农业机械学报杂志

西北雨养区全膜双垄沟播技术与配套机具研究进展分析

关键词：全膜双垄沟播    种床构建    膜上播种    对行收获    残膜回收    

全膜双垄沟播技术抗旱增产,在我国西北旱区大面积推广应用,实现与提升其全程机械化作业水平主要包括对覆膜种床构建、膜上播种、残膜回收及种植作物收获技术与配套机具的研究。在分析西北旱区全膜双垄沟播技术应用概况、技术模式和实施效应的基础上,重点阐述了全膜双垄沟相关机械化起垄覆膜、膜上精量播种、种植作物收获及残膜回收关键技术特点...

复杂环境下农业机器人路径规划优化方法

关键词：农业机器人    复杂环境    路径规划    启发式搜索    能耗最优    

针对在室外复杂环境下作业的农业机器人存在因能量受限导致工作完成率降低的问题,提出了一种基于改进的启发式搜索的 ECA^*路径规划算法,该算法可以在资源受限的情况下完成能量损耗最优路径的规划。首先,通过建立机器人距离能量损耗模型,计算机器人移动行进的路程和损耗的能量,并对未来的路径和能耗趋势进行评估。然后,在传统 A^*算法的基础上,...

基于改进势场蚁群算法的移动机器人最优路径规划

关键词：移动机器人    路径规划    人工势场    蚁群算法    负反馈    

首先,针对传统人工势场算法存在死锁及局部路径欠优等问题,对其进行改进。利用障碍物检测算法识别出有效障碍物和有效路径中间点,通过引力场和边界条件规划出起点到中间点的局部路径,将中间点置为新的起点进行反复迭代,直至起点与目标点重合则规划完成。其次,针对蚁群算法容易陷入局部最优以及收敛速度较慢等问题,对其进行改进。以改进人工势场...

基于融合深度信息的自动喷雾车全局非线性轨迹优化方法

关键词：喷雾车    轨迹估计    非线性优化    融合    orb算法    深度信息    

针对传统的基于深度信息的喷雾车轨迹优化方法存在定位精度差、浮点漂移、深度信息帧易丢失等问题,提出了一种融合深度信息的全局非线性轨迹优化方法。在喷雾车前进过程中使用RealSense传感器实时获取连续彩色信息帧,提取并优化重叠区域的FAST特征点,计算BRIEF描述子,通过快速最近邻算法进行特征匹配,并使用Nanoflann算法加速特征匹配过程。在获...

基于3D视觉的青饲机拖车车斗自动识别与定位方法

关键词：青饲机    自动喷装    三维视觉    奇异值分解    随机抽样一致性    

根据农业生产智能化需求,提出一种基于三维视觉的青饲机拖车车斗自动识别和定位方法。该方法通过图像与点云数据处理技术相互配合,实现拖车车斗的边沿识别和空间定位。首先,利用视觉里程计概念构建相机与地面三维坐标系之间的关联,并用奇异值分解算法求解位姿变换矩阵,将相机坐标系下的 3D 点云进行旋转平移,并且基于地面进行阈值处理和降维;其...

基于DEM-CFD的玉米气吸式排种器种盘设计与试验

关键词：玉米    气吸式排种器    离散元    计算流体力学    响应面法    回归分析    

针对玉米气吸式排种器高速作业下种子运动十分复杂、难以进行准确分析计算的问题,采用DEM(离散元)和CFD(计算流体力学)耦合的方法,模拟了气吸式排种器工作过程,分析了种子受到的曳力和运动速度,得出不同种子充种能力大小依次为:小扁形、类圆形、大扁形。经过仿真分析,有针对性地选取不易吸附充种的大扁形种子,建立充种过程数学模型,优化种盘型孔...

驱导辅助充种气吸式精量排种器设计与试验

关键词：精量排种器    气固耦合    试验    驱导辅助充种    

针对现有气吸式排种器充种环节工作压力要求高、高速作业时充种性能不佳,导致排种质量下降的问题,采用主动驱导种群、减少局部种间接触的方法,提高排种器高速条件下的充种率,并基于此设计了一种驱导辅助充种气吸式精量排种器。分析了排种器充种过程中种子的受力状态,阐述了排种盘导种槽辅助充种的工作原理,以及在充种过程各阶段提高种子充填率的...

滑切型自激振动减阻深松装置设计与试验

关键词：黏重土壤    滑切    深松    自激振动    减阻    

针对长江中下游地区黏重土壤深松作业阻力大的问题,基于滑切和自激振动减阻的原理,设计了滑切型自激振动深松装置。对滑切型铲柄的滑切角及刃口角进行了分析及参数设计,通过有限元分析,表明铲柄强度符合设计要求,自激振动弹簧采用内外双弹簧以减小自激振动装置的结构尺寸。土槽对比试验表明,固定连接方式滑切型深松铲在各速度下相对于传统弧形深...

穴盘苗自动移栽机苗钵夹持力检测系统设计与试验

关键词：穴盘苗自动移栽机    夹持力检测    pvdf压电薄膜    信号调理电路    卡尔曼滤波    

针对夹持力可调式穴盘苗自动移栽机取苗爪安装空间狭小、检测装备布置不当易伤苗或回带钵苗基质等问题,基于聚偏氟二乙烯(Polyvinylidene fluoride,PVDF)压电薄膜与软硬件融合信号调理技术,提出了一种穴盘苗自动移栽机苗钵夹持力检测系统,该系统由PVDF压电薄膜、信号调理电路、无线通信模块、信号采集软件系统组成。通过PVDF压电薄膜实时监测取...

基于响应面和遗传算法的尾座式无人机结构参数优化

关键词：尾座式无人机    结构优化    遗传算法    响应面    

设计了一种垂直起降尾座式无人机,利用中心组合试验(Central composite design,CCD)对无人机的翼展长、后掠角、小翼高和小翼厚4个结构参数进行设计,构建了25组样本点。利用ANSYS CFX进行升阻比和阻力数值模拟,通过Design-Expert软件建立无人机结构参数与升阻比、阻力的响应面模型,其中升阻比随着翼展长和小翼高的增加而增大,后掠角和小翼高对升...

茶树叶片表面喷雾液滴斜撞击行为研究

关键词：喷雾    液滴    茶树叶片    撞击行为    铺展面积    反弹预测模型    

在喷雾场景中,茶树叶片具有不同倾斜方向,且会受到不同方向喷雾液滴的撞击。为掌握液滴斜撞击茶树叶片时的撞击行为及影响机理,提出了利用椭圆铺展面积来衡量斜撞击时液滴的铺展变化,并推导出包含叶片倾角和撞击角的斜撞击液滴铺展及反弹数学预测模型。为验证理论准确性,利用两台高速摄像机对喷雾液滴撞击茶树叶片的撞击过程及结果进行测试和分...

玉米清选组合孔筛体设计与试验

关键词：玉米籽粒收获机    振动筛    贝壳筛    透筛模型    组合孔筛    

为增强玉米清选筛体对高喂入量脱出物的筛分能力,以适应玉米联合收获机快速发展要求,以玉米籽粒为研究对象,对贝壳筛体作业机理进行分析,探究筛分过程中籽粒在贝壳筛体上运动状态,得到贝壳筛对籽粒的筛分特性和籽粒的透筛模型。为增大籽粒透筛概率,基于贝壳筛和圆孔筛的筛分特性,设计了贝壳圆孔组合孔筛体。在玉米脱出物不同喂入量条件下进行仿...

直立锥滚筒式小区花生脱壳机设计与试验

关键词：花生    脱壳机    锥滚筒    直立式    小区试验    

对于育种和栽培等科研用小区花生脱壳而言,不但要求脱壳机适应小量脱壳,而且要求脱壳过程中损伤小、清种快捷方便。目前小区试验的花生脱壳主要靠人工作业,脱壳效率低下,容易出现清种不便和不净,造成每个小区处理之间的“混杂”等现象。为此在对现有卧式花生脱壳机特点研究的基础上,提出了直立式锥滚筒花生脱壳方案,进行了脱壳机总体结构设计;在...

基于激振理论的玉米多棱摘穗辊设计与试验

关键词：玉米收获机    激振    摘穗    籽粒破损率    落粒损失率    

针对当前纵卧辊式玉米收获机作业存在籽粒啃伤严重和落粒损失大的问题,以激振理论为指导,以玉米果穗与茎秆分离为条件,建立了适于玉米机械化收获的玉米激振摘穗理论模型;以该激振摘穗模型为指导,构建并优化了适于玉米激振运动的摘穗辊外形结构和配置方式,开发了相应的激振摘穗试验台;采用Box Behnken试验设计方法,研究了激振摘穗辊棱边数、振幅...

液压驱动式油茶果采摘机设计与试验

关键词：油茶果    液压驱动式    采摘机    采摘效率    

为提高电动胶辊旋转式油茶果采摘执行器的采摘效率,设计了一种液压驱动式油茶果采摘机。通过分析油茶果与胶辊相互作用力的影响因素,确定了采摘机的主要工作参数。仿真分析了不同工作参数对油茶果与胶辊相互作用力的影响规律,并以上下组胶辊间距、旋转架转速、胶辊直径为影响因素,以油茶果采摘率和花苞损伤率为评价指标,在江西省林科院和江西农...

活动导叶分布圆直径对混流式水轮机水力性能的影响

关键词：水轮机    活动导叶    分布圆直径    数值模拟    

对于混流式水轮机,活动导叶与固定导叶以及转轮的相对位置直接影响导水机构和转轮内部流动,对水轮机安全、稳定、高效运行起到重要作用。采用商业软件ANSYS CFX 16.0对某电站水轮机模型机全流道进行三维数值模拟计算,提出了5种活动导叶分布圆直径方案,分析不同方案下水轮机的外部能量特性与内部流场,寻找活动导叶安放的最佳位置。结果表明:适当...

射流离心泵动静叶栅匹配的水力与声学性能优化设计

关键词：射流离心泵    动静叶栅    水力性能    流体动力噪声    正交试验    

为提高射流离心泵叶轮和导叶水力设计水平,优化动静干涉对泵的水力性能及其声学响应特性影响,采用正交试验方法结合CFD/CFA(计算流体动力学/计算流体声学)技术对叶轮与正导叶的动静叶栅匹配进行多目标优化设计,试验设计统筹考虑叶轮和正导叶相关结构参数,分析叶轮叶片数、叶轮叶片型线、导叶叶片数、导叶叶片型线及动静叶栅间隙对射流离心泵扬程...

水泵水轮机飞逸工况下无叶区高速水环研究

关键词：水泵水轮机    飞逸工况    无叶区    高速水环    数值模拟    

为了探讨水泵水轮机飞逸工况下无叶区高速水环形成机理以及对机组稳定运行的影响,以某抽水蓄能电站水泵水轮机模型为研究对象,采用 Realizable k-ε湍流模型,通过数值模拟结合模型机进行实验,对全流道定常和非定常数值模拟计算,并与实验结果进行对比。结果表明:水泵水轮机 S 特性与飞逸点稳定性存在内在联系,飞逸工况下无叶区高速水环影响飞逸的...

液力透平几何参数对压头-流量曲线的影响

关键词：液力透平    压头流量曲线    数值模拟    

为了适应化工过程工业中生产调节对透平性能的影响,要求液力透平的压头随流量的变化较小,即压头流量曲线比较平坦。在液力透平蜗壳内速度矩守恒的前提下,推导得出了透平理论压头和流量及透平几何参数的关系式,通过分析得到影响其曲线平坦度的几何参数为:蜗壳包角、叶轮出口安放角、叶轮出口边参数和叶片数。选取一台低比转数泵反转作透平为研究...

旋流泵菜籽-水两相流浓度特性实验与流场数值模拟

关键词：旋流泵    固液两相流    流场    数值计算    

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 C V 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 q v =9.31 m^3 /h下输送菜...

基于深度卷积神经网络的柑橘目标识别方法

关键词：自然环境    柑橘    识别    深度卷积神经网络    

针对户外自然环境,基于深度卷积神经网络设计了对光照变化、亮度不匀、前背景相似、果实及枝叶相互遮挡、阴影覆盖等自然环境下典型干扰因素具有良好鲁棒性的柑橘视觉识别模型。模型包括可稳定提取自然环境下柑橘目标视觉特征的深层卷积网络结构、可提取高层语义特征来获取柑橘特征图的深层池化结构和基于非极大值抑制方法的柑橘目标位置预测结...

基于改进残差网络的园林害虫图像识别

关键词：图像识别    害虫控制    残差网络    贝叶斯方法    

针对北方园林害虫识别问题,提出了一种基于改进残差网络的害虫图像识别方法。首先,采用富边缘检测算法,将中值滤波、Sobel算子和Canny算子相结合,对害虫图像进行边缘检测;然后,改进残差网络中的残差块,通过添加卷积层和增加通道数提取更多的害虫图像特征,并将贝叶斯方法运用于改进后的网络中,优化超参数;最后,将预处理的害虫图像输入神经网络中,...

基于自适应无参核密度估计算法的运动奶牛目标检测

关键词：奶牛    目标检测    核密度估计    关键帧检测    三帧差法    视频分析    

复杂养殖环境下运动奶牛目标的准确检测是奶牛跛行、发情等运动行为感知的基础。针对现有方法多采用参数化模型实现运动奶牛目标检测的缺陷,提出了一种无参核密度估计背景建模方法。该方法根据各像素的历史样本估计像素的概率模型,针对历史样本信息中冗杂信息导致模型复杂度过高的问题,采用关键帧检测技术剔除样本中的冗余信息以降低算法的复杂...

基于局部点云的苹果外形指标估测方法

关键词：苹果    局部点云    外形指标    估测    kinect相机    三维测量    

为了获取果实生长期的外形参数指标,监控果实发育状况,提出了一种基于局部点云的苹果外形指标估测方法。该方法可以通过局部点云数据估测苹果的体积、高度、直径等外形指标参数。利用椭球曲面方程构建苹果几何模型,并计算苹果几何模型的高度、直径、体积。使用Kinect V2相机从任意角度获取点云数据,采用直通滤波法去除点云数据的背景,用包围盒算...

基于随机森林回归算法的苹果树冠层光照分布模型

关键词：苹果树    点云    三维重构    冠层阴影    冠层光照    随机森林    

合理的果树冠层结构有利于光照的有效分布,对提升果实产量与品质有重要意义。为揭示果树冠层内部的光照分布情况,针对目前果树冠层内部光照强度获取难度大、预测精度低的问题,研究了冠层颜色特征与光照强度的对应关系,提出一种基于冠层剖面阴影特征和冠层点云颜色特征的随机森林预测模型。以纺锤形“陕富6号”苹果树为研究对象,首先使用Kinect 2...

基于FTVGG16卷积神经网络的鱼类识别方法

关键词：鱼类识别    卷积神经网络    迁移学习    模式识别    

针对大多数应用场景中,大多数鱼类呈不规则条状,鱼类目标小,受他物遮挡和光线干扰,且一些基于颜色、形状、纹理特征的传统鱼类识别方法在提取图像特征方面存在计算复杂、特征提取具有盲目和不确定性,最终导致识别准确率低、分类效果差等问题,本文在分析已有的VGG16卷积神经网络良好的图像特征提取器的基础上,使用ImageNet大规模数据集上预训练的...

基于无人机可见光图像的夏季玉米植被覆盖度提取方法

关键词：夏季玉米    无人机可见光图像    植被覆盖度    植被指数    阈值提取    

为准确快速获取夏季玉米四叶期、拔节期、抽穗期和花粒期的植被覆盖度信息,利用无人机获取玉米田间可见光图像,对图像可见光波段提取的多种植被指数进行分析和比较,选择差异植被指数(Visible-band difference vegetation index,VDVI)、过绿指数(Excess green,EXG)和归一化绿蓝差异指数(Normalized green-blue difference index,NGBDI),结合监督...

基于无人机遥感的玉米株高提取方法

关键词：玉米株高    遥感    无人机    数码正射影像    数字表面模型    

为在玉米生长周期内,准确、快速地掌握玉米生长信息,通过无人机获取玉米生长阶段4期不同高清数码正射影像(Digital orthophoto map, DOM)及数字表面模型(Digital surface model,DSM),利用K-means算法、遗传神经网络算法和骨架算法分别对DOM中的玉米区域进行提取,生成掩膜,与DSM套和,获取玉米高度信息。与实地测量株高进行对比,3种方法的 R^2 分...

基于梯度提升树算法的夏玉米叶面积指数反演

关键词：夏玉米    叶面积指数    多光谱    梯度提升树    植被指数    

为了快速、准确、大范围获取大田夏玉米的叶面积指数(Leaf area index,LAI),基于实地采集的夏玉米LAI和株高,结合同时期的无人机多光谱影像,选择与夏玉米LAI相关性较强的8种植被指数以及株高作为反演LAI的输入变量,采用梯度提升树(Gradient boosting decision tree,GBDT)算法建立植被指数及株高与叶面积指数之间的预测模型,并与支持向量机(Suppo...

基于像元尺度耕地质量局部空间自相关的基本农田划定

关键词：耕地质量    局部空间自相关    像元尺度    基本农田    嘉鱼县    

划定永久基本农田保护区是我国农业可持续发展的战略要求,耕地质量是保护区位置选择的重要依据。以湖北省嘉鱼县为例,引入植被指数信息,完善耕地质量综合评价指标体系,通过网络层次分析法确定指标权重,结合局部空间自相关分析结果,分别对基于耕地质量与莫兰指数的基本农田逐像元补划结果进行了分析。研究结果表明,嘉鱼县耕地综合质量在空间上表...

基于XGBoost-ANN的城市绿地净碳交换模拟与特征响应

关键词：碳通量    xgboost    人工神经网络    环境因子    涡度协方差    

为分析城市绿地净生态系统碳交换(Net ecosystem exchange,NEE)对环境因子的响应,利用涡度相关法测量了2013—2016年生长季白天的NEE数据,使用XGBoost以及ANN模型对NEE进行模拟和分析,并通过决定系数( R^2 )、平均绝对误差(MAE)、均方根误差(RMSE)和一致性系数(IA)4个指标评价模拟精度。结果表明,当输入因子为光合有效辐射(PAR)、饱和水汽压差(V...

1960-2015年黑龙江省水稻需水量时空分布特征

关键词：水稻    黑龙江省    需水量    生育期    penman    monteith方法    

基于黑龙江省26个气象站1960—2015年逐日气象数据和29个水稻灌溉试验站的作物系数,利用Penman Monteith方法和Arcmap空间分析功能计算并绘制了1960—1979年、1980—1999年和2000—2015年3个阶段水稻生长季参考作物蒸散量( ET 0 )、水稻生育期天数、需水量、有效降雨量和需水量与有效降雨量耦合度及相应的气候倾向率分布图。结果表明:水稻生长季...

新疆迪那河流域轮台人工绿洲耕地时空变化特征分析

关键词：新疆迪那河流域    人工绿洲    耕地    卫星遥感    时空特征    重心模型    

对新疆迪那河流域轮台人工绿洲耕地进行动态监测,量化和描述26年来绿洲耕地的时空变化规律。在RS与GIS支持下,通过解译1992年8月、1998年8月、2007年9月和2018年8月4期卫星遥感影像和野外调查获取的无人机影像数据,提取迪那河流域轮台人工绿洲耕地信息,采用数理统计、动态度、转移矩阵和重心模型分析绿洲耕地26年内时空变化特征。结果表明:26年...

南方典型丘陵山区不同高程耕地土壤养分变化特征分析

关键词：耕地土壤养分    高程    空间变异    方差分析    南方丘陵山区    

为探讨不同高程下的耕地土壤养分空间变异特征,选择南方典型丘陵山地区——江西省赣州市为研究区,基于2012—2013年测土配方项目不同高程下采集处理的2928个耕层(0~20cm)土壤养分数据,运用经典统计、相关性分析、方差分析和协同克里格差值方法,分析了耕地土壤养分含量与高程的空间耦合关系。结果表明:土壤有机质、全氮、全钾含量与高程呈正相关...

基于两层协调模型的多级扬水灌区供水调配优化

关键词：水量调配    多级泵站    优化配置    多目标    分解协调    

针对宁夏回族自治区扬水灌区水资源紧缺、供水扬程高、不同灌溉方式并存、供水调配困难、运行成本高等问题,开展了多级扬水灌区的供水调配优化研究。考虑研究区供水具有多层次、相互联系、组成复杂、影响因素众多等特点,建立了具有二层递阶结构的供水调配多目标优化模型。模型以各层缺水量平方和最小和运行功耗最小为目标,考虑不同灌溉时段影响,...

秸秆还田下土壤水分时间稳定性与玉米穗质量的相关性

关键词：秸秆还田    土壤含水率    时间稳定性    玉米穗质量    多尺度相关性    

为揭示黑土区秸秆还田条件下农田土壤水分时间稳定性与玉米穗质量的相互关系,基于TDR法测得的土壤含水率(2017年6—9月)及称量法测得的玉米穗质量,在确定秸秆还田条件下农田土壤水分时间稳定性特征的基础上,量化分析其时间稳定性与玉米穗质量在单一尺度和多尺度上的相关特征。结果表明:随土层深度增加,土壤水分时间稳定性逐渐增强,且较深土层(40...

水肥一体化下不同滴灌带配置对玉米产量的影响

关键词：玉米    产量    土壤含水率    干物质质量    滴灌带    

针对水肥一体化下不同滴灌带配置方式对作物产量的影响,结合实际探究了当铺设50 m长滴灌带、设置6种不同首部压力时,毛管首、中、尾部的土壤含水率、干物质质量积累量对作物产量的影响。结果表明:滴灌带类型差异使得土壤的平均含水率在生育期内变化规律有所差异,滴头采用内镶贴片式(N0.30)时土壤含水率变化规律呈较明显的先下降后上升趋势,且随...

不同程度盐渍化农田下玉米产量对水氮调控的响应

关键词：玉米    盐渍化农田    地面灌溉    水氮耦合    产量效应    

河套灌区土壤水溶性盐基离子高光谱综合反演模型

关键词：水溶性盐基离子    光谱变换    特征波段    特征光谱指数    支持向量机    综合反演模型    

基于在线近红外光谱的堆肥全过程关键参数快速检测

关键词：堆肥    关键参数    过程分析    在线近红外光谱