检索结果-内蒙古大学图书馆

农业工程学报 2022年第19期38卷 122-130页

作者：段洁利王昭锐邹湘军袁浩天黄广生杨洲华南农业大学工程学院广州510642 岭南现代农业科学与技术广东省实验室广州510600 嘉应学院广东省山区特色农业资源保护与精准利用重点实验室梅州514015

为提高香蕉采摘机器人的作业效率和质量,实现机器人末端承接机构的精确定位,该研究提出一种基于YOLOv5算法的蕉穗识别,并对蕉穗底部果轴进行定位的方法。将CA(Coordinate Attention)注意力机制融合到主干网络中,同时将C3(Concentrated-C... 详细信息

为提高香蕉采摘机器人的作业效率和质量,实现机器人末端承接机构的精确定位,该研究提出一种基于YOLOv5算法的蕉穗识别,并对蕉穗底部果轴进行定位的方法。将CA(Coordinate Attention)注意力机制融合到主干网络中,同时将C3(Concentrated-Comprehensive Convolution Block)特征提取模块与CA注意力机制模块融合构成C3CA模块,以此增强蕉穗特征信息的提取。用EIoU(Efficient Intersection over Union)损失对原损失函数CIoU(Complete Intersection over Union)进行替换,加快模型收敛并降低损失值。通过改进预测目标框回归公式获取试验所需定位点,并对该点的相机坐标系进行转换求解出三维坐标。采用D435i深度相机对蕉穗底部果轴进行定位试验。识别试验表明,与YOLOv5、Faster R-CNN等模型相比,改进YOLOv5模型的平均精度值(mean Average Precision,mAP)分别提升了0.17和21.26个百分点;定位试验表明,采用改进YOLOv5模型对蕉穗底部果轴定位误差均值和误差比均值分别为0.063 m和2.992%,与YOLOv5和Faster R-CNN模型相比,定位误差均值和误差比均值分别降低了0.022 m和1.173个百分点,0.105 m和5.054个百分点。试验实时可视化结果表明,改进模型能对果园环境下蕉穗进行快速识别和定位,保证作业质量,为后续水果采摘机器人的研究奠定了基础。

关键词：图像识别机器人香蕉采摘果轴定位注意力机制损失函数

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基于点云边缘平滑和生物特征的鸡只体尺估测

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华南农业大学学报 2023年第4期44卷 619-627页

作者：吕恩利曾伯阳曾志雄彭玉平何欣源谢伯铭刘妍华华南农业大学工程学院广东广州510642 岭南现代农业科学与技术广东省实验室茂名分中心广东茂名525000

【目的】针对使用深度相机的鸡只体尺估测中,鸡只点云边缘抖动、羽毛冗余、特征点提取难的问题,本文提出一种结合点云边缘平滑和基于生物特征的特征点提取方法用于鸡只多部位体尺估测。【方法】首先,通过直通滤波、统计滤波等方法对点... 详细信息

【目的】针对使用深度相机的鸡只体尺估测中,鸡只点云边缘抖动、羽毛冗余、特征点提取难的问题,本文提出一种结合点云边缘平滑和基于生物特征的特征点提取方法用于鸡只多部位体尺估测。【方法】首先,通过直通滤波、统计滤波等方法对点云进行预处理,减少背景和噪点对目标的影响;其次,通过点云的空间变化约束边缘,采用连续多帧序列变化平滑边缘,减少边缘抖动对体尺测点提取的干扰;再次,对处理后的点云进行生物特征分析,结合基于邻域分析的边缘算法,融合RGB图像采用Canny边缘检测、霍夫变换等方法提取特征点;最后,依据特征点估测胸宽、半潜水长和胫长体尺。【结果】试验结果表明,估测的胸宽平均误差为6.64%,胫长平均误差为5.93%,半潜水长平均误差为3.34%,平均每帧图像计算体尺耗时8.8 s。【结论】本文算法可为鸡只体尺测量提供技术参考。

关键词：点云鸡体尺边缘平滑生物特征

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滑刀开沟-气力引射式液肥雾化侧深施肥装置设计与试验

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农业工程学报 2023年第16期39卷 13-25页

作者：杨秀丽陈彬邢航甄文斌齐龙华南农业大学工程学院广州510642 岭南现代农业科学与技术广东省实验室广州510642 农业农村部南京农业机械化研究所南京210014

为提高肥料利用率,降低肥料对水田的污染,该研究结合侧深施肥技术与液肥优点,研制一种水田滑刀开沟-气力引射式液肥雾化侧深施肥装置。该装置采用滑刀式开沟器开沟,利用气力引射式雾化施肥器雾化和引射液肥,将液肥侧深施于水稻根区附近... 详细信息

为提高肥料利用率,降低肥料对水田的污染,该研究结合侧深施肥技术与液肥优点,研制一种水田滑刀开沟-气力引射式液肥雾化侧深施肥装置。该装置采用滑刀式开沟器开沟,利用气力引射式雾化施肥器雾化和引射液肥,将液肥侧深施于水稻根区附近土壤。设计了气液同轴气力引射式雾化施肥器内腔结构,以喉嘴距、混合室(喉部)直径、气体压力为因素进行全因子土槽试验,分析各因素对排肥量(液肥质量流率)和耗气量(气体流量)的影响。结果表明,影响液肥质量流率的主次因素顺序为混合室(喉部)直径、气体压力、喉嘴距;影响气体流量的主次因素顺序为气体压力、喉嘴距、混合室(喉部)直径。采用EDEM离散元仿真软件进行仿真优化,利用加权评分法综合评判仿真试验结果,结果表明,在不同工作速度下,滑切角为32.5°、刃口角为45°时,滑刀式开沟器可获得较优的工作性能。开展土槽试验验证仿真结果,滑刀式开沟器入土深度为30 mm、前进速度为1.2 m/s时,牵引阻力实测值为8.5 N,仿真结果为6.9 N,相对误差为18%,土壤扰动面积仿真结果为1965.6 cm2;入土深度为50 mm、前进速度为0.6 m/s时,牵引阻力实测值为14.4 N,仿真结果为12.2 N,相对误差为15%,土壤扰动面积仿真结果为2137.2 cm^(2)。土槽性能试验结果表明,该装置在入土深度为30 mm,前进速度为1.2 m/s时,排肥量标准差为0.2427 g/s,与最大排肥量的相对误差为1.42%,施肥深度与入土深度的相对误差为4.4%;在入土深度为50 mm,前进速度为0.6 m/s时,排肥量标准差为0.4796 g/s,与最大排肥量的相对误差为2.13%,施肥深度与入土深度的相对误差为2.1%。研究结果可为水田液肥侧深施技术的应用提供参考。

关键词：农业机械雾化液肥施肥器开沟器水田 EDEM

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基于SVM算法的超声波速度-土壤含水率估计模型

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华中农业大学学报 2024年第2期43卷 247-253页

作者：陈盈宜潘丽敏叶勇李君黄光文华南农业大学工程学院广州510642 岭南现代农业科学与技术广东省实验室广州510642

为快速准确获取土壤含水率信息,便于农业精准灌溉,引入支持向量机算法(SVM)对4种不同干湿交替处理下超声波速度与土壤含水率进行拟合分析和回归训练优化,构建基于超声波速度的土壤含水率预测模型。结果显示,与传统的烘干法相比较,利用... 详细信息

为快速准确获取土壤含水率信息,便于农业精准灌溉,引入支持向量机算法(SVM)对4种不同干湿交替处理下超声波速度与土壤含水率进行拟合分析和回归训练优化,构建基于超声波速度的土壤含水率预测模型。结果显示,与传统的烘干法相比较,利用该模型在田间验证土壤含水率,平均相对误差为1.5%左右。研究结果表明,基于SVM模型构建的超声波速度-土壤含水率预测模型能够较好地描述被研究区域内土壤含水率,可为利用超声波特性实现对农田土壤水分的持续监测提供参考。

关键词：土壤含水率超声波速度 SVM算法干湿交替

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蔬菜气吸轮式精量排种器设计与试验

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农业工程学报 2023年第7期39卷 98-109页

作者：张明华姜有聪何思禹黄子顺秦伟钱诚陶婉琰臧英华南农业大学工程学院/岭南现代农业科学与技术广东省实验室广州510642 华南农业大学南方农业机械与装备关键技术教育部重点实验室广州510642 广东省农业人工智能重点实验室广州510642 华南农业大学黄埔创新研究院广州510715

蔬菜类型多,种子尺寸差异大,为扩大排种器的适用范围,该研究提出一种基于扰种条辅助充种的蔬菜气吸轮式精量排种器。通过理论分析确定了排种器的关键结构参数,设计了一种带有坡度的扰种条结构,最薄处厚度为0.5 mm、最厚处厚度为1.0mm,... 详细信息

蔬菜类型多,种子尺寸差异大,为扩大排种器的适用范围,该研究提出一种基于扰种条辅助充种的蔬菜气吸轮式精量排种器。通过理论分析确定了排种器的关键结构参数,设计了一种带有坡度的扰种条结构,最薄处厚度为0.5 mm、最厚处厚度为1.0mm,并对充种阶段种子在扰种条上和清种阶段的受力情况分别进行分析,确定了扰种条和清种装置结构。选取菜心、萝卜和辣椒种子为试验对象,利用台架试验获得扰种条倾角和厚度的较优值;开展较优结构参数下的排种器充种性能试验,以工作负压、排种转速和清种距离为试验因素,进行三因素三水平正交试验。试验结果表明,对于菜心种子,工作负压为0.92 kPa,排种转速为13.3 r/min,清种距离为0.70 mm时,充种合格率为99.20%,漏吸率为0.13%;对于萝卜种子,工作负压为4.47 kPa,排种转速为25.5r/min,清种距离为1.20mm时,充种合格率为97.34%,漏吸率0.53%;对于辣椒种子,工作负压为1.49 kPa,排种转速为16.9 r/min,清种距离为0.69 mm时,充种合格率为88.27%,漏吸率为2.67%,满足菜心、萝卜、辣椒的种植农艺要求,研究结果可为蔬菜气吸轮式精量排种器设计提供参考。

关键词：农业机械设计试验气吸式排种器精量播种蔬菜种子

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水田行间除草装置设计与试验

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农业工程学报 2023年第24期39卷 11-22页

作者：焦晋康胡炼陈高隆涂团鹏王志敏臧英华南农业大学工程学院/岭南现代农业科学与技术广东省实验室广州510642 韶关学院智能工程学院韶关512005 广东省农业人工智能重点实验室广州510642 华南农业大学南方农业机械与装备关键技术教育部重点实验室广州510642 华南农业大学黄埔创新研究院广州510715

为减少化学除草剂的使用,解决现有水田除草机械除草效果差等问题,该研究设计了一种水田行间除草装置,包括压草浮板和除草辊等结构,工作时压草浮板先将压倒杂草,紧接着除草辊将压倒的杂草压入泥中。压草浮板先将杂草压倒,除草辊将杂草压... 详细信息

为减少化学除草剂的使用,解决现有水田除草机械除草效果差等问题,该研究设计了一种水田行间除草装置,包括压草浮板和除草辊等结构,工作时压草浮板先将压倒杂草,紧接着除草辊将压倒的杂草压入泥中。压草浮板先将杂草压倒,除草辊将杂草压入泥中的几率可提高9.98%。除草辊两端设有倒角,在避免或减少对水稻根系损伤的同时可扩大行间除草区域,最大可增加常规除草宽度的3%。对压草浮板和除草辊进行了参数设计,通过仿真试验分析了行间除草装置与土壤之间的相互作用规律,确定最佳作业条件为入土深度35 mm,前进速度0.8 m/s。以未除草、化学除草、人工除草和不同参数的除草辊为试验因素,以水稻植株高度、产量、产量构成因素和水稻根系参数为试验指标,进行田间试验,试验结果表明,行间除草装置平均除草率最高为87.51%,可以翻动土壤,增加土壤透气性。与常规宽度的除草辊相比,增加除草宽度,扩大行间除草区域最大可提高除草率7.3个百分点。不同的除草处理对水稻植株高度和产量等有显著影响(P<0.05),机械除草可以促进水稻的生长发育,其产量可以达到甚至超过化学除草和人工除草水平。不同参数的除草辊对植株高度、产量和根系等有显著影响(P<0.05),增加除草辊宽度同时两端设倒角,可以减少对水稻根系的损伤,有利于水稻的生长发育,提高水稻产量。研究结果可为水田除草机械装备的研究提供参考。

关键词：农业机械产量行间除草水田除草率水稻根系

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无人农机作业环境感知技术综述

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农业工程学报 2024年第8期40卷 1-18页

作者：万欢欧媛珍管宪鲁姜锐周志艳罗锡文华南农业大学工程学院/岭南现代农业科学与技术广东省实验室广州510642 广东省农业人工智能重点实验室广州510642 广东省农业航空应用工程技术研究中心广州510642 华南农业大学南方农业机械与装备关键技术教育部重点实验室广州510642

推进农业装备智能化能够有效解决农业劳动力短缺的问题。环境感知是农业装备智能化的首要条件。然而,农业环境的动态变化和非结构化特性限制了无人农机的环境感知能力。该文对无人农机的作业环境信息感知技术进行全面梳理,首先介绍了无... 详细信息

推进农业装备智能化能够有效解决农业劳动力短缺的问题。环境感知是农业装备智能化的首要条件。然而,农业环境的动态变化和非结构化特性限制了无人农机的环境感知能力。该文对无人农机的作业环境信息感知技术进行全面梳理,首先介绍了无人农机作业环境的典型要素和各类感知传感器,并分析了不同传感器的优缺点,然后分别从障碍物感知、作物行感知和农田边界及高程信息感知等方面,对无人农机作业环境信息感知技术进行归纳总结,最后讨论了无人农机作业环境信息感知技术面临的挑战及发展趋势,旨在推动环境感知技术在农业领域的应用,促进农业机械的智能化转型。

关键词：农业机械传感器无人驾驶环境感知多传感器融合

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无人机点射式水稻播种装置控制系统设计与试验

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农业工程学报 2022年第18期38卷 51-61页

作者：何伟灼刘威姜锐顾庆宇黄俊浩邹帅帅徐学浪周志艳华南农业大学工程学院/岭南现代农业科学与技术广东省实验室广州510642 广东省农业人工智能重点实验室广州510642 广东省农业航空应用工程技术研究中心广州510642 华南农业大学南方农业机械与装备关键技术教育部重点实验室广州510642

针对当前无人机水稻撒播难以成行成穴、落种易受旋翼风场干扰和播种均匀性不佳等问题,该研究结合点射式水稻播种装置和飞行控制器设计了一套播种控制系统,开发了配套的地面站功能,并制作了样机。控制系统基于PID算法实现排种器步进电机... 详细信息

针对当前无人机水稻撒播难以成行成穴、落种易受旋翼风场干扰和播种均匀性不佳等问题,该研究结合点射式水稻播种装置和飞行控制器设计了一套播种控制系统,开发了配套的地面站功能,并制作了样机。控制系统基于PID算法实现排种器步进电机的转速闭环控制,通过标定模型对振动电机激振力和摩擦轮电机转速进行控制,并根据状态机设计播种控制程序。以3倍丸粒化稻种为对象,从播种量准确性、播种成行性和播种均匀性3个方面对样机的播种性能进行验证并优选合适的播种参数。试验结果表明:无人机模拟飞行的播种量准确性测试中,样机以1.0~2.5 m/s的作业速度进行播种时,播种量的平均相对误差小于4%,控制系统具有较好的动态调节能力。实地飞播测试中,样机以1.0和1.5 m的高度播种时,种子分布在12 cm种行宽度内的平均概率超过80%,成行性较好。考虑安全因素,优选1.5 m为样机的适宜作业高度。在作业高度为1.5 m,3倍丸粒化稻种的播种量为90~150 kg/hm^(2)(对应裸种的播种量22.5~37.5 kg/hm^(2)),作业速度为0.5~2.0 m/s时,播种均匀性变异系数为20.51%~35.52%。进一步分析发现,适当提升作业速度可提高播种均匀性。田间试验结果表明,播种量的相对误差分别为2.47%和4.12%,播种均匀性变异系数分别为22.17%和21.82%,种子破损率分别为0.34%和0.18%,满足相关标准的水稻飞播精度控制要求。研究结果可为无人机水稻直播技术提供参考。

关键词：无人机 PID 水稻直播点射播种控制系统状态机

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水滑石纳米片用于生物质衍生物电催化氧化的研究进展

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科学通报 2024年第16期69卷 2203-2220页

作者：张曼郑智铿王宇辰刘彬仇荣亮严凯中山大学环境科学与工程学院广州510006 华南农业大学岭南现代农业科学与技术广东省实验室广州510642 西南民族大学化学与环境学院成都610207

电催化氧化(简称电氧化)生物质衍生物是一种环保高效的技术.与传统热催化相比,主要优势如下:(1)在电催化过程中,水系电解液可以通过解离/电离的方式产生氧源,因此无需使用高成本氧气;(2)常温常压下反应,避免高温高压对设备的苛刻要求;(3... 详细信息

电催化氧化(简称电氧化)生物质衍生物是一种环保高效的技术.与传统热催化相比,主要优势如下:(1)在电催化过程中,水系电解液可以通过解离/电离的方式产生氧源,因此无需使用高成本氧气;(2)常温常压下反应,避免高温高压对设备的苛刻要求;(3)控制施加的电位和改变电流可实现反应速率和产物选择性的调控;(4)易于使用多类型电化学方法和原位光谱联用方法监测反应过程.然而,现阶段电氧化反应的转化率和选择性仍有很大的提升空间,需要开发高效、高选择性、高稳定性的电催化剂,深入理解反应机理,为应用奠定技术支撑.本文首先综述了近年来报道的水滑石纳米片制备的常用剥离技术并进行对比,其次详细总结了水滑石纳米片用于呋喃类、苯甲醛、苯甲醇、甘油等生物质衍生物电氧化反应的机制与研究进展,最后展望了相关研究面临的挑战和前景,为水滑石纳米片用于电氧化研究提供理论指导和参考意义,促进生物质衍生物的应用.

关键词：电催化氧化水滑石纳米片剥离方法生物质衍生物

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生物质基平台分子转化升级的研究进展

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化工进展 2024年

作者：许镇浩易子骁曾晨王宇辰严凯中山大学环境科学与工程学院华南农业大学岭南现代农业科学与技术广东省实验室

生物质基平台分子的转化升级在实现生物质原料高值化过程中具有重要意义，已成为生物质领域的研究重点之一。本综述首先介绍了生物质的组成成分以及多种预处理技术，同时阐述了生物质基平台分子催化转化的研究进展，特别是均相催化、非... 详细信息

生物质基平台分子的转化升级在实现生物质原料高值化过程中具有重要意义，已成为生物质领域的研究重点之一。本综述首先介绍了生物质的组成成分以及多种预处理技术，同时阐述了生物质基平台分子催化转化的研究进展，特别是均相催化、非均相催化转化体系以及不同溶剂催化体系的应用与优势，涵盖了它们在提高转化率和目标产物选择性方面的贡献。其次，总结了几种典型的生物质基平台分子的性质、生成途径和转化升级的研究进展，并对其在燃料及化学品等高附加值产品中的应用潜力做了简要评估。最后，通过对当前研究现状的总结，指出生物质基平台分子转化升级过程中面临的若干挑战（如催化反应机理不清晰、催化剂的选择性和稳定性不足，以及催化剂成本高昂等），并对未来发展进行了展望。

关键词：木质纤维素生物质平台分子生物燃料催化高值化学品

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