587%,Rp为0.928,预测偏差减少到−0.052%,RPD=2.684。 展开更多

关键词 苹果 近红外光谱 无损检测 通用模型 模型更新 波段筛选 自适应重加权 连续投影算法 无信息变量消除

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基于高光谱反射和透射融合技术的牛肉糜掺假检测

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作者 李斌 卢英俊 +1 位作者 刘燕德 万霞 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第16期251-260,共10页

为了提高牛肉糜中掺鸡、鸭和猪肉糜的检测精度,该研究利用高光谱反射率(reflentance,R)和透射率(transmittance,T)光谱数据融合方法开展了对牛肉中掺假物的定量检测研究。首先在牛肉中分别加入质量分数为2%~50%浓度间隔为2%的三类掺假物... 为了提高牛肉糜中掺鸡、鸭和猪肉糜的检测精度,该研究利用高光谱反射率(reflentance,R)和透射率(transmittance,T)光谱数据融合方法开展了对牛肉中掺假物的定量检测研究。首先在牛肉中分别加入质量分数为2%~50%浓度间隔为2%的三类掺假物(鸡肉、鸭肉和猪肉),采集样本的反射率光谱数据结合支持向量机(support vector machine,SVM)、随机森林(random forest,RF)和长短期记忆网络(long short-term memory,LSTM)算法建立分类模型,将样品分为鸡肉、鸭肉和猪肉掺假牛肉样品和纯牛肉样本(4类)。然后,通过单一的反射和透射率光谱数据建立偏最小二乘模型(partial least squares regression,PLSR)对不同掺假物浓度进行定量分析,通过竞争自适应重加权采样(competitive adaptive reweighted sampling,CARS)、无关变量消除(uninformative variable elimination,UVE)、初级数据融合和中级数据融合方法对模型性能进行优化。基于中级数据融合对掺假物为鸡肉、鸭肉和猪肉的模型预测效果提升最大,相比于单一光谱数据建立的最优模型效果分别提升了3.9%、9.3%和4.5%。对掺假物为鸡肉和鸭肉样本预测效果最好的模型为去趋势化(de trending,DT)预处理后的UVE-PLSR,对应的决定系数(r-squared prediction,R_p~2)和均方根误差(root mean square error,RMSEP)分别为0.984 5和1.865 1、0.986 0和1.771 1,对于掺假物为猪肉样本预测效果最好的模型为RAW-CARS-PLSR,对应的R_p~2和RMSEP为0.975 1和2.366 5。结果表明,高光谱成像技术结合数据融合技术可以有效对牛肉中掺假物含量进行快速且高精度的检测,中级数据融合最大化提升了模型的性能。 展开更多

关键词 牛肉掺假 高光谱 数据融合 反射率光谱 透射率光谱

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激光诱导击穿光谱技术检测油茶炭疽病 被引量：6

17

作者 刘燕德 高雪 +3 位作者 程梦杰 侯兆国 林晓东 徐佳 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2020年第9期246-254,共9页

炭疽病是油茶最常见的病害之一,因此对油茶炭疽病进行快速检测具有重要意义。提出了一种检测油茶叶片炭疽病的新方法,采用激光诱导击穿光谱检测技术,快速无损诊断正常和感染炭疽病油茶叶片中的Mn元素含量,根据火焰原子吸收光谱法对样品... 炭疽病是油茶最常见的病害之一,因此对油茶炭疽病进行快速检测具有重要意义。提出了一种检测油茶叶片炭疽病的新方法,采用激光诱导击穿光谱检测技术,快速无损诊断正常和感染炭疽病油茶叶片中的Mn元素含量,根据火焰原子吸收光谱法对样品中Mn元素的真实含量进行了分析。分别采用平滑、去噪、归一化、基线校正、一阶求导降噪、二阶求导降噪对光谱数据进行预处理,使用偏最小二乘方法(PLS)建立定量模型,采用间隔偏最小二乘法(iPLS)对光谱数据进行波段筛选。最终结合7点平滑和一阶导数降噪进行预处理,根据iPLS建立定量模型。实验结果表明,平分为24个子区间时,第6个子区间的建模效果最佳,建模相关系数为0.9076,建模均方根误差为0.2090μg/mg,预测相关系数为0.8947,预测均方根误差为0.2100μg/mg。 展开更多

关键词 激光诱导击穿光谱 炭疽病 油茶叶片 MN元素

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基于高光谱成像的蓝莓微腐烂检测研究

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作者 刘燕德 李念 +1 位作者 崔正淳 严柠晨 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期521-526,共6页

为了探究蓝莓早期腐烂后时间及温度变化对其造成的影响,采用高光谱成像技术结合偏最小二乘法和反向传播神经网络算法,进行了理论分析和实验验证,取得了偏最小二乘法和反向传播神经网络对蓝莓腐烂的时间模型和温度模型,并比较了这两种算... 为了探究蓝莓早期腐烂后时间及温度变化对其造成的影响,采用高光谱成像技术结合偏最小二乘法和反向传播神经网络算法,进行了理论分析和实验验证,取得了偏最小二乘法和反向传播神经网络对蓝莓腐烂的时间模型和温度模型,并比较了这两种算法的建模效果。结果表明,随着时间的增加,蓝莓腐烂的情况会进一步恶化;伴随着温度的提升,蓝莓腐烂强度逐步提高;基于偏最小二乘法建立的模型效果更适合腐烂蓝莓的检测,腐烂蓝莓的协方差系数为0.131和0.149,相关系数为0.932和0.921,误差较小且相关性趋于一致。偏最小二乘法建立的模型可以较好地显示时间及温度对腐烂蓝莓的影响,为蓝莓表面微腐烂检测提供了一定的参考。 展开更多

关键词 光谱学 偏最小二乘法 反向传播神经网络 腐烂蓝莓 温度 时间

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基于反射率、吸光度和Kubelka-Munk光谱数据的黄桃早期损伤程度检测 被引量：1

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作者 殷海 李斌 +3 位作者 刘燕德 张烽 苏成涛 欧阳爱国 《华中农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期220-229,共10页

为提高黄桃损伤程度无损检测识别的准确率,采集健康和不同损伤程度黄桃(Amygdalus persica)的反射光谱(R)、吸收光谱(A)、Kubelka-Munk光谱(K-M),并基于反射光谱、吸收光谱、Kubelka-Munk光谱等原始光谱和RAW、BOC、DT、SG、SNV等预处... 为提高黄桃损伤程度无损检测识别的准确率,采集健康和不同损伤程度黄桃(Amygdalus persica)的反射光谱(R)、吸收光谱(A)、Kubelka-Munk光谱(K-M),并基于反射光谱、吸收光谱、Kubelka-Munk光谱等原始光谱和RAW、BOC、DT、SG、SNV等预处理方法后的光谱建立偏最小二乘判别分析(partial least squares discriminant analysis,PLS-DA)、极限梯度提升(extreme gradient boosting,XGBoost)和随机森林(random forest,RF)模型,比较3种模型检测效果,选出正确率较高模型并构建其特征波长下的模型,并对结果再次进行比较。结果显示,基于3种原始光谱和SG预处理后光谱的RF模型判别效果较优,整体准确率均达到了90.00%以上。利用竞争性自适应重加权(CARS)和无信息变量消除(UVE)算法对3种原始光谱和SG预处理后的光谱进行波长筛选,并再次建立RF模型。结果显示,A-RAW-CARS-RF模型和K-M-SG-CARS-RF模型相比于全光谱下的RF模型判别效果得到了改善,并且在基于特征波长建立的RF模型中,A-RAW-CARS-RF模型的判别效果最好,整体准确率达到了97.12%,对4个子类别的误判数分别为0、1、1、1。 展开更多

关键词 黄桃 损伤程度 反射光谱 吸收光谱 Kubelka-Munk光谱 无损检测 高光谱检测 表型检测

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基于高光谱成像技术和力学参数对贡梨冲击损伤的定量研究 被引量：1

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作者 李斌 邹吉平 +3 位作者 张烽 苏成涛 刘燕德 肖毅华 《中国农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期186-197,共12页

为实现准确评估和预测贡梨的冲击损伤,采用波长为397.5~1 014.0 nm的高光谱成像技术与力学参数相结合对贡梨的冲击损伤进行定量研究。利用基于单摆原理的碰撞装置以及智能数据采集系统获得峰值力、平均接触力、损伤面积和平均压强等力... 为实现准确评估和预测贡梨的冲击损伤,采用波长为397.5~1 014.0 nm的高光谱成像技术与力学参数相结合对贡梨的冲击损伤进行定量研究。利用基于单摆原理的碰撞装置以及智能数据采集系统获得峰值力、平均接触力、损伤面积和平均压强等力学参数,并对力学参数进行统计分析。利用高光谱成像系统获得损伤贡梨的光谱数据。使用Gap-segment求导、SG求导和基线校准(Baseline)3种光谱预处理方法对原始光谱进行预处理,将光谱数据与力学参数相结合分别建立偏最小二乘回归(Partial least squares regression,PLSR)和主成分回归(Principal component regression,PCR)模型。基于基线校准(Baseline)预处理方法,采用竞争性自适应重加权(Competitive adaptive reweighting sampling,CARS)和无信息变量消除(Uninformative variable elimination,UVE)2种算法进行特征波长的选取,将选取的特征波长作为输入变量并结合力学参数建立PLSR模型。力学参数统计分析和建模的结果表明:1)力学参数在一定程度上可以表征贡梨冲击损伤程度。力学参数的平均值随损伤程度的增加而增大,峰值力平均值从138.40 N增大至335.86 N;平均接触力平均值从77.13 N增大至188.20 N;损伤面积平均值从208.07 mm^(2)增大至544.42 mm^(2);平均压强平均值从0.34 MPa增大至0.42 MPa。2)Baseline-CARS-PLSR模型对力学参数的预测效果最优,其峰值力、平均接触力、损伤面积和平均压强的预测集相关系数(R_(P))和预测集均方根误差(RMSEP)分别为0.892和31.527 N、0.883和18.861 N、0.895和54.411 mm^(2)、0.661和0.045 MPa。通过高光谱成像技术与力学参数相结合对贡梨冲击损伤进行定量预测具有一定的可行性,可为贡梨的品质分选及包装方面提供理论支持。 展开更多

关键词 贡梨 高光谱成像 力学参数 冲击损伤 偏最小二乘回归 主成分回归

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