农药精确施用系统信息流集成关键技术研究

探讨了智能植保机械农药精确施用系统的信息流集成及其信息特征，分析了数据转换以及空间数据与属性数据的集成，编写了GPS数据采集程序，通过ODBC接口把GPS定位信息保存到数据库中，利用设计的GPS试验装置对GPS卫星进行可见性观测记录分析，运用不同平台进行GPS定位试验以及对比分析，研究了气象数据库在农药精确施用系统信息流集成中的应用，分析了气象温湿系数与林木病虫害之间的相关关系。     

航空施药旋转液力雾化喷头性能试验

无人机航空喷雾将会在未来几年的植物病虫害防治作业中发挥重要作用。为实现无人机低空、低量、高功效的喷洒需求,该文针对兼备液力雾化和离心雾化优点的旋转液力雾化喷头进行了性能试验研究,利用喷头雾化性能测试系统对喷孔直径、喷雾压力、电机转速因素对喷头雾滴粒径、沉积分布、喷幅和功率消耗的影响进行了试验研究。结果显示,喷头旋转电机电压相比喷孔直径、喷雾压力参数对雾滴粒径影响更显著,随着电机电压增加,雾滴粒径变小,雾化效果好;电机电压对幅宽也有明显影响,随着电极电压增加,喷雾角度变大,幅宽明显增加,雾滴沉积量在喷幅范围内呈现正态分布。通过试验结果优选出适合无人机的旋转液力雾化喷头的最佳工作参数:电机电压为10 V,喷雾压力为0.35 MPa,喷嘴孔径是0.7 mm,该工作参数下,液泵功率消耗率最低,雾滴平均粒径为112.35μm,喷幅为3.88 m,电机功率消耗为8.6 W。该文的研究结果为开发适用于无人机的新型喷洒雾化装置,提高无人机作业质量和喷洒功效提供理论依据和技术支持。     

感应充电喷头环状电极诱导电场的分布研究

应用静电喷雾技术进行病虫害防治有着广阔的前景.充电电场是决定静电喷雾性能的关键参数之一.该文针对航空感应充电喷头的环状电极诱导的电场进行了数学模拟.利用直角坐标系与极坐标的关系,通过计算电位推导出电场的计算公式,用椭圆积分表示出电场强度在全空间的普遍分布.为合理设计航空静电充电装置、正确确定雾流速度、保证雾滴足够的充电时间具有现实的意义.     

基于函数模型的喷杆式组合喷头雾滴沉积效果研究

大田喷杆式喷雾机在喷雾作业时,雾滴沉积均匀性会极大影响农药利用率和施药效果。目前对于喷头雾滴沉积的研究鲜见较为准确的分布预测模型。针对平面扇形喷头XR8002、XR8004和XR8006,探讨了不同喷雾高度下不同喷孔尺寸的喷头雾滴雾化规律,进而对单喷头雾滴沉积分布进行函数拟合,建立喷头雾滴沉积分布模型,研究单喷头及其组合喷头的雾滴沉积分布规律。结果表明:喷孔尺寸越小,雾滴完全雾化所需喷雾高度越大。当喷雾高度为50 cm时,3种喷头理想的安装间距均为65 cm;当喷雾高度为70 cm时,XR8002的最佳安装间距为70~75 cm,XR8004和XR8006则均为75 cm。本研究建立的单喷头及组合喷头的雾滴沉积分布模型具有较高的精度,为喷杆式喷雾机喷头最佳安装间距的选择提供了一种有效的方法。     

基于变尺度格网索引与机器学习的行道树靶标点云识别

针对行道树连续喷雾施药方式严重污染环境,果园对靶施药技术难以推广至复杂城区环境等问题,应用车载2D LiDAR获取街道三维点云数据,研究行道树靶标识别方法。构建变尺度格网点云索引结构,实现邻域快速搜索及点云在线处理;提取高程、深度、密度、协方差矩阵等11个点云球域特征,分析特征分布特性,采用基于径向基核函数的支持向量机算法融合特征,学习树冠点云分类器;采用FIFO缓冲区保存点云帧序列,实现行道树靶标在线识别。实验结果表明,该方法能够实现行道树靶标精确识别,在测试集上的分类错误率小于0.8%,检出率大于99.4%,虚警率小于0.9%,鉴别力最强的4个特征从高到低依次是高程均值、深度均值、高程范围和高程方差。     

树木图像拼接系统特征点匹配

运用模板提取和搜索匹配特征点的方法进行了树木图像拼接研究,通过树木图像的颜色分割、灰度化、梯度化获取模板,以相似性测度寻找匹配特征点,结合模板半径与拼接成功率和拼接时间的关系,最终达到拼接成功率94.9%、一次拼接时间174 ms的综合水平,为农药精确对靶喷雾技术中扩大采集树木图像视野实时树木图像拼接提供了方法.     

GPS林业定位误差分析与野点剔除方法

针对林业GPS定位精度不高和利用差分技术提高定位精度时存在诸多局限性的问题,研究自主式提高精度方法,利用Trimble AgGPS132进行了单机定位试验,分析了试验数据的频数分布和野点剔除方法,对比分析了野点剔除前后的精度和散点分布图,探讨了野点存在的原因、解决办法和提高动态定位精度的方法,实际数据表明,采用莱以特准则剔除野点能够有效地改善数据处理结果,提高定位精度,利用加入控制点的方法可很好地校正GPS测得的动态定位数据的整体漂移。     

核桃振动采收研究现状与发展趋势

核桃作为一种高附加值的经济作物,具有广泛的市场需求和良好的经济效益。随着我国核桃种植面积的不断扩大和农业机械化的发展,核桃采收存在的采收率低下、采净率不高的问题日渐凸显,研制适合我国不同种植模式需求的核桃高效采收装备对于促进核桃生产规模化、推进农业科技创新具有重要意义。针对国内外核桃采收技术与装备的发展,综述了对于立地条件复杂的山核桃、小行距矮化密植种植模式下的核桃以及标准果园种植模式下的核桃适用的机械采收设备的研究现状,从树枝振动、树干振动和树冠振动3个角度对其振动机理进行了分析论证,并就国内外振动采收的激振夹持方式与激振参数进行了分析。分析了当前振动采收技术在实际应用过程中存在的主要问题,并指出了结构复杂、工作参数难确定、智能化程度不高是制约我国核桃采收机械发展的因素。提出了未来核桃振动采收智能化、多样化的发展趋势,通过在激振机理、能量传递、精准定位、柔性作业等方面开展深入研究,可为振动采收技术与装备的发展提供一种新思路。     

偏心式林果振动采收机的研制与试验

为提高林果采收效率,降低采收成本,针对中国果园矮化密植模式下机械化作业条件差的特点,设计了偏心式林果振动采收机。该机安装在电控履带车上,通过偏心块旋转产生的离心力激振树干实现林果振动采收。建立了偏心式振动采收动力学模型,得出了采收机—果树系统稳态响应振幅表达式并分析了主要影响因素。利用该采收机对核桃(新新2号)进行了采收试验,结果表明:激振频率对树干全振幅和果实采净率具有显著性影响(P=0.05),树干全振幅和果实采净率随激振频率的增大而增大,激振频率20Hz时达到最大值,分别为8.83mm和92.6%;落果和树干夹持处均未见破坏性损伤,但激振频率越大,夹持处痕迹越明显,建议控制激振频率于19～20Hz,平均采净率约达到89.5%～92.6%,而且果实和树干没有破坏性损伤。该研究为实际生产提供指导。     

农药雾滴飘移控制技术研究进展

农药雾滴飘移是造成环境污染、农药流失、农药有效利用率低的一个重要原因,分析影响雾滴飘移的主要因素,研究农药雾滴飘移机理,不仅可以为控制雾滴飘移的喷雾部件的研究提供理论依据,同时对提高农药的施药效果,减少农药飘失,增强环境保护都具有重要的现实意义。该文分析了当前国外控制农药雾滴飘移的先进技术及喷雾部件的研究现状。通过分析中国农药使用现状及存在问题,提出在中国要有效控制雾滴飘移,除了采取合适的施药方法,还应进一步加强农药雾滴飘移控制技术及喷雾部件的研究。