立木整枝机设计方法与主要参数的研究

该文研究了立木整枝机的工作方式、切削机构、传动机构,提出了螺旋式上升、锯链式切削机构、机械传动是较为理想的整枝机的工作方式.同时,对整枝机的工作参数、对象进行研究,提出了整枝机的合理工作参数,设计了一套测试系统;采用测力传感器测定整枝机系统轮胎与树木的作用力,计算出了轮胎与树木之间的摩擦系数;测定了侧柏、银杏、刺槐等几种主要树木的摩擦系数,为整枝机的动力选择提供了重要的依据.      

遥控自动立木整枝机电源控制系统

便携式遥控自动立木整枝机控制系统电源的使用效率是整个系统的一个重要指标及可靠工作的前提.该文在分析控制逻辑的基础上,从节能的观点出发,合理地研制了自动立木整枝机发射与接收系统电源控制电路.电源供电能力测试的结果证明:该电源控制电路可以有效地提高整个系统电源的效率,能够很好地满足自动立木整枝机的工作需要.      

遥控自动立木整枝机运动控制系统

正确的控制逻辑是自动立木整枝机运动控制系统的关键技术.该文根据作业要求,研制了基于复杂可编程逻辑器件的自动立木整枝机运动控制系统.该系统采用自制的新型电动机位置动态检测装置,通过复杂数字逻辑运算及相应的闭环控制驱动电路,实现对人工林自动立木整枝机控制信号的分组、实时控制.该运动控制系统设计合理、控制逻辑准确,已成功应用于BSR Z23 001A人工林自动立木整枝机,工作可靠,使用效果良好.      

基于EDA技术的自动立木整枝机无线遥控接收系统

在分析自动立木整枝机工作过程和控制要求的基础上,该文详细阐述了自动立木整枝机无线遥控接收系统的组成及工作原理,进而采用电子设计自动化(EDA)技术设计了自动立木整枝机无线遥控接收系统的数字控制逻辑.通过优化CPLD内部逻辑电路,有效消除了逻辑竞争冒险.仿真结果表明,该系统控制可靠性较高,能有效提高自动立木整枝机的功能安全性.      

基于计算机视觉的立木枝干直径自动测量方法

立木枝干直径是智能型立木整枝机器人工作的重要工作参数.该文提出了一种基于计算机视觉原理的立木枝干自动测量方法.该方法利用已知大小的标定尺简化无线性畸变CCD摄像机标定过程.首先,将标定尺与被测立木紧贴在一起并通过CCD摄像机获取它们的图像;其次,从图像中通过二次模板匹配方法检测标定尺并统计标定尺像素数;然后,计算出图像每一个像素代表的实际尺寸;第四,通过立木枝杈点检测分离出树干和树枝;最后,将统计立木枝干直径的像素数与每一个像素代表的实际尺寸相乘就可以很容易地计算立木枝干直径.该文测量了12组立木枝干的直径,平均绝对误差为0.67 cm,平均相对误差为1.9%.实验结果表明,计算机视觉的立木枝干直径自动测量方法能够比较精确地解决智能型立木整枝机器人中的立木枝干自动测量问题,但是该方法在进行复杂背景立木枝干直径测量时精度需要进一步提高.      

立木枝杈点自动识别方法

立木整枝机器人在整枝作业过程中需要实时自动识别立木枝杈点并计算出其相对空间位置关系.该文给出了一种适用于立木整枝机器人的立木枝杈点识别新方法.该方法首先使用数学形态学方法对图像进行二值化处理,然后对二值图像进行骨架化处理,最后将骨架化后的图像与一个3×3的全1矩阵构成的模板进行卷积运算;卷积结果大于给定阈值3的像素点就是枝杈点位置.实验证明,该方法能够比较准确地检测到立木图像枝杈点并计算出枝杈点的位置.      

基于计算机视觉的立木树干曲率自动测量方法

树干曲率的自动测量是智能立木整枝机作业的重要步骤.该文针对立木图像的特点,提出了一种基于计算机视觉的立木树干曲率自动测量方法.该方法包含4个主要步骤:利用阈值分割对树干图像进行提取,得到图像的粗分割;在中值滤波的基础上,利用拉普拉斯算子对图像进行边缘位置点的检测,从而得到准确而连续的边缘;利用数学形态学方法对树干边缘进行细化处理;以道格拉斯-普克法提取树干曲线上的特征点,对其进行曲线拟合并求得树干曲率.实验结果表明,该方法能比较准确地识别树干的弯曲度.      

基于神经网络的立木枝干测量方法研究

通过神经网络算法完成实现摄像机标定,并将标定方法应用到立木枝干的测量上,实现立木枝干尺寸测量的自动化.该方法包含3个主要步骤:首先是通过图像预处理提取特征点,其次针对树木特点提出改进型神经网络摄像机标定算法,最后对测量方法进行验证并对误差进行分析.结果表明,此方法的测量精度能达到0.1mm,测量误差为±1.40 mm,满足作业要求.     

基于抚育整枝目标的毛白杨枝条冲击切割性能适应性分析

【目的】为了提高毛白杨枝条冲击切割效率并改善切割效果,通过研究枝条内部因素对切割性能的影响,对毛白杨枝条的冲击切割性能进行适应性分析。【方法】以我国华北地区林场广泛种植的速生林品种毛白杨的枝条为研究对象,使用自制的枝条切割平台进行枝条切割试验。在单因素试验的基础上采用Box-Benhnken中心组合试验方法,通过试验和理论研究枝条直径、含水率和分枝角度3个内部因素对峰值切割力和断裂效果的影响规律。【结果】（1）建立了毛白杨枝条冲击切割性能的切割机理模型;（2）通过对模型进行优化分析,得到最优参数组合为枝条直径14.7 mm、含水率14.0%、分枝角度90°,该组合下的峰值切割力为370.48 N,断裂效果评分为4.6分,峰值切割力和断裂效果分数的预测值与实测值的相对偏差均小于5%;(3)峰值切割力与枝条直径呈线性增长关系,随枝条含水率的增大呈先增大后减小的趋势,随着分枝角度的增大而小幅增大。【结论】选择树龄为7年时进行修枝作业,作业的季节选择秋冬季,可以获得较优的修枝质量,该研究可为速生林修枝装备的研发与林木抚育方式的优化结合提供数据支撑。     

基于图像的昆虫自动识别与计数研究进展

 随着计算机技术的快速发展,现代农业逐步走向数字化、精准化和智能化,昆虫自动识别和计数成为国内外研究的热点。论文综述了国内外基于图像的昆虫自动识别与计数技术研究的主要方法和应用,概述了各种方法的原理,比较了它们的优缺点,最后讨论了存在的问题及研究展望。     

广西茶树修剪技术

修剪是茶园获得高产稳产的关键技术,包括茶树定型修剪、成龄茶树的轻修剪、成龄茶树的深修剪、茶树的重修剪、衰老茶树的台刈等。不同的茶树品种、不同茶区的气候环境条件,有不同的修剪技术要求。本文结合广西的实际情况,探讨广西茶树修剪技术问题,以指导生产。     

苹果树更新修剪对土壤水分及树体生长的影响

在渭北高原以苹果树长放修剪为对照,监测盛果末期苹果树更新修剪对果园0～500cm土层土壤水分及树体生长状况的影响。结果表明:更新修剪的果园0～240cm土层土壤水分极显著高于长放修剪,240cm土层以下土壤水分与长放修剪无显著差异;更新修剪的果园土壤水分蒸散高峰较高且延迟30d左右,但生长期的平均蒸散强度与长放修剪无显著差异;更新修剪的苹果树翌年新梢总数显著减少,短枝、叶丛枝比例显著降低,中枝、长枝比例显著增加,单果质量、果实产量、经济产值和水分产出率显著提高,但耗水量与长放修剪无显著差异。综上可见,更新修剪改良了果园的土壤水分状况,促进了树体生长,是渭北高原盛果末期苹果树的适宜修剪方法。     

修剪对茶树修剪凋落物水文特性的影响

[目的]分析修剪强度对茶树枝叶凋落物生物量及生态水文特性的影响,为茶园凋落物水文服务功能的定量化研究与评估提供理论依据.[方法]以14年生黄观音茶园为研究对象,采用田间修剪与室内持水模拟试验相结合的方法,测量、计算3种不同修剪强度(0~20、0~15和0~7 cm)凋落物的生物量、持水、失水特性,并将其与时间的相关性进行拟合分析.[结果]3种不同修剪强度下茶树枝叶凋落物的生物量为1.75~2.49 t/ha.修剪凋落物最大持水率排序为中度修剪(121.33%)>重度修剪(113.69%)>轻度修剪(106.16%);重度和中度修剪处理(2.89和2.83 t/ha)的最大持水量显著高于轻度修剪处理(1.86 t/ha)(P<0.05);但重度、中度与轻度修剪最大失水量表现为中度修剪(0.84 t/ha)>重度修剪(0.73 t/ha)>轻度修剪(0.67 t/ha).修剪凋落物吸水速率在0.5 h内最高,表明其具有短时间内迅速拦截降水,减少地表径流形成的作用;凋落物的持水量、持水率、失水量、失水率与浸水时间(t)的最佳拟合方程为W=a+blnt;吸水速率、失水速率与时间(t)最佳拟合方程为幂函数V=atb.[结论]茶园成龄后,中度和重度修剪下枝叶凋落物的持水量差别不明显,但均高于轻度修剪,表明中度或重度修剪可提高茶园生态水文功能.     

更新修剪对衰老‘富士’苹果枝条生长及树冠结构的影响

为探寻更新修剪对衰老期‘富士’苹果枝条生长及树冠结构的影响,以长放修剪为对照,测定了枝条生长动态、树冠结构及果实产量和品质。结果表明:不同修剪的发育枝和果台副梢生长动态均为单峰曲线。更新修剪的发育枝长度和粗度分别增加了63.92%和20.93%,果台副梢分别增加了51.14%和9.76%;相同树冠体积徒长枝,长、中枝和营养枝的数量分别增加了132.93%、82.59%、54.47%和76.84%,短枝、叶丛枝和结果枝分别降低了28.84%、31.57%和22.64%;单株树冠体积缩小了14.53%,枝条总量降低了27.82%;叶面积指数、平均叶倾角和消光系数分别提高了9.64%、153.22%和2.97%,冠层开度降低了13.15%;单果质量和产量分别提高了23.61%和30.02%,但对果实食用品质无显著影响。     

一种全站仪精准量测立木直径的方法

立木直径是森林资源调查的重要参数。本文提出了一种基于免棱镜全站仪对边测量原理的立木树干直径精 准量测方法,并以南方全站仪NTS-3401 为例,对该方法的理论精度进行了论证,结合量测数据对实际精度进行了 分析。结果表明:免棱镜全站仪对边测量原理的立木树干直径精准量测方法的理论精度中误差在0.4 mm 以内;使 用胸径尺量测立木直径3 次取平均值作为真值,用来检验全站仪量测立木树干直径的精度,数据表明真误差控制 在1 mm 以内,而林业测量中要求测量结果精确至1 mm。本文提出的全站仪精准量测立木直径的方法达到了林业 测量中量测立木直径毫米级的精度要求,可以解决非接触式量测立木上部(2 m 以上)直径的难题。