基于高光谱的油茶籽内部品质检测最优预测模型研究

以油茶籽中油酸、亚油酸、棕榈酸为研究对象,寻求一种油茶籽脂肪酸成分含量的最佳预测模型。首先,利用高光谱成像系统以线扫描方式获取其反射光谱图像,选择感兴趣区域(ROI);然后,对原始光谱进行平滑与多元散射校正(MSC),通过相关性分析和逐步回归分析,得到能反映油酸、亚油酸、棕榈酸含量变化的最佳优化波段;进而对最优波段采用偏最小二乘回归(PLS)方法、主成分回归(PCR)方法及径向基神经网络(RBF)方法组建预测模型。比较这3种方法的建模效果,经外部验证表明:径向基神经网络建立的预测模型效果最好,其油酸、亚油酸、棕榈酸的交叉验证相关系数R分别为0.940 3、0.893 5、0.912 2;校正均方根误差和预测均方根误差分别为0.441、0.174 9、0.066 4和0.351 8、0.184、0.162。     

机滚船遥控驾驶系统设计

为降低劳动强度,实现水田耕作无人驾驶,以南方使用较广的机滚船为研究对象,在不改变现有结构的基础上,设计了一种遥控驾驶系统。该系统主要由电控气动执行元件、信息处理单元、信号采集系统、比例遥控收发电路等组成,可实现对机滚船的离合、换挡、转向、耕深等精确控制。试验表明,该控制系统遥控距离大于70 m,转向半径小于2.3 m,直线行驶横向偏差小于25 cm,工作可靠,环境适应性强,具有很好的应用前景。     

气雾栽培箱喷雾条件下温度场的CFD数值模拟

分析气雾栽培箱外部温度为18℃和20℃,18℃和22℃营养液雾化后,气雾栽培箱内部和生菜根系周围温度的变化,采用CFD(计算流体动力学)方法对气雾栽培箱内部温度场进行数值模拟与预测。结果表明:当气雾栽培箱外部温度18℃时,22℃营养液雾化后,气雾栽培箱内部温度的实测值和模拟值的差值均小于2.9℃,平均相对误差为8.1%,均方根误差为1.2℃。所建CFD模型准确有效。     

高地隙田间管理底盘结构设计与试验

国家重点研发计划（项目编号:2017YFD0700903-2）；湖南省重点研发计划（项目编号:2016NK2116）      

高速插秧机无线监控软件系统设计

为实现农业机械的无人驾驶和数据采集,在高速插秧机的无线遥控监测硬件系统的基础上,利用VisualBasic.NET2008开发环境设计了用于高速插秧机的无线监控系统上位机软件.试验结果表明,通过监控软件能实现以PC机无线遥控高速插秧机行驶,并实时采集插秧机的位置坐标与行驶速度等运行状态数据,同时完成对插秧机的发动机温度、液压箱油量等各种参数的监测.系统稳定性好、可靠性高,可移植性强.     

水田作业机械无线遥控系统设计

为实现水田作业机械的遥控操作,采用无线数据收发模块和数据采集处理模块,配合无线通讯协议,设计了一套基于单片机的水田作业机械无线遥控驾驶系统.通过野外作业实验表明,该系统遥控距离达到300m,具备串口通讯功能,无线数据传输稳定,模拟量数据输出平滑,能满足水田作业机械的遥控要求.     

一种用于农田激光定位的激光接收器的设计

为研制适于南方水田小面积作业的小型农机定位系统，设计了一套用于农田激光三点定位系统的激光接收器。激光接收器通过靶标随动机构实时调整接收靶的回转角度，确保其有效接收激光发射源发射的信号；为准确识别靶标上的激光光斑中心，建立了基于算术平均值滤波算法、中值滤波算法和α–β滤波算法的激光光斑预处理算法。将激光接收器安装在插秧机上进行激光接收动态试验，结果表明，当插秧机在距离激光发射器约100 m处以5、12、20 cm/s速度运动时，激光接收器均能准确接收激光发射器发射的激光信号，并识别着靶信息，实时反映出插秧机的运动状态。     

基于机器视觉的田间水稻苗列识别算法的研究

利用YUV色彩空间模型,以完全查表法对水稻秧苗列图像进行灰度化,通过基于傅里叶变换指导生成图像形态学运算的结构元素,提出一种结合傅里叶变换进行膨胀和腐蚀的方法,提取秧苗列轮廓,采用改良的逆投影变换对苗列图像进行垂直俯视投影,得到实际田间苗列位置,进而利用苗列实际走向信息,实现机器视觉导航系统跟踪苗列行进。对摄像机不同角度获取的苗列图像的处理结果表明,在容许识别定位误差小于50像素点、角度偏差小于6°的前提下,对苗列中心线识别与提取导航基准线的准确率为95.2%,可较好地实现田间自然环境下秧苗图像背景分割和苗列中心线提取。     

机滚船遥控驾驶系统电路设计

为实现机滚船无人驾驶,设计了一套机滚船的遥控驾驶系统电路.该系统电路由遥控发射电路、遥控接收电路和中央处理单元三部分组成.田间试验结果表明,该系统遥控距离大于50 m,工作可靠,适合田间作业.     

基于多传感器融合的水田耕作机械定位系统

为了实现南方水田耕作机械的自动驾驶,降低劳动强度,提高工作效率,采用多传感器融合技术,利用编码盘进行绝对距离测量,融合加速度传感器进行误差补偿;利用电子罗盘进行绝对角度的测量,通过角速度传感器补偿电子罗盘定位误差。为此,以单片机为中央处理芯片,设计了一套用于南方水田耕作机械的定位系统。野外试验表明,该定位系统能实时地对作业中的水田耕作机械进行定位。在60m长度内,直线精度达到50cm以内,方位偏转角精度达到1°以内,能满足其定位要求。