油菜联合收获机凸块扰流式旋风分离清选装置研究

针对油菜联合收获机旋风分离清选气流场分布存在死区,导致油菜脱出物分离不彻底,夹带损失率增加、清洁率降低等问题,提出了一种凸块扰流式旋风分离清选装置,通过旋风分离筒下锥段内壁螺旋间隔排列的圆柱磁块形成柱状凸起,扰动内部气流场。基于运动学与动力学分析开展了旋风分离气流场死区对油菜籽粒迁移的影响,分析表明气流场死区不利于杂余的分离;明确了凸块螺旋间隔排布方式,以旋风分离筒入口风速和吸杂口风速以及凸块排列的螺旋升角、间距、螺旋头数为试验因素,以清选装置清洁率、损失率为评价指标,基于自主研发的油菜联合收获关键部件试验台开展了单因素试验与Box-Behnken试验,建立了清洁率与损失率和影响因素之间的数学关系模型,得出了旋风分离清选装置最佳参数组合并开展了台架和田间验证试验。单因素试验结果表明,增加凸块扰流可提升旋风分离清选装置性能,当凸块采用4头均匀对称螺旋排布时,籽粒损失较少且清洁率较高;Box-Behnken试验结果表明,最佳参数组合为螺旋升角66.2°、凸块间距48.3 mm、入口风速4.9 m/s、吸杂口风速25.4 m/s,在最佳参数组合下,清洁率与损失率的预测值分别为94.71%和3.58%,台架验证试验测得清洁率与损失率的实测值分别为93.87%和4.21%。田间试验表明旋风分离清选装置田间作业顺畅,清洁率与损失率分别为90.03%~92.78%和4.52%~5.07%。该研究可为油菜联合收获清选装置结构优化和改进提供参考。

油菜收获清选筛面物料匀散导流装置设计与试验

针对长江流域油菜主产区普遍使用的履带式油菜联合收获机进行高密高产油菜收获时清选筛面脱出物易堆积,影响油菜籽粒透筛,导致清选损失率高和作业效率低的问题,通过分析清选过程中物料抛散运动规律,设计了筛面物料匀散导流装置,确定了影响清选系统作业性能的装置关键结构与作业参数。构建了清选系统CFD-DEM耦合仿真分析模型,采用二次回归正交组合试验方法,探究了导流杆摆动频率、导流杆转速、驱动关节滑槽倾角对清选损失率、清选含杂率的影响,确定了最优参数组合。仿真试验结果表明,各因素对损失率和含杂率均具有显著影响,其中以导流杆摆动频率影响最显著,最优参数组合为导流杆摆动频率12.5 Hz、导流杆转速120 r/min、滑槽倾角20°。基于优化后的参数进行台架试验,结果表明,在相同的大喂入量条件下,增设筛面匀散导流装置后清选损失率为3.97%,含杂率3.71%,对比原清选系统损失率降低49.8%,含杂率降低34.7%,能够满足高密高产油菜的低损高效清选作业要求。

对行式油菜薹有序收获机设计与试验

针对油菜薹机械化有序收获装备缺乏的问题,设计了一种对行式油菜薹有序收获机,完成油菜薹对行、夹持切割、柔性输送、有序铺放等收获环节。阐述了收获机整机结构和作业过程,根据切割、输送和铺放过程中油菜薹的运动学和动力学分析,确定了单圆盘切割器、夹持输送装置和导流板等部件的结构和运行参数,解析收获机参数对切割损伤率和铺放角变异系数的影响规律。研制对行式油菜薹有序收获机样机,以机器前进速度、切刀转速、输送带速度和导流板倾角为试验因素,以切割损伤率和铺放角变异系数为评价指标开展四因素三水平Box-Behnken田间试验。利用数据分析软件Design-Export 10建立试验指标与因素之间的二次多项式回归模型,分析各因素对试验指标的影响规律;求解切割损伤率和铺放角变异系数优化模型,得出最优参数组合为:机器前进速度0.5 m/s,切刀转速910 r/min,输送速度0.75 m/s,导流板倾角49°。验证试验表明,较优参数组合条件下切割损伤率为4.95%,铺放角变异系数为9.55%,与预测值之间的相对误差小于5%,能够满足油菜薹有序收获需求。

4SY-2.9型油菜割晒机机架振动分析及改进

针对4SY-2.9型油菜割晒机因各部件运动产生的激振力随机不定而引起机架振幅大的问题,为降低割晒机工作时共振,对其机架进行建模,导入ANSYS Workbench中求解自由模态下机架的模态频率和振型,并通过模态试验与仿真分析结果对比验证有限元模型的准确性。通过分析机架外部激振频率特点和仿真结果,提出增加机架拱门结构的设计方案,开展拱门圆管厚度与安装位置仿真试验。优化后机架第1阶模态频率调整到15.339 Hz,避开了输送带弹齿和割刀激振力的激励频率范围,有效避免其共振产生。对优化后的机架模型进行有限元静力学分析,结果表明机架满足强度要求。割晒机在空载状态下,对安装机架拱门与未安装拱门纵梁最大变形点处采集加速度时域信号,并通过FFT频谱分析得到功率谱分析图,试验结果表明:测点最大峰值点X方向幅值降低了71.47%,Y方向幅值降低了70.60%,Z方向幅值降低了70.21%。田间试验表明:改进的油菜割晒机田间通过性好,作业效率高,能实现有序中间条铺,条铺宽度满足后续捡拾脱粒机作业幅宽;割晒的油菜平均铺放宽度为1 674 mm,割茬平均高度为330 mm,平均堆放高度为603 mm。优化后的油菜割晒机机架动态性能良好,作业质量满足后续工序作业要求。该研究可为同类宽幅机架的设计研究提供参考。

油菜联合收获机种子籽粒脱粒装置结构及运行参数优化

为探究油菜联合收获机脱粒系统对油菜籽粒的收获效果,寻求较优的脱粒装置结构及运行参数,以喂入量、脱粒滚筒间隙、脱粒滚筒转速和脱粒元件型式种类为影响因素,油菜种子籽粒发芽率、脱粒损失为评价指标,开展油菜联合收获脱粒试验、发芽率试验及无损伤籽粒发芽率对比试验,探究了联合收获油菜籽粒的脱粒损伤机理。结果表明:影响油菜种子籽粒脱粒损伤的主次因素依次为脱粒元件型式、脱粒滚筒间隙、脱粒滚筒转速、喂入量;所选因素水平下,综合考虑脱粒损伤及损失,采用喂入量3.2 kg/s、脱粒滚筒间隙9 mm、脱粒滚筒转速856 r/min、全钉齿时为较优组合。分析表明:联合收获脱粒会对油菜种子籽粒造成损伤,影响脱粒损伤的直接因素为种子籽粒在滚筒内受打击次数及打击力大小;通过调整脱粒系统结构及运行参数,能够显著降低油菜的脱粒损伤及损失,本文为脱粒装置结构及运行参数的优化提供参考。

履带式联合收获机水田作业转向运动学分析与试验

为设计适于水田土壤环境的履带式联合收获机导航控制器,需准确分析履带联合收获机在水田中的运动规律。该研究在建立履带联合收获机转向运动学模型的基础上,推导了低速侧履带转向滑移率和高速侧履带转向滑转率与转向半径、转向角速度、履带卷绕速度的关系,搭建了履带联合收获机转向运动参数测试系统,采用限幅平均滤波处理转速信号,滤波窗口宽度为10个采样值时,转速信号方差减小了60.8%;采用扩展Kalman滤波器融合定位数据和IMU传感器数据记录履带式联合收获机行进轨迹和航向角,航向监测标准差比滤波前减小53.6%。田间试验表明,水田中履带式联合收获机的转向半径和转向角速度主要与前进速度和滑转率、滑移率相关,高速度侧履带滑转率随前进速度的增加而增大,变化范围为0.066~0.378,低速侧履带滑移率接近1,由于履带转向时的滑移滑转,实际转向半径大于理论转向半径,转向半径修正系数的变化范围为1.737~2.947,与前进速度呈二次函数关系;实际转向角速度小于理论转向角速度,转向角速度修正系数的变化范围为0.315~0.677,与前进速度呈幂函数关系。研究结果可为水田作业的履带式联合收获机导航控制器设计提供理论依据和参考。

水稻收获作业视觉导航路径提取方法

针对水稻收获视觉导航中的路径规划问题,提出一种水稻收获作业视觉导航路径提取方法。通过相机标定获取畸变参数矫正原始图像,并进行高斯滤波,采用基于2R-G-B超红特征模型的综合阈值法进行图像二值化分割,并对二值图像进行形态学的开-闭运算,抑制噪声干扰,根据图像灰度垂直投影值动态设定感兴趣区域,水平扫描获取作物线拟合关键点,最后采用多段三次B样条曲线拟合法提取水稻待收获区域边界线。室内试验表明,采用本文所提出的图像处理方法提取的图像中距离信息平均误差为9. 9 mm、偏差率为2. 0%,角度信息平均误差为0. 77°、误差率2. 7%。在顺光、逆光、强光、弱光4种光线环境下,对中粳798和临稻20两种作物进行了收获路径提取田间试验,以像素误差、距离误差、相对误差和标准差为评价指标,对比了不同光线下的路径提取结果,试验结果表明,对于中粳798的收获图像,4种光线环境下15个关键点的平均像素误差为28. 7像素,平均距离误差39. 7 mm,平均相对误差2. 7%;强光环境平均像素误差最小,为26. 2像素;弱光环境平均距离误差最小,为23. 9 mm;强光环境平均相对误差最小,为2. 0%;顺光环境稳定性最好,标准差为6. 8像素。对于临稻20的收获图像,4种光线环境下15个关键点的平均像素误差36. 5像素,平均距离误差45. 0 mm,平均相对误差2. 8%,在逆光环境下的平均像素误差、平均距离误差和平均相对误差均最小,分别为29. 5像素、36. 9 mm和2. 3%,稳定性也最好,标准差为10. 8像素。单帧图像平均处理时间38 ms。本研究可为田间作物线检测和收获作业的自动导航提供参考。

联合收获机脱粒滚筒有限元模态分析与试验

针对联合收获机脱粒滚筒在工作中的振动和噪声问题,为了避免共振,利用软件ANSYS Workbench对联合收获机脱粒滚筒进行了有限元模态分析,得到了前6阶的固有频率和振型。对脱粒滚筒进行了模态实验,与有限元分析结果进行对比,其固有频率相对误差在4.6%以下,且振型一致,验证了有限元分析的准确性。模态分析结果表明:前6阶固有频率与主要振源激励频率相差较大,较好地避开了共振区;钉齿杆与幅盘的振幅较大,且两者的连接处最为薄弱,在设计和焊接时应尤为注意。该研究为联合收获机脱粒滚筒的设计与优化提供了参考。

基于LoRa技术的联合收获机群通信方法

随着农业集约化、规模化及产业化的发展,联合收获机开始以机群形式进行多机联合作业,由此衍生出对于联合收获机群物联网及无线通信的需求。在无线通信技术中,LoRa技术在传输距离、部署方式等方面具有独特的优势。该研究提出了一种基于2.4 GHz LoRa技术的联合收获机群通信网络结构和工作模式。对LoRa相关参数使用NS-3网络仿真平台建立仿真模型,对扩频因子分配方案选择、可容纳节点数量和最小发送间隔进行分析,并在联合收获机群模拟通信场景进行仿真,同时开发了机载终端硬件和软件。仿真试验结果表明,在模拟通信场景下,选择特定比例分配扩频因子可改善网络通信性能;在保证90%以上接收成功率的前提下,静态场景下1625 kHz带宽可支持25个节点以1 s的发送间隔进行通信,在动态场景下1625 kHz带宽通信时延低于10 ms。田间试验结果表明,“报告(Report)”模式下通信总体成功率为99.3%;“请求(Request)”模式下通信总体成功率为92.5%,平均响应时间为123.07 ms。该研究将2.4 GHz LoRa技术应用于联合收获机之间的无线通信,可为联合收获机机群协同作业时通信提供可行方法。

转子弯扭耦合振动共振特征分析

转子存在偏心距时,弯曲振动和扭转振动之间会相互作用产生弯扭耦合振动。目前对弯扭耦合振动的研究主要集中于其非线性特征,针对共振振幅大小和共振影响因素等共振特征的研究却比较少见。在实际的结构设计工作中,有时要利用耦合共振获取更大的振幅和振动能量。所以有必要从共振特征入手,对转子的弯扭耦合振动开展进一步的研究。首先建立偏心转子的弯扭耦合振动模型,使用小参数法对振动方程求解。其次分析扭转振动、弯扭振动产生耦合共振的条件,详细比较各振型共振振幅的大小和各参数对共振振幅的影响。然后以具体的算例,对各参数对弯扭耦合共振振幅大小的影响进行数值模拟,计算各阶共振振幅的大小,给出具有最大共振振幅时的参数条件,验证理论分析,为弯扭耦合振动的研究工作提供思路和依据。

谷物联合收割机工作振动问题研究进展

工作振动剧烈、噪声高是国产联合收割机存在的重要问题。强烈的振动易造成零部件产生裂纹、疲劳断裂或磨损等破坏,严重地影响整机的可靠性和收获效果。联合收割机工作振动问题的主要研究内容包括振源分析、结构分析和优化设计等。割台和发动机是造成联合收割机工作振动的主要原因,运用有限元、动力学软件进行结构的仿真分析与优化是解决联合收割机振动问题的一个重要途径。对割台装置、脱粒系统、清选系统的振动问题研究现状进了阐述,对各主要工作部件的振动分析及减振方法等关键问题的研究进展进行总结,分析联合收割机工作振动研究存在的问题,对当前联合收割机振动的研究提出一些建议。

油菜联合收割机双向电驱动分行竖割刀设计

针对传统油菜联合收割机分行竖割刀存在振动大、损失率高的问题,该文设计了双向电驱动分行竖割刀装置。根据对称式双偏心轮的运动学特征和双动刀片切割油菜茎秆的力学模型,确定了传动机构和刀片的主要参数;建立了动刀切割运动轨迹方程,通过数值模拟分析不同切割速比(割刀平均速度与收割机前进速度之比)下的切割效果,以未切割率与重复切割率之和最小为约束条件,确定切割速比为1.1时切割效果最优;将双向电驱动分行竖割刀应用于4LZ-6T型油菜联合收割机并开展振动测试,仅竖割刀工作时,割台振动加速度为0.11g,为横割刀振动加速度的11%;田间试验表明,装有双向电驱动分行竖割刀的油菜联合收割机收获总损失率为6.15%,其中割台损失率为3.37%,竖割刀分行平均损失率为1.03%;在切割速比为1.08、1.63、2.40时,竖割刀的分行损失率分别为0.90%、1.04%和1.14%,在接近最优切割速比1.1时,竖割刀分行损失率最小为0.90%,相较另外2种切割速比,竖割刀分行损失率分别减小了13.5%和26.7%。该研究和设计可为油菜割台结构改进和降低油菜联合收割机收获损失提供参考。

倾斜输送式油菜割晒机铺放质量分析与试验

针对油菜切割输送铺放过程中分枝牵扯和架空导致侧向输送难、割幅内铺放空间小、铺放难的问题,该研究根据油菜倾斜输送原理,设计了倾斜输送式侧铺放油菜割晒机。结合茎秆顺畅迁移的几何条件和运动学条件分析了油菜茎秆切割输送铺放过程,确定了倾斜输送式油菜割晒机主要结构参数和工作参数,明确了铺放质量的影响要素为拨禾轮转速、输送带线速度和输送装置倾角。以铺放角度、上下层铺放角度差、铺放宽度变异系数和铺放高度变异系数为铺放质量评价指标开展了二次回归正交组合试验。结果表明,输送装置倾角对铺放质量的影响最显著,优化参数组合为拨禾轮转速35r/min,输送带线速度1.5m/s,输送装置倾角27°。田间试验结果表明,优化参数组合条件下,割晒油菜的平均铺放角为28.3°,上、下层铺放角度差为5.4°,铺放宽度变异系数为9.6%,铺放高度变异系数为8.6%,铺放损失率为0.73%;晾晒4 d后油菜茎秆含水率和籽粒含水率分别为47.9%和9.7%,相较晾晒前分别降低了35.1%和74.4%,有利于后续捡拾脱粒清选。倾斜输送式油菜割晒机可实现油菜的顺畅输送、整齐铺放和高质低损割晒,满足多熟制油菜分段收获需要。研究结果可为油菜割晒机结构改进提供参考。

正负气压式油菜割台分行落粒回收装置设计与试验

针对油菜联合收获分行剪切落粒多、损失高的问题,提出了油菜割台分行损失气力回收方法,设计了正负气压组合式油菜割台分行落粒回收装置。通过正压气流导向收集分行散落物料,并由负压气流定向输送回割台,实现回收减损。基于Fluent构建了回收管内部流场仿真分析模型,单因素试验确定了喉管直径、喉管倾角分别为70 mm、120°,在一定范围内负压气流速度随渐扩角、渐缩角的增大而减小且存在交互作用;以进风口直径、渐缩段长度、出风口直径和渐扩段长度为试验因素,以负压气流速度为评价指标,开展了四元二次回归正交组合试验,结果表明影响负压气流速度的主次顺序为渐扩段长度、进风口直径、渐缩段长度、出风口直径,较优参数组合为进风口直径94 mm、渐缩段长度38 mm、出风口直径115 mm、渐扩段长度350 mm;建立了回收装置内部流场物料CFDDEM耦合仿真模型,研究了正压、负压气流速度对物料回收效果的影响,结果表明物料回收率随正压气流速度的升高先增大后减小、随负压气流速度的升高持续增大,明确了较优正压气流速度为20 m/s;基于正、负压气流流量分析,确定了气流分配器中两路气流通道的截面积之比为1∶3;田间试验表明装备分行落粒回收装置后油菜割台损失率、竖割刀损失率分别为1.26%、0.39%,分别下降了21.8%、47.3%,有效降低了分行损失和割台损失。

弯扭耦合振动时效机理及其工艺参数的选择

振动时效是消减残余应力的有效措施,它有节能、高效无污染的优点。由于高刚度工件的固有频率远远高于现行振动时效设备所能提供的激振频率,导致不能使用振动时效这一方法消减残余应力。为了解决上述问题,提出了基于弯扭耦合理论的新型振动时效方法。首先建立了偏心转子的弯扭耦合振动模型,分析了扭转振动、弯扭振动产生耦合共振的条件,比较了各振型共振振幅的大小。然后综合考虑现有设备所能提供的激励频率和共振产生的动应力,确定了弯扭耦合振动时效的主共振振型和此时的应力分布规律,提出了弯扭耦合振动时效的机理。

基于混合蛙跳优化的采摘机器人相机标定方法

针对采摘机器人领域传统的张正友相机标定方法存在对相机模型参数初值敏感和标定结果不稳定等问题,提出一种基于改进混合蛙跳和LM算法的相机标定方法。该方法把相机标定划分为两步:(1)以混合蛙跳优化为工具,求出相机模型参数的初始值,避免传统张正友相机标定方法直接求取相机模型的参数初值所带来的初值敏感问题。(2)以改进LM算法对第1步求出的相机模型参数初值进行非线性优化求精,避免张正友相机标定方法须求取相机模型优化参数的雅可比矩阵,从而导致标定结果不稳定的问题。采用Open CV编写采摘机器人双目视觉标定系统,分别对传统张正友相机标定方法、基于遗传算法的相机标定方法、基于标准混合蛙跳算法的相机标定方法和本文相机标定方法进行相机标定试验。试验结果表明:本文相机标定方法所获得的左相机焦距的绝对误差为0. 065～0. 506 mm、相对误差为1. 899%～12. 652%,平面靶标图像特征点的平均像素误差为0. 166～0. 175像素;右相机焦距的绝对误差为0. 083～0. 360 mm、相对误差为2. 429%～11. 484%,平面靶标图像特征点的平均像素误差为0. 103～0. 114像素;双目相机之间距离的绝对误差为1. 866～2. 789 mm、相对误差为3. 209%～4. 874%。以上参数精度及收敛速度和稳定性均优于其他相机标定方法,从而验证了该方法所获得的相机标定参数具有较高的准确性和可靠性。

履带式农业装备行走机构对土壤的机械破坏研究进展

土壤是农业的根本,减少作业机具土壤破坏是现代农业装备的必然要求,也是实现农业可持续发展的重要途径。对履带式农业装备对土壤的机械破坏问题进行分析,重点阐述了外载荷对农业土壤结构功能的影响、履带行走机构接地载荷和农用履带行走机构设计与优化方法的研究现状和发展动态。在系统总结和分析土壤破坏机理、履带行走机构接地载荷影响要素等研究趋势的基础上,指出现阶段面向土壤保护性作业设计履带式农业装备行走机构的技术难点,并提出探究外载荷下土壤微观结构和宏观物理性质变化规律,明确履带行走机构载荷分布规律与调控方法,优化履带行走机构设计是减小土壤的机械破坏的关键。

油菜联合收获机往复式双动割刀行星轮驱动器设计与试验

为解决传统油菜联合收获机往复式切割器因横割刀振动大、刀片对油菜茎杆扰动引起的割台落粒损失大、切割功耗高等问题,该研究设计了双动割刀行星轮驱动器。通过建立行星轮驱动机构运动方程,分析了驱动机构须满足的割刀运动结构参数。对行星轮驱动式双动割刀所受惯性力及切割图的分析表明,刀杆往复运动产生的惯性力是引起割刀产生振动的主要原因,且行星轮驱动式双动割刀具有惯性力平衡性能好、切割冲击小、对油菜茎秆扰动小及割刀切割连续性高等特点。茎秆切割功耗测试结果表明,割刀切割速度在1.2、1.4、1.6 m/s范围内,行星轮驱动式双动刀相对曲柄连杆驱动式单、双动刀切割器功耗平均分别降低了43.3%和16.8%。相同割幅的行星轮驱动式双动割刀和曲柄连杆式单动刀空转状态振动测试表明,割刀切割速度在0.8、1.2、1.6 m/s时,同一振动测点处安装有行星轮驱动式双动刀的割台较安装有曲柄连杆式单动刀切割器的割台所受割刀往复运动方向振动平均降低了56.3%。油菜联合收获田间试验结果表明:安装有行星轮驱动式双动刀的割台所受割刀往复运动方向的振动较安装有曲柄连杆式单动刀的割台降低51.2%;机器前进速度0.6~1.4 m/s时,行星轮驱动式双动割刀割台落粒损失最小为1.56%,最大为2.68%,较曲柄连杆式单动刀割台落粒损失平均降低42.5%。理论分析、室内试验及田间试验结果均表明,所设计的行星轮驱动式双动割刀振动小、功耗低、作业性能稳定,降低割台落粒损失效果明显。

基于ANSYS-ADAMS的立式油菜割晒机铺放角形成机理

为提高油菜割晒作业性能,研究油菜植株参数和割晒机参数对铺放角的影响规律,该研究利用ANSYS软件和Pro E软件分别建立油菜植株的柔性体和割晒机模型,在ADAMS软件中建立割晒机-油菜植株刚柔耦合模型,开展油菜植株铺放过程单因素与多因素仿真试验。单因素试验结果表明:油菜植株高度在1.2~1.6m范围内,铺放角先减小后增加且在植株高度为1.4m时取得最小值;油菜植株质量密度在438~588kg/m3范围内,铺放角先增加后减小且在质量密度为538 kg/m3处取得最大值;植株与植株的摩擦系数在0.1~0.5范围内,摩系数越大铺放角越小。多因素响应面试验结果表明:输送链与前进速度的速比、前进速度、割茬高度、输送链速度与前进速度的速比及前进速度与割茬高度的交互作用对铺放角的影响极显著(P<0.01),显著性顺序从大到小为输送链速度与前进速度的速比、前进速度、割茬高度;根据多因素试验结果建立铺放角的三元二次回归方程模型,并建立响应面分析多因素交互作用对铺放角的影响规律;建立目标优化方程组,确定割晒机最优作业参数组合为前进速度0.6 m/s,速比1.37,割茬高度0.42 m。田间试验结果表明,优化作业参数条件下,铺放角预测值与实测值的相对误差小于6%;与对照相比,铺放角由134.9°下降为115.8°,角度差由11.2°下降为9.6°,根差由0.22m下降为0.14m,割晒损失率由2.2%下降为1.5%,割晒机作业性能提高。研究结果可为油菜割晒作业的适宜条件确定和割晒机作业参数优化提供依据。

基于统计直方图k-means聚类的水稻冠层图像分割

针对现有k-means聚类图像分割方法存在对初始聚类中心敏感、易错分割以及运行时效低等问题,提出了一种基于统计直方图k-means聚类的水稻冠层图像分割方法。该方法首先根据图像直方图蕴含的像素数量先验信息,选择像素数量差异较大的像素值作为水稻冠层图像的初始聚类中心;然后再利用图像直方图中像素值与图像像素数量的先验对应关系,对水稻冠层图像聚类目标函数权值化;最后依据k-means聚类框架对水稻冠层图像进行聚类分割。为了验证本方法的有效性,分别同基于k-means、k-means++、k-mc2、afk-mc2等4种主流均值聚类的水稻冠层图像特征像素提取方法进行对比试验。结果表明:对于临稻20号、武运粳32号以及中粳798号成熟中期水稻冠层图像聚类分割,常光下本方法的平均类内平方差分别为36.6、29.5、29.5,平均类间平方差分别为67.5、51.8、51.8,平均运行时间分别为0.2 s、0.3 s、0.3 s;强光下本方法的平均类内平方差分别为15.2、4.9、12.1,平均类间平方差分别为30.9、9.5、21.2,平均运行时间分别为0.3 s、0.2 s、0.3 s,均优于以上4种聚类方法。