[发明专利]玉米果穗高通量智能筛分虚拟仿真实验系统

说明书

本发明公开了属于虚拟仿真技术领域的玉米果穗高通量智能筛分虚拟仿真实验系统。系统包括主界面引导模块、人工智能原理学习模块、人工智能算法实践模块和玉米果穗筛分虚拟仿真模块；主界面引导模块链接其余三个模块以引导模块之间的跳转；人工智能原理学习模块包括生物神经网络原理学习模块和人工神经网络原理学习模块；人工智能算法实践模块根据神经网络模型和参数来训练网络并展示训练结果；玉米果穗筛分虚拟仿真模块以三维场景展示玉米果穗筛分过程。本发明系统构建了低成本、高可用性、具有良好效果的教学实验系统，可以在人工智能教学，特别是农业、机械相关的人工智能教学中起到重要作用。

技术领域

本发明涉及虚拟仿真技术领域，尤其涉及玉米果穗高通量智能筛分虚拟仿真实验系统。

背景技术

近些年来，随着人工智能技术的发展，越来越多的高校开设了人工智能相关课程。在这些课程中，学生需要了解和学习各类人工智能技术的算法结构及其理论基础，并在实际业务场景下进行应用。同时，工业4.0的到来也对这一些课程培养学生智能控制系统设计与应用集成能力提出了更高的要求。

但是，传统的教学方式在时间、空间和设备等方面都受到较大制约，学生缺乏落地项目实际分析和智能算法的大型综合应用体验。由于工业流水线存在成本高、安全隐患大等问题，国内高等院校的相关教育往往采用课堂教学讲解和实地参观的形式，学生无法详细了解系统的各功能模块与整体布局，不能较直观地学习和验证人工智能算法关键知识点，无法实现实操实训，在一定程度上影响了教学效果，学生解决复杂工程能力不能有效提高。因此，亟需一种新型的人工智能复杂算法的虚拟仿真实验系统，以提升人工智能课程，尤其是农业领域人工智能技术的教学效果。

发明内容

本发明的目的是提出玉米果穗高通量智能筛分虚拟仿真实验系统，其特征在于，所述系统包括主界面引导模块、人工智能原理学习模块、人工智能算法实践模块和玉米果穗筛分虚拟仿真模块；所述主界面引导模块链接其余三个模块以引导模块之间的跳转；所述人工智能原理学习模块包括生物神经网络原理学习模块和人工神经网络原理学习模块；所述人工智能算法实践模块根据神经网络模型和参数来训练网络并展示训练结果；所述玉米果穗筛分虚拟仿真模块以三维场景展示玉米果穗筛分过程。

所述人工智能原理学习模块由UGUI插件编写而成，利用Unity中的C#脚本编译环境进行生物神经网络原理学习模块和人工神经网络原理学习模块之间的跳转。

所述神经网络模型包括AlexNet、VGG、ResNet和mobilenet。

所述人工智能算法实践模块的结构为客户端和服务器端结构，客户端和服务器端使用的通信协议为WebSocket。

使用Unity3D构建客户端，使用Python构建服务器端。

用户将客户端选择的神经网络模型或参数发送到服务器端，调用服务器端的深度学习框架进行神经网络模型训练，并将训练结果传回客户端。

所述玉米果穗筛分虚拟仿真模块所使用的模型是在人工智能算法实践模块中训练得到的神经网络模型。

玉米果穗筛分虚拟仿真的过程如下：首先，将玉米筛分装置模型和不同类型玉米模型预设放入三维场景中，通过调整玉米滚落速度来控制机器的开始或停止；然后，按下速度调整按键，玉米以3为单位对来增加或减小玉米下降的速度；最后，利用监听鼠标控制摄像机的旋转和移动对玉米筛分装置进行全方位查看。

本发明的有益效果在于：

本发明系统构建了低成本、高可用性、具有良好效果的教学实验系统，可以在人工智能教学，特别是农业、机械相关的人工智能教学中起到重要作用。

附图说明

图1为本发明系统模块关联结构示意图；

图2为本发明人工智能算法实践模块客户端-服务端结构流程图；