中国梨园全程机械化发展现状及建议

对当前梨园生产管理机械化发展情况进行分析,阐述了制约实现梨园全程机械化发展的关键生产环节是果实套袋、疏花疏果、水肥一体化、智能采收。提出全程机械化发展建议,包括制定和实行利于梨园全程机械化的标准、研发适宜化机械、建立健全果园机械化社会化服务体系。

基于改进YOLOv4-tiny的果园复杂环境下桃果实实时识别

为实现果园复杂环境下的桃果实实时识别,提出一种基于YOLOv4-tiny的桃果实实时识别方法 YOLOv4-tinyPeach。通过在主干网络中引入卷积注意力模块CBAM,优化其通道维度和空间维度的特征信息;在颈部网络中添加大尺度浅层特征层,提高对小目标识别精度;采用双向特征金字塔网络BiFPN对不同尺度特征信息进行融合。通过训练和比较,YOLOv4-tiny-Peach模型在测试集下的平均精度AP为87.88%,准确率P为91.81%,召回率R为73.84%,F1值为81.85%,相比于改进前,AP提升5.46%,P提升2.29%,R提升4.09%,F1提升3.44%。为检验改进模型在果园复杂环境下的适应性,在不同数目、不同成熟期和遮挡的情况下对果实图像进行识别,并与原模型识别效果进行对比,结果表明改进模型在三种情况下的识别精度均高于原模型,尤其在大视场和未熟期场景下模型改进效果显著。YOLOv4-tiny-Peach模型占用内存为27.4 MB,识别速度为49.76 fps,适用于农业嵌入式设备。为果园复杂环境下的桃果实自动采摘提供实时精准的目标识别指导。

体验经济背景下自助采摘果园的服务设计研究

文章对现有的自助采摘果园进行研究,根据卢屋村当地的资源和文化,在体验经济的背景下运用服务设计的方法为其设计更加合理的自助采摘果园形式。文章强调了服务设计在提升乡村振兴战略、增加农民收入和改善游客体验方面的重要作用。通过卢屋村的实例,提出了结合农村合作社主导、文化品牌建设和多元化经营模式的服务设计策略。这些策略不仅提升了果园的吸引力,也为当地社区的经济发展和文化振兴提供了新的思路。文章通过结合理论与实践,展现了服务设计在乡村振兴中的有效应用,为类似项目提供了有价值的参考和指导。它证实了创新的服务设计方法能够有效地推动乡村全面发展,实现经济增长与文化振兴的双重目标。

基于TSP_RRT算法的柑橘多目标连续采摘路径规划

【目的】柑橘等季节性水果收获约占整个作业量的40%,耗时耗力,研发柑橘采摘机器人已成为提高柑橘生产效率的重要途径。为解决柑橘采摘机械臂在果园非结构化环境下的规划效率低、规划路径长等问题,提出了一种非结构环境下将旅行商问题(TSP)和快速搜索随机树算法(RRT)相结合的柑橘连续采摘最优路径规划方法(TSP_RRT)。【方法】为了在仿真环境中描述真实的柑橘果树,建立了基于几何包络法的柑橘树模型。将柑橘树的树枝树干等障碍物部分采用分段圆柱体包络,无需采摘的柑橘采用包围球包络。采用带先决条件的概率性随机采样策略,通过引入采样阈值与生成的采样随机数进行判断,可以有效降低采样的盲目性。引入目标引力控制节点生长的最短距离,实现扩展树的生长方向总是朝着目标点的方向,引入自适应步长使得扩展树在生长时根据障碍物的密度自动调节步长大小,目标引力和自适应步长策略提高了采摘机器人路径规划的收敛速度和规划效率。为提高柑橘多目标采摘路径的整体最优规划,缩短路径长度。基于遗传算法的旅行商问题,并考虑采摘过程中树枝等障碍物的干扰,引入障碍物因子来获取多目标采摘顺序的最优解。【结果】仿真结果表明,TSP_RRT算法规划所获得的连续采摘路径长度相比于TSP_RRT-connect算法和TSP_RRT*算法的多目标连续采摘路径分别缩短34.52%、10.19%,规划时间分别减少约31%、50%,TSP_RRT算法的路径规划成功率约为98.8%。【结论】与多种机械臂路径规划的RRT算法相比,改进后的TSP_RRT算法可以快速、准确地生成一条机械臂采摘的最优路径,缩短了路径规划的长度,减少了路径规划的时间。该算法可为柑橘采摘机器人在多目标连续采摘中提供参考和技术支持。

基于RT-DETR-Faster的苹果采摘机器人实时目标检测算法

为了解决苹果采摘中目标小,实时性要求高等问题,提出了一种基于RT-DETR的采摘机器人目标检测方法,名为RT-DETR-Faster。首先,采用FasterNet部分卷积替换主干网络的传统卷积,有效提升了模型的运算速度;其次,使用改进的级联注意力编码器替换原始的编码器,使网络更专注于目标区域;最后,引入Faster_Rep融合特征模块,保留更多有效特征并减少计算量。该文在实际的果园图像上进行了实验,结果表明,该文提出的算法与原始的RT-DETR算法相比,FPS提升了34%,帧数达到了47.9,同时准确率更高,适用于苹果采摘机器人的实时目标检测任务。

果园采摘平台行走机构的研究现状及发展趋势

果园采摘平台是果实采摘过程中运用得最多的采摘机械。我国果树多种植在丘陵山地,地面崎岖不平,采摘机械行走机构性能的好坏关系到果园采摘作业效率和作业人员的安全。为此,从目前国内外常见的果园采摘平台行走机构典型应用分析入手,结合丘陵山地果园地貌特征以及小型机器人行走机构的部分应用,提出设计一种适合丘陵山地果园行走的、具有轻质化以及高离地间隙特征的仿形履带式行走机构。该机构在我国果园采摘平台的研制和推广上具有实际应用价值。

果园采摘平台振动性能试验

以果园采摘平台为研究对象,建立了人-采摘平台两个自由度的振动模型,并在不同路况、不同车况下进行低速振动试验,且通过快速傅里叶变换(FFT)进行频谱分析。试验结果表明:不同路况和车况对采摘平台振动有不同程度的影响,路况对采摘平台的振动影响更明显;采摘平台的振动是低频振动,主要频率集中在0~1 6 Hz,在果品采摘运输作业中容易对果品造成损伤,应对其结构进行改进设计。

种子直播建立高标准银杏采叶园技术的研究

专用型银杏采叶园，已成为当今银杏栽培的最主要模式。种子直播建立银杏采叶园，使生产成本大大地降低，实现了当年投资当年取得显著的经济效益。笔者从①种子的选择；②种子贮藏与播种方法；③覆盖技术；④根外补肥技术入手，旨在解决种子建园中的出芽率问题、病害问题、采叶量问题。为我省的银杏采叶园建设提供量的参考。

南方丘陵山地果园采摘机械的现状

丘陵山地果园的机械化采摘已成为丘陵山地果园作业的核心需求。介绍了山地果园采摘机械的类型、发展现状,以及目前国内外山地果园采摘机械的理论研究水平,分析了国内几种山地果园采摘机械的类型及特点,探讨了国内山地果园采摘机械的发展方向。

我国荔枝出口现状与发展建议

对我国荔枝鲜果出口现状进行了论述,重点介绍了市场、采收贮运、原料基地。提出了促进我国荔枝鲜果出口的相关对策:以龙头企业为依托稳步发展备案基地;重点扶持成组具有机械移动性实用实效特点荔枝冷链贮运规模流动处理线;品牌经营,建立高质量有诚信的国外市场。

采摘果园经营管理策略研究——以尤溪县洋中镇老友生态农场为例

果园采摘是休闲农业的一个重要类型,在减少农产品流通环节、开拓农产品销售渠道、创建品牌、发展三产融合、提升农业经济效益方面具有明显的优势。笔者以尤溪县洋中镇老友生态农场为例,分析了采摘园存在缺乏规划、服务理念不到位、采摘品种单一、同质化竞争激烈、劳动力成本高、精细化管理不足、品牌建设滞后、营销推广不足等问题。提出对采摘园进行准确定位、采用高标准的绿色种植技术、配套完善服务设施、实现功能分区、利用新媒体进行营销推广、树立品牌等经营管理措施,以带动传统果园转型升级,实现乡村产业振兴。

观光采摘园中果桑高产栽培技术

果桑已成为农业观光采摘园中深受游客喜爱的水果之一,种植面积越来越大,但生产上普遍存在品种不良和栽培管理水平低下的问题。该文从品种选择、园地选择与定植、整形修剪、肥水管理、病虫害防控等方面总结果桑采摘园高产优质栽培管理技术。

房山区旅游观光采摘果园典型调研

本文通过房山区观光采摘园实地调查,统计出了房山区现拥有的采摘园的数量、果树品种、面积以及观光果园的接待采摘游客的数量、采摘果品总量、采摘收入等数据。提出了在房山区建设观光采摘果园的一些建议:建设观光园,要具有一定的规模,注意充分地利用房山区丰富的地理资源优势,统一规划,合理布局,加强养护管理,重视水土保持,体现出房山区地区的地方特色。

果园升降作业平台的研制与试验

针对新疆特色林果业的发展现状,研制开发了高空采摘升降作业平台,以实现果园机械化管理生产,促进现代林果业的健康可持续发展。相对于人工作业,升降作业平台具有工作效率高、稳定性能好、安全系数高、操作简便等诸多优点,是一种性能优良的现代果园管理机具。

果园自然环境下采摘机器人路径识别方法

果园自然环境下光照条件是不同的,而不同的光照条件又会对采摘机器人的路径导航产生不同影响,针对此环境,本研究提出了一种根据光照度进行分类并使用不同算法提取道路中心线的方法。首先对图像亮度分量和光照度进行研究,并将光照度划分为低光照、正常光照和高光照3个等级。在低光照条件下通过分离出S通道,然后利用K-means与Ncut算法对其进行分割,在正常光照条件下采用Otsu算法对S通道进行分割,在高光照条件下则通过K-means与Ncut算法对Cg、Cb与Cr通道进行差分运算后的图像进行分割。将分割后的图像进行边缘检测并提取道路轮廓,并通过最小二乘法实现道路中心线的获取。最后选用150张不同光照条件下的图像进行了静态试验验证,并通过课题组自行研制的采摘机器人进行了动态试验验证,静态试验验证结果表明,3种光照条件下图像分割区域与道路真实区域的平均重合度为96.74%、平均分割误差为2.01%、平均道路中心线平均偏差为2.71像素,平均耗时为0.182 s;动态试验验证结果表明,3种光照条件下的平均横向偏移距离为3.1 cm。表明,该方法在不同光照条件下具有较高的精度和实时性,能够满足采摘机器人在自然光照条件下的路径识别及导航需求。

果园采摘机械手研究现状综述

果园采摘机械化是实现解放劳动力,提高作业效率的有效手段。为此,阐明了水果采摘机械的意义,介绍了国内外机械手采摘的发展现状,总结分析了机械手的分类方法。同时,对比不同类型机械手优缺点,对果园采摘机械手的发展进行展望。

果园套种模式下花生摘果装置设计与试验

针对新疆果园套种花生的种植模式在收获花生过程中行走不便、荚果破碎率高、生产率低等问题,研制了一种果园套种模式下花生摘果装置。在分析整机工作原理的基础上,进行了关键零部件的设计及参数确定。确定摘果滚筒转速X1、喂入口倾角X2和摘果间隙X3三个因素为影响摘果效率的主要因素,并对摘净率和破碎率进行试验研究。试验结果表明:影响摘净率和破碎率的因素主次顺序为:X1>X2>X3。较优组合为摘果滚筒转速370 r·min^(-1),喂入口倾角12°,摘果间隙20 mm。试验结果为摘净率97.87%,破碎率为1.75%。

果园远程机器人数字视频光纤传输系统——基于DWDM

随着设施农业的发展和农业机械化的要求,对作物的种植管理和收获模式的要求也越来越高。在规模化种植背景下,随着种植面积迅速增长,种植、管理和收获的劳动量也越来越大。研究开发果实收获机器人,实现机械化、自动化与智能化,是现代农业工程的重要课题。在果园采摘机器人自动化作业过程中,远程监控是关键,其不仅可以观测到采摘机器人的作业状态,对于机器人的远程控制也发挥重要的作用。为此,提出了一种基于DWDM光纤传输的采摘机器人远程监控系统,并对系统的性能进行了测试,包括数据传输性能和采摘机器人的作业性能。测试结果表明:采用DWDM光纤传输系统可以成功地将白天和夜间的作业场景图像传输到远程控制终端,在远程控制终端的协同控制作用下,采摘机器人具有较高的果实识别效率和采摘准确率。

3GP1型果园采摘作业平台液压系统设计研究

针对果园采摘作业平台自动化程度低、在升降调平和输送果箱过程中稳定性不高的问题,设计了一种新型果园采摘作业平台液压系统,提高了作业平台升降调平和输送果箱时的稳定性。为此,分析了作业平台的结构及工作原理,介绍了液压系统的组成和原理,计算确定了液压系统的各项技术参数,并对各液压元件进行了选型。试验结果表明:该机工作性能良好,液压系统稳定可靠,3h系统温升53℃、升降油缸压力13.8MPa、下输送机构油缸压力13.1MPa、平台举升用时26s、左右调平用时9s等各项检测值均在设计要求范围内,能够满足使用要求。

现代果园作业平台设计与试验

针对现代矮砧密植果园中苹果采摘、运输等作业环节劳动强度大、人工作业效率低以及人工作业安全保障性差等问题,设计制造了一种现代果园作业平台。该作业平台采用全液压驱动系统,前轮转向,后轮驱动,具备低速大扭矩特征,通过液压缸升降实现果箱在作业平台中装卸和平台的升降以及扩展功能。对样机进行爬坡、转弯和行走等性能测试,相关指标达到设计要求。结果表明,样机升降1.3m,最大行驶速度8km/h,最小转弯4m,平台展开宽度3m及外形空间尺寸等指标,满足工作实际要求,适合现代矮砧密植果园作业模式需求。