切段式机收甘蔗含杂率的自动测量可以客观评估机收甘蔗到糖厂入榨前的质量。针对现有抽样称重估算杂质方式效率低且主观性强的问题,以及因田间环境较为复杂使得检测目标蔗段存在运动状态变换导致的模糊、光照强度变化和蔗叶遮挡等技术难...切段式机收甘蔗含杂率的自动测量可以客观评估机收甘蔗到糖厂入榨前的质量。针对现有抽样称重估算杂质方式效率低且主观性强的问题,以及因田间环境较为复杂使得检测目标蔗段存在运动状态变换导致的模糊、光照强度变化和蔗叶遮挡等技术难点,提出了一种基于改进YOLOv5安装在切段式甘蔗机上的机收蔗含杂率检测的方法。首先,针对工业相机拍摄的蔗段目标为小目标的应用场景,增加小目标检测层,增强网络模型对其的专注;其次,将C3模块替换成C2f模块,提高网络模型对小物体、低对比度目标的检测速度和检测精度;最后,加入加权交并比WIoU(Weighted Intersection over Union)损失函数,提升预测框的回归精度,增强数据集训练效果。试验结果表明:基于改进YOLOv5的机收蔗含杂率检测模型,蔗段识别准确率达95.2%、mAP(mean Average Precision)值为62.5%,相较于原始YOLOv5模型分别提高了15.3、13.5个百分点,性能优于YOLOv7、YOLOv8等模型。在台架试验中,改进后模型检测的含杂率平均相对误差为19.58%,比改进前模型降低了38.12个百分点;含杂率平均值为7.31%,比人工测量的实际含杂率高出0.05个百分点。因此,此方法是一种实时性强、效率高、准确性高且能全量检测机收蔗含杂率的方法,能够为田间甘蔗收获作业质量提供技术支撑。展开更多
文摘切段式机收甘蔗含杂率的自动测量可以客观评估机收甘蔗到糖厂入榨前的质量。针对现有抽样称重估算杂质方式效率低且主观性强的问题,以及因田间环境较为复杂使得检测目标蔗段存在运动状态变换导致的模糊、光照强度变化和蔗叶遮挡等技术难点,提出了一种基于改进YOLOv5安装在切段式甘蔗机上的机收蔗含杂率检测的方法。首先,针对工业相机拍摄的蔗段目标为小目标的应用场景,增加小目标检测层,增强网络模型对其的专注;其次,将C3模块替换成C2f模块,提高网络模型对小物体、低对比度目标的检测速度和检测精度;最后,加入加权交并比WIoU(Weighted Intersection over Union)损失函数,提升预测框的回归精度,增强数据集训练效果。试验结果表明:基于改进YOLOv5的机收蔗含杂率检测模型,蔗段识别准确率达95.2%、mAP(mean Average Precision)值为62.5%,相较于原始YOLOv5模型分别提高了15.3、13.5个百分点,性能优于YOLOv7、YOLOv8等模型。在台架试验中,改进后模型检测的含杂率平均相对误差为19.58%,比改进前模型降低了38.12个百分点;含杂率平均值为7.31%,比人工测量的实际含杂率高出0.05个百分点。因此,此方法是一种实时性强、效率高、准确性高且能全量检测机收蔗含杂率的方法,能够为田间甘蔗收获作业质量提供技术支撑。
文摘针对工作在毫米波频段下的去蜂窝大规模多输入多输出(cell-free massive multiple-input multipleoutput,CF-mMIMO)系统中混合预编码设计面临的链路开销大与数值不稳定等问题,提出了一种适配分布式架构的基于列正交约束的正交匹配追踪(orthogonal matching pursuit,OMP)算法。在模拟预编码阶段,采用基于旋转不变性技术的信号参数最小二乘估计(least squares estimation of signal parameters via rotational invariance technique,LS-ESPRIT)算法,基于接收信号直接估计信号到达角,并重构波束码本,有效压缩了反馈开销;在数字预编码阶段,引入列正交约束并推导了最优因子,重构了优化目标函数,规避了病态矩阵求逆问题,提升了预编码矩阵的数值稳定性与匹配精度。仿真结果表明,该算法在不同接入点分布结构与系统参数设置下均能保持稳定且明显的频谱效率性能提升,验证了其在CF-mMIMO系统中的鲁棒性与优越性。
