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基于HTML的Web系统在植保机中的应用研究
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作者 陈伟卫 《农机化研究》 北大核心 2025年第3期181-185,共5页
为了实现农田信息的实时监控,将农田信息进行可视化处理,设计了本系统。植保机作为农田中数据采集节点和地面工作站的中继站,可实现将农田信息上传地面工作站,且可利用HTML完成农田数据的Web可视化处理。同时,依据通讯路径损耗,确定通... 为了实现农田信息的实时监控,将农田信息进行可视化处理,设计了本系统。植保机作为农田中数据采集节点和地面工作站的中继站,可实现将农田信息上传地面工作站,且可利用HTML完成农田数据的Web可视化处理。同时,依据通讯路径损耗,确定通讯频率为430M,植保机飞行高度为750 m;基于模拟退火算法,实现植保机飞行路径规划;利用HTML完成用户Web网页设计;并对系统进行测试。测试结果表明:土壤湿度监控精度相对误差分布区间为[0.57%, 2.79%],Web网页可以实现各数据节点农田信息的实时显示。 展开更多
关键词 植保机 路径规划 模拟退火算法 WEB可视化
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基于改进YOLOv5s的番茄授粉花朵识别方法
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作者 朱婷倩 张华 +4 位作者 陈丰 张运来 李娜 吴镛 苏祥祥 《安徽科技学院学报》 2025年第1期60-69,共10页
在设施农业种植环境下,番茄花朵存在叶片遮挡、花朵堆叠、背景环境复杂等现象,导致番茄花朵检测模型的准确率较低,限制了授粉机器人的智能化发展。针对该问题,本文提出了一种基于改进YOLOv5s模型的番茄花朵目标检测方法,通过将原有模型... 在设施农业种植环境下,番茄花朵存在叶片遮挡、花朵堆叠、背景环境复杂等现象,导致番茄花朵检测模型的准确率较低,限制了授粉机器人的智能化发展。针对该问题,本文提出了一种基于改进YOLOv5s模型的番茄花朵目标检测方法,通过将原有模型中的C3模块替换为C2f_ScConv模块、引入LSKA注意力机制、添加ADown下采样结构模块等对原始YOLOv5s模型结构进行改进。最后,将改进前后的模型进行训练和检测。改进后的YOLOv5s番茄花朵识别模型能够有效的识别出重叠遮挡、小目标的番茄花朵,其mAP值相比于初始模型提升了6.3个百分点,召回率提升了5.6个百分点,准确度提升了6.7个百分点,拥有更强的特征提取能力和鲁棒性。该模型可以满足设施环境中授粉机器人对番茄花朵的识别精度需求。 展开更多
关键词 YOLOv5s 目标检测 设施番茄授粉 深度学习 花朵识别
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单旋翼无人机植保作业系统的研制与实验研究 被引量:1
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作者 赵洪光 滕文建 《科技资讯》 2024年第1期9-13,55,共6页
为了提高植保无人机的工作效率,降低无人机的操作难度,研制了单旋翼无人机植保作业系统。根据植保作业流程,单旋翼无人机植保作业系统实现启动、预热、起飞、飞行、喷洒作业、加药和返航等全过程无人工干预的自动飞行作业。单旋翼无人... 为了提高植保无人机的工作效率,降低无人机的操作难度,研制了单旋翼无人机植保作业系统。根据植保作业流程,单旋翼无人机植保作业系统实现启动、预热、起飞、飞行、喷洒作业、加药和返航等全过程无人工干预的自动飞行作业。单旋翼无人机植保控制系统包括作业平台、飞行控制、数据链路、地面站系统、系统应用、飞行器管理、用户信息管理、专业知识管理、大数据业务,实现了喷洒区域的精准控制,地面站系统与飞行系统的控制与交互,植保信息的存贮与分析等。通过实验研究表明:单旋翼无人机植保作业系统有效提高了植保工作效率,降低了飞行操作人员的操作难度。 展开更多
关键词 无人机 植保 单旋翼 喷洒作业
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农药喷雾系统建模与仿真技术研究综述
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作者 郑加强 张慧春 +1 位作者 徐幼林 周宏平 《中国农业科技导报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期76-90,共15页
农药使用效果与农药喷雾过程密切相关,农药喷雾过程的建模与仿真可弥补因植物生长周期差异、病虫害发生程度不同以及田间作业自然环境不可控等造成的试验研究困难。分析农药施用的抗性、再增猖獗、残留(resistance,resurgence,residue,3... 农药使用效果与农药喷雾过程密切相关,农药喷雾过程的建模与仿真可弥补因植物生长周期差异、病虫害发生程度不同以及田间作业自然环境不可控等造成的试验研究困难。分析农药施用的抗性、再增猖獗、残留(resistance,resurgence,residue,3R)/效果、效率、生态(efficacy,efficiency,eco-environment,3E)/方法、模型、测试(method,model,measurement,3M),重点综述农药喷雾过程的雾化、输运、沉积等关键环节的模拟仿真研究状况。根据模拟仿真技术发展趋势,提出农药喷雾半实物仿真系统设计的建议,并提出雾化模型及新型喷头雾化机理、群体农药雾滴多相流场模拟、靶标定制与识别模型、综合农药雾滴飘移模型、植物生长模型与农药喷雾系统耦合等建议,以促进原创农药精确喷雾技术研究和高质量植保机械研发。 展开更多
关键词 植保机械 农药喷雾系统 建模仿真 发展建议
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连栋温室分段变距喷雾机器人设计与试验
5
作者 李天华 董广胜 +3 位作者 姚玉康 张观山 王德伦 施国英 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期170-179,共10页
针对国内连栋温室缺乏植保喷雾机、机械走直定位与换轨转向精度低等问题,设计了一种连栋温室分段变距喷雾机器人,在实现无人化喷药的同时提高作业精度。为满足连栋温室机械作业路轨结合、精准切换的要求,提出一种通用型移动底盘,并确定... 针对国内连栋温室缺乏植保喷雾机、机械走直定位与换轨转向精度低等问题,设计了一种连栋温室分段变距喷雾机器人,在实现无人化喷药的同时提高作业精度。为满足连栋温室机械作业路轨结合、精准切换的要求,提出一种通用型移动底盘,并确定其关键设计参数;为减少底盘上下轨时的偏移量,设计轨上矫正装置,通过分析计算及试验验证,确定其安装余量为4 mm;针对底盘对轨误差大的问题,提出一种二维码融合陀螺仪及光电传感器双向垂直寻迹的路面关键点定位与转向控制方法。设计分段变距喷雾装置,提出一种丝杆滑台驱动的喷杆变距方案,分析校验其驱动参数以满足工作要求;基于滚针轴承设计喷杆辅助防抖装置,减小因喷杆剧烈抖动带来的滑台与喷杆损伤。开发底盘运动及分段变距喷雾控制系统,实现喷雾机器人在连栋温室内的全程自动化作业。最后,对样机进行底盘性能与喷雾效果试验。底盘作业时直线行走与对轨误差平均值分别为4.8、5.8 mm,满足控制精度要求;避障距离为34 cm,满足安全性要求;防抖装置的安装使喷杆行进方向的抖动量从-1°~1.3°降低到±0.4°内,喷头方向的抖动量从±0.5°降低到±0.3°内,防抖效果显著;分段变距喷雾作业后,盛果期番茄叶片正面雾滴沉积量为1.76μL/cm^(2),反面沉积量为0.2μL/cm^(2),雾滴体积中径在100~180μm之间,满足作业要求。 展开更多
关键词 连栋温室 喷雾机器人 扫码定位 分段喷雾 变距喷雾
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塔形喷雾机风送系统优化设计与试验
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作者 王鹏飞 徐硕 +1 位作者 杨欣 李世可 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期342-351,390,共11页
针对传统风送式喷雾机风场分布不合理、药液飘失较大的问题,设计一种塔形喷雾机风送系统并对其结构参数进行优化。应用ANSYS软件对喷雾机的风送系统进行有限元仿真分析,通过对比不同结构参数下两侧出风口风速差和上层出风口风速确定整... 针对传统风送式喷雾机风场分布不合理、药液飘失较大的问题,设计一种塔形喷雾机风送系统并对其结构参数进行优化。应用ANSYS软件对喷雾机的风送系统进行有限元仿真分析,通过对比不同结构参数下两侧出风口风速差和上层出风口风速确定整流板结构、导流台锥度和两侧导流板的最优参数。验证试验结果表明:整流板结构参数对喷雾机两侧风场对称性的影响显著性由大到小为导叶倾角、导叶数量、导叶长度;导流台对风场对称性具有较大提升;导流板长度与角度对上层出风口风速具有较大影响;当整流板导叶数量为12、长度为200 mm、倾角为0°、导流台锥度为60°、风道1收缩角度为2°时,喷雾机两侧风场对称性以及垂直分布均匀性达到最优。按最优参数组建喷雾机风送系统并进行风速试验,结果表明出口风速仿真值与试验值的相对误差小于10%,模拟仿真结果可靠。通过田间试验得到喷雾机两侧雾滴沉积密度偏差小于9%,即左右两侧雾滴沉积均匀;果树冠层内膛雾滴沉积密度均值为75.69粒/cm^(2),表明优化后塔形喷雾机作业时雾滴穿透性良好;雾滴在垂直方向上的分布总体呈现下层最大、中层次之、上层最小的规律,契合高纺锤形果树冠层分布。优化后塔形喷雾机两侧风场和雾滴沉积特性对称性较高。 展开更多
关键词 果园 塔形喷雾机 整流板 导流台 风送装置 轴流风机
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基于分布式系统的植保机智能与安全性能优化
7
作者 康华 郑思思 《农机化研究》 北大核心 2024年第2期203-206,211,共5页
针对植保机智能化程度和安全性能无法满足要求以及过多的信息资源造成植保机无法进行合理的任务分配问题,基于分布式系统对植保机进行了设计,并对其智能和安全性能进行优化。为了对多植保机进行调度,解决任务分配问题,对植保机的分布式... 针对植保机智能化程度和安全性能无法满足要求以及过多的信息资源造成植保机无法进行合理的任务分配问题,基于分布式系统对植保机进行了设计,并对其智能和安全性能进行优化。为了对多植保机进行调度,解决任务分配问题,对植保机的分布式系统软件进行了设计,包括建立植保机的一对多任务分配模型,并对模型进行人工免疫算法设计,以在较短的时间内得到最优的任务分配方式。为了验证植保机的性能,对植保机进行了多任务分配试验和智能变量喷洒试验,结果表明:植保机可根据飞行任务自动调整喷药量,实现智能变量喷洒,且可快速地对植保机进行任务分配。 展开更多
关键词 植保机 分布式系统 智能与安全性能 人工免疫算法 任务分配模型
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果园风送喷雾风力调控试验台设计及试验 被引量:2
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作者 李琪 窦汉杰 +3 位作者 翟长远 高原源 杨硕 赵春江 《农机化研究》 北大核心 2024年第2期132-138,共7页
目前,果园风送喷雾技术与装备正在朝着精准化和智能化方向发展。果园喷雾控制对象主要为喷施药量和风力供给量,果树冠层内外药液沉积分布很大程度上取决于风送系统风力供给,只有风力和药量均得到精确控制,才能实现果园对靶精准喷雾。为... 目前,果园风送喷雾技术与装备正在朝着精准化和智能化方向发展。果园喷雾控制对象主要为喷施药量和风力供给量,果树冠层内外药液沉积分布很大程度上取决于风送系统风力供给,只有风力和药量均得到精确控制,才能实现果园对靶精准喷雾。为此,基于轴流风机设计了风机转速、进风口面积和出风口导流板倾斜角度可独立调控的果园风送喷雾风力调控试验台,通过直流电机调速实现风机转速调节;进风口采用百叶结构,通过调节百叶倾斜角度实现进风口开度大小调节;出风口采用塔式结构,通过22路舵机控制出风口不同喷头位置处导流板倾斜角度独立调节,并基于C#语言开发了上位机界面。利用试验平台开展了风机转速、进风口面积和出风口导流板倾斜角度独立调控风力变化特性试验,结果表明:出风口风速风量变化与风机转速和进风口面积调节呈正相关,出风口风速在垂直方向分布位置随导流板倾斜角度增加发生改变,同时分别建立了出风口最大风速与风机转速和进风口面积之间的关系模型。喷药过程中,可通过风机转速与导流板倾斜角度联合调节或进风口面积与导流板倾斜角度联合调节实现出风口风速风量在果树冠层垂直方向分布位置和大小调节。研究结果为实现根据果树冠层体积和枝叶稠密度变化进行风力在线调控提供了一种新方法,对加快果园精准喷雾技术应用具有重要意义。 展开更多
关键词 果园精准施药 风力调控试验台 风送喷雾
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玉米秸秆切碎还田机参数仿真优化与试验 被引量:1
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作者 宋金库 李辉 +5 位作者 张华 刘小龙 孙伟 陈扬洲 王帅 袁永威 《林业机械与木工设备》 2024年第2期37-42,共6页
针对现有的玉米秸秆切碎还田机秸秆粉碎长度过长,在后续免耕播种中导致播种开沟器易堵塞的问题。采用正交试验设计方法,结合多体动力学软件RecurDyn和田间试验,以秸秆粉碎长度为试验指标,机具的行驶速度、偏心圆盘的转速、切碎刀杆的长... 针对现有的玉米秸秆切碎还田机秸秆粉碎长度过长,在后续免耕播种中导致播种开沟器易堵塞的问题。采用正交试验设计方法,结合多体动力学软件RecurDyn和田间试验,以秸秆粉碎长度为试验指标,机具的行驶速度、偏心圆盘的转速、切碎刀杆的长度为试验因素,选用L_(27)(3^(13))正交表,通过虚拟仿真试验方法,仿真得出每种方案的试验结果。对试验结果通过极差分析和方差分析,得出秸秆切碎还田机最优参数组合:圆盘转速700 r/min、机具行驶速度3 km/h、刀杆长度为200 mm。田间重复试验表明,最优参数组合条件下秸秆粉碎长度达到49.2 mm,比虚拟仿真试验得出的秸秆粉碎长度(47.7 mm)长1.5 mm,田间试验结果与仿真试验结果吻合度高,可以为同类型的玉米秸秆切碎还田机的设计提供参考。 展开更多
关键词 秸秆还田机 切碎长度 RecurDyn仿真 正交试验 轨迹
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基于语义分割网络的植保机器人视觉伺服控制方法 被引量:2
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作者 李秀智 方会敏 +2 位作者 朱玉垒 杜博文 董泓佑 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期21-27,39,共8页
为实现稳定可靠的植保机器人视觉伺服控制,提出了一种基于语义分割网络的作物行特征检测方法。基于语义分割网络ESNet实现农田场景图像像素级带状区域检测,并利用最小二乘算法拟合得到每条行作物线特征;在此基础上通过设计一种主导航线... 为实现稳定可靠的植保机器人视觉伺服控制,提出了一种基于语义分割网络的作物行特征检测方法。基于语义分割网络ESNet实现农田场景图像像素级带状区域检测,并利用最小二乘算法拟合得到每条行作物线特征;在此基础上通过设计一种主导航线提取算法获取导航路径,并利用卡尔曼滤波对主导航线几何参数进行平滑处理,有效抑制了不平整地面导致的机器人运动颠簸与视觉图像测量噪声引起的导航参数波动。继而构建机器人前轮转向、后轮差速的阿克曼运动学模型;在图像空间坐标下设计纯追踪控制器实现植保机器人的伺服运动控制。大田环境下的现场实验结果为:总体横向偏差为0.092 m,验证了本文方法的有效性。 展开更多
关键词 植保机器人 视觉伺服控制 深度学习 语义分割网络 作物行特征检测
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丘陵山区果园单轨遥控自走式弥雾机设计与试验
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作者 荆帅杰 刘冬梅 +3 位作者 刘保友 陈海宁 任龙龙 宋月鹏 《农业工程》 2024年第1期83-88,共6页
针对丘陵山区地形复杂导致我国地面植保喷雾机械入地难、植保效果差等问题,设计了一种丘陵果园单轨遥控自走式弥雾机,采用轨道设计与弥雾机械相结合的方式,通过理论分析与计算,对控制系统、运输轨道系统和风送喷雾系统进行了设计与选型... 针对丘陵山区地形复杂导致我国地面植保喷雾机械入地难、植保效果差等问题,设计了一种丘陵果园单轨遥控自走式弥雾机,采用轨道设计与弥雾机械相结合的方式,通过理论分析与计算,对控制系统、运输轨道系统和风送喷雾系统进行了设计与选型。田间试验结果表明,该轨道弥雾机行驶速度0.7 m/s、最大爬坡度40°、最大遥控距离200 m;整机最小离地间隙600 mm;苹果树内部枝叶正、反面药液覆盖率分别为43.20%和21.80%,苹果树外部枝叶正、反面药液覆盖率分别为72.26%和35.12%。该轨道弥雾机整机运行平稳、安全可靠、遥控信号稳定及植保作业效率高,可为我国丘陵山区复杂地形植保作业机械设计制造提供借鉴与参考。 展开更多
关键词 丘陵果园 弥雾机 轨道 远程遥控 植保机械 丘陵山区
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先导式节流阀比例电磁铁参数设计及优化
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作者 邵明玺 张秀梅 李伟 《中国农机化学报》 北大核心 2024年第7期152-159,171,共9页
保证丘陵山地拖拉机在起伏山地或土质较硬地块作业时的牵引力和耕深之间的最佳匹配状态是丘陵山地拖拉机悬挂系统设计的重要指标。比例电磁铁作为节流阀电—机转换的主要元件,其性能优劣对控制节流口开度、实现流量的比例调节具有重要... 保证丘陵山地拖拉机在起伏山地或土质较硬地块作业时的牵引力和耕深之间的最佳匹配状态是丘陵山地拖拉机悬挂系统设计的重要指标。比例电磁铁作为节流阀电—机转换的主要元件,其性能优劣对控制节流口开度、实现流量的比例调节具有重要意义。针对丘陵山地拖拉机悬挂系统作业需求和电液比例阀设计要求,设计一种用于悬挂液压系统姿态调整的先导式节流阀比例电磁铁,对其关键结构参数进行设计,建立比例电磁铁数学模型,通过Maxwell对阀组流量特性的影响进行仿真分析。同时利用遗传算法对隔磁导向套厚度、隔磁环角度、隔磁环宽度和定子铁心深度等参数进行匹配优化,通过Maxwell对优化前后的比例电磁铁进行有限元分析。仿真结果表明:优化后的比例电磁铁在1~3 mm时电磁力几乎与X轴平行,具有更好的位移—力特性。建立先导式节流阀数学模型,通过Simulink对其进行动态特性和静态特性仿真,验证所设计的比例电磁铁参数的合理性。 展开更多
关键词 丘陵山地 拖拉机 电液悬挂系统 先导式节流阀 比例电磁铁 结构参数
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基于CFD的果园喷雾风筒装置流体分析与试验
13
作者 王克超 李云伍 +3 位作者 赵颖 王柏林 黎远江 王义成 《中国农机化学报》 北大核心 2024年第1期96-102,共7页
针对传统果园风送式喷雾机存在风能利用率低、风场较为分散等问题,开发一种与独立风机直接装配的小型喷雾风筒装置。运用CFD软件对该风筒装置内外流场进行模拟仿真,分析内流场风场云图及距外流场出风口不同距离平面中心区域的风速。结... 针对传统果园风送式喷雾机存在风能利用率低、风场较为分散等问题,开发一种与独立风机直接装配的小型喷雾风筒装置。运用CFD软件对该风筒装置内外流场进行模拟仿真,分析内流场风场云图及距外流场出风口不同距离平面中心区域的风速。结果表明:风筒内流场风速线分布均匀,能很好地产生旋流风,风能损失小;在外流场中,各平面风速分散性较小,出口风速达到17.15 m/s,满足果园喷雾机的风筒出口速度要求。并通过试验平台验证在距离出风口0.6 m处,实际风速为10.48 m/s,与仿真分析结果相比,相对误差为2.58%,且竖直高度上喷幅可达0.650 m,覆盖宽度可达0.669 m,证明所设计的风筒装置在该喷雾距离下能对果树冠层有较好的覆盖性,为进一步设计机架及风筒装置布置方案提供理论支撑。 展开更多
关键词 果树冠层 风筒喷雾 CFD模拟 内外流场 喷雾试验
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基于阈值识别的温室黄瓜整体自动落蔓装置研究
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作者 郎秀丹 史宇亮 +1 位作者 李天华 陈明东 《中国农机化学报》 北大核心 2024年第6期106-112,共7页
针对长季节黄瓜作物人工落蔓强度大、成本高和效率低等问题,设计一种基于冠层高度阈值识别的温室黄瓜整体自动落蔓装置。为保证黄瓜冠层特征提取的正确率,对8:00、12:00和18:00实时采集的黄瓜冠层图像进行预处理,基于Otsu算法获得平滑... 针对长季节黄瓜作物人工落蔓强度大、成本高和效率低等问题,设计一种基于冠层高度阈值识别的温室黄瓜整体自动落蔓装置。为保证黄瓜冠层特征提取的正确率,对8:00、12:00和18:00实时采集的黄瓜冠层图像进行预处理,基于Otsu算法获得平滑黄瓜冠层二值图像。采用霍夫变换算法识别黄瓜冠层顶端绳束,并利用统计学方法归纳出感兴趣区域中HSV色彩空间绿色部分各分量取值范围,研究感兴趣区域中绿色像素点占总像素点的比值变化规律。为防止黄瓜卷须缠绕秧蔓冠层顶端水平绳束,以黄瓜植株高度184~185 cm为落蔓控制目标,确定感兴趣区域绿色像素占比的平均值0.162~0.182为整体落蔓装置的落蔓阈值范围。结果表明,植株高度184~185 cm和高于185 cm落蔓次数占总试验次数比例分别为90%和10%。高于185 cm落蔓组中,最高植株距离顶端绳束(195 cm)的距离为9.2 cm,无黄瓜卷须缠绕黄瓜秧蔓冠层顶端水平绳束现象,采用感兴趣区域绿色像素点占比确定黄瓜落蔓阈值方法,能够满足黄瓜生产实际要求。 展开更多
关键词 落蔓 图像处理 黄瓜秧蔓冠层 霍夫变换 HSV色彩空间
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棉花脱叶剂喷施装备试验及分析
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作者 马嘉昕 曾林涛 +1 位作者 许晓东 丁羽 《塔里木大学学报》 2024年第4期54-64,共11页
新疆棉花采用矮化密植的栽培方式,这种栽培模式使得棉花叶片互相覆盖。传统喷雾机自上而下的喷施方式在这种情况下不太适用,导致了植株下层叶片的雾滴覆盖率不高,雾化效果差。为解决这一问题,本研究设计了一种适用于脱叶剂喷施的喷施装... 新疆棉花采用矮化密植的栽培方式,这种栽培模式使得棉花叶片互相覆盖。传统喷雾机自上而下的喷施方式在这种情况下不太适用,导致了植株下层叶片的雾滴覆盖率不高,雾化效果差。为解决这一问题,本研究设计了一种适用于脱叶剂喷施的喷施装备,该设备喷杆架部分由横杆顶喷和吊杆侧喷2部分构成,从而实现了三方向的药液喷施。通过室内试验和数据分析,提出了一套棉花脱叶剂喷施参数优化方案。基于单因素试验对喷施装备具体参数进行了全面研究,工作参数中的横喷杆离地高度、吊杆离地高度以及吊杆喷头夹角被选为主要影响因素。使用Design Expert 13软件的回归分析和响应面分析方法对这些参数进行了优化,得到了最佳的喷施参数组合。结果表明,这3个因素对棉花植被层雾滴覆盖率的影响由大到小依次是:横喷杆离地高度、吊杆离地高度、吊杆喷头夹角。最优的喷施参数组合为吊杆离地高度26 cm、横喷杆离地高度135 cm、吊杆喷头夹角28°,此时的雾滴覆盖率最大值达到81.45%。脱叶剂喷施装备比普通悬挂型喷杆喷雾机叶片雾滴沉积量有显著提升,喷施更加均匀,撞落棉桃数每2 m 2不超过1个的条件符合设计合格的判定标准。这一研究结果为进一步改进和优化棉花脱叶剂喷施装备的参数提供了参考。 展开更多
关键词 脱叶剂喷施 棉花 正交试验
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基于改进YOLOv5的草莓病害及养分状况识别与检测 被引量:3
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作者 刘苏杭 张华 +2 位作者 朱婷倩 吴凡 童以 《安徽科技学院学报》 2024年第2期87-94,共8页
目的:在设施农业种植环境下,提出一种基于改进YOLOv5模型的目标检测方法,实现草莓常见的几种病害及养分不足情况的快速准确检测。方法:通过将C3模块替换为C2f模块、增加SimAM注意力机制、增加检测层等对原始YOLOv5模型结构进行改进,以... 目的:在设施农业种植环境下,提出一种基于改进YOLOv5模型的目标检测方法,实现草莓常见的几种病害及养分不足情况的快速准确检测。方法:通过将C3模块替换为C2f模块、增加SimAM注意力机制、增加检测层等对原始YOLOv5模型结构进行改进,以草莓植株叶片、花、果为研究对象,应用改进YOLOv5模型提取草莓植株生长特征,并进行病害及养分状况快速检测。结果:应用改进YOLOv5模型对草莓植株生长状况进行识别的准确率较高,各识别项的平均检测精度均值(mAP@0.5)为97.9%,较原始YOLOv5和YOLOv8模型分别高出13.6%和10.3%,识别图像传输帧率较原YOLOv5模型提升了22 f/s。结论:该模型可以实现设施农业环境下草莓病害和养分状况的识别与检测,具有较高识别精度和较快识别速度,适用于移动底盘端部署,为草莓智能化精准喷雾作业提供一定的技术支撑。 展开更多
关键词 YOLOv5 目标检测 草莓喷雾作业 深度学习
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基于Workbench的山地果园喷药机器人末端执行器的有限元分析与优化设计
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作者 张彭生 苏远平 《农业装备与车辆工程》 2024年第4期6-10,共5页
为解决施药器械在山地复杂地理环境下长期、可靠、高效工作问题,设计了一款山地果园喷药机器人。利用ANSYS软件对末端执行器内齿轮传动进行静态分析,研究输出啮合齿面应力分布、应变云图及其对应的最大值,与齿轮端面许用应力对比;研究... 为解决施药器械在山地复杂地理环境下长期、可靠、高效工作问题,设计了一款山地果园喷药机器人。利用ANSYS软件对末端执行器内齿轮传动进行静态分析,研究输出啮合齿面应力分布、应变云图及其对应的最大值,与齿轮端面许用应力对比;研究末端喷药机构入口压力、喷嘴孔径、雾化锥角与雾滴粒径之间的关系,以实现喷嘴的合理选型,为末端喷药机构参数化设计提供理论依据。 展开更多
关键词 ANSYS 齿轮传动 接触分析 FLUENT 雾化特性 喷嘴
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4WID高地隙自走式电动喷雾机定速巡航控制方法
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作者 胡宸玮 陈雨 +3 位作者 曹佳宇 陈宇翔 张硕 陈军 《智能化农业装备学报(中英文)》 2024年第2期19-32,共14页
针对4WID高地隙自走式电动喷雾机在复杂工况下,面对来自外部道路坡度改变及内部药液喷洒带来整备质量下降,从而导致喷雾机行驶速度稳定性差、作业质量恶化等问题,在分析4WID高地隙自走式电动喷雾机结构与纵向动力学特性基础上,设计一种... 针对4WID高地隙自走式电动喷雾机在复杂工况下,面对来自外部道路坡度改变及内部药液喷洒带来整备质量下降,从而导致喷雾机行驶速度稳定性差、作业质量恶化等问题,在分析4WID高地隙自走式电动喷雾机结构与纵向动力学特性基础上,设计一种定速巡航分层控制算法。控制算法模型接收用户设定的期望行驶车速,经过算法计算后对纵向动力学系统模型输入加速度控制信号,实现喷雾机对期望车速的跟踪。搭建的纵向动力学系统结构主要包括5个部分:逆纵向动力学模型、加速与制动切换模型、转矩分配模型、电机模型和纵向动力学模型。通过对斜坡行驶状态下喷雾机的车身状态进行受力分析可获得其逆纵向动力学及纵向动力学模型;同时,为建立合理的四轮转矩分配策略,在喷雾机车身同时具有俯仰及侧倾的条件下进行分析,以各驱动轮的附着率作为分配依据,满足不同工况下各车轮的最佳驱动力矩,确保喷雾机动力的均衡性。模型定速巡航控制采用分层控制方法,通过建立上层PID控制及下层的模糊PID控制实现对喷雾机车速的有效跟踪,通过制定模糊控制规则,自动对下层控制器的PID参数进行整定,保证在各种复杂工况下喷雾机定速巡航系统的良好适应性。应用Matlab/Simulink建立控制模型,对控制系统进行仿真分析。试验结果表明,在典型工况下,设计的定速巡航控制系统能够有效地对喷雾机的速度进行控制。具体而言,在系统输入外部干扰及自重变化条件下,该控制系统的表现良好,超调量在2%以内,响应时间小于0.2 s,稳态误差趋于0,验证了所采用控制算法的准确性。 展开更多
关键词 自走式电动喷雾机 定速巡航系统 四轮独立驱动 纵向动力学模型 模糊PID控制
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基于植保无人机的农艺融合技术应用与植保社会化服务体系建设分析
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作者 应俊杰 余山红 +5 位作者 方辉 冯永斌 项加青 戴彬凤 明珂 钟列权 《浙江农业科学》 2024年第10期2259-2265,共7页
植保无人机是一种将无人机与农药喷雾系统相结合的新型植保器械,基于植保无人机的农艺融合技术,应用起来既便捷又高效,是农业新型生产力的重要体现,也是植保社会化服务体系建设的关键组成部分。该研究结合工作实际,从植保无人机技术应... 植保无人机是一种将无人机与农药喷雾系统相结合的新型植保器械,基于植保无人机的农艺融合技术,应用起来既便捷又高效,是农业新型生产力的重要体现,也是植保社会化服务体系建设的关键组成部分。该研究结合工作实际,从植保无人机技术应用概况、服务体系现状、可持续发展建议三方面进行简要论述和分析,以期为进一步规范植保无人机飞防工作体系发展建言献策,促进农作物病虫害防治由传统模式向专业化、机械化、数字化转型升级,助力现代农业高质量可持续发展。 展开更多
关键词 植保无人机 农机农艺融合 社会化服务
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径向对靶风送式施药机风场优化设计与试验
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作者 李慧 陈子文 +2 位作者 李强 唐印 王沛 《西南大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期195-206,共12页
为提高果园风送式施药机药液利用率,减少药液损失对环境造成的污染,以一种径向对靶风送式施药机为对象,对其风送系统相关部件开展了选型与结构优化设计.利用计算流体动力学(CFD)技术,建立了径向对靶施药机关键部件作业的气流场模型.通... 为提高果园风送式施药机药液利用率,减少药液损失对环境造成的污染,以一种径向对靶风送式施药机为对象,对其风送系统相关部件开展了选型与结构优化设计.利用计算流体动力学(CFD)技术,建立了径向对靶施药机关键部件作业的气流场模型.通过对施药机关键部件作业气流场进行多方案仿真对比,分析了气流速度的分布情况.结果表明:粗口径波纹管较于细口径波纹管出风口截面风速更稳定,且气流速度及方向变化更小;在进风口风速均为13 m/s的情况下,相较于单喷头设置,双喷头设置的2个出风口风速虽显著降低,但均大于3.5 m/s,满足作业需求;对双喷头而言,当其分流板角度为60°时,气流场风送效果较好.最后通过风场试验,验证了所优化施药系统结构实际气流场分布与模拟结果的一致性,为径向对靶风送式施药机的研制提供相关理论依据. 展开更多
关键词 风送式施药机 径向对靶 结构优化 计算流体力学
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