基于UAV-WSN的农田数据采集

[目的]将UAV(Unmanned aerial vehicle)引入传统的WSN(Wireless sensor network)中,可给静态WSN系统带来移动性和灵活性.通过将UAV-WSN结合起来应用于农田信息监测,有效地扩展单个WSN的覆盖面积,增强网络的鲁棒性,解决静态WSN在恶劣的自然环境中被划分成无法有效通信的独立子网所带来的农田监测信息采集失败的问题.[方法]选择3个物理位置独立的地块构建分簇的WSN网络,将UAV-WSN结合起来,系统中的传感器节点采用休眠-唤醒-工作-休眠的工作周期,利用UAV上的移动采集节点与UAV飞行轨迹经过的地面上的独立子网交互并采集农田信息,通过移动节点携带的3G网络将农田信息传输到农田监测数据中心.[结果]地块间距离超过100 m、UAV飞行高度维持在10 m时,UAV-WSN网络能够较好地完成农田信息采集任务,UAV-WSN的通信质量明显优于静态WSN的通信质量,地块1、2和3的平均链路消耗分别降低了约10％、27％和14％,平均丢包率降低了约24％、68％和29％.[结论]UAV-WSN结构的网络通信扩展了静态WSN的传输距离、提高了WSN系统的能量效率、延长了系统的生命周期,可以为大面积的平原或山地环境下的农田信息采集提供参考.     

南方水稻种植和收获机械化的发展策略

分析了南方水稻种植和收获机械化的现状及加速发展水稻种植和收获机械化的可行性,提出了水稻种植和收获机械化分阶段发展的目标,分析了实现南方水稻种植和收获机械化目标的机械和资金需求情况,提出了南方水稻种植和收获机械化发展的策略.     

基于颜色与形状特征的甘蔗病害图像分割方法

根据甘蔗苗期赤腐病和环斑病图像的特点,提出了一种甘蔗病害图像分割方法.首先利用颜色特征2G-R-B和2R-G-B提取出病斑和土壤等非绿色植物类.然后采用面积阈值分割法排除部分土壤等非绿色植物类连通区域.最后利用链码计算剩下的病斑和土壤等非绿色植物类连通区域的形状特征,根据区域的宽度、矩形度和圆度分离出病害病斑.实验结果表明,该算法能有效提取出赤腐病和环斑病病斑,对环斑病图像分割正确率达93%,对赤腐病图像分割正确率达95%.     

甘蔗病斑模式识别特征参数提取的研究

在甘蔗病害识别的研究中,为寻找合适的赤腐病病斑和环斑病病斑分类的特征参数,从颜色、纹理和形状3个方面探讨了识别这两种病斑的特征参数的可行性。初步分析结果表明：颜色分量Cr的均值、颜色分量S的方差、颜色分量V的均值、圆度和复杂性可作为识别这两种病斑的特征参数。用模糊K-近邻算法进行模式识别,结果发现颜色分量Cr的均值与圆度、颜色分量V的均值与圆度的特征参数组合的区分效果最好。     

颗粒肥撒施过程中的沉积分布模式研究进展

颗粒肥撒施过程本质上是颗粒从撒施装置释放，经空中扩散最终沉积在地面的过程，能够在地面形成多样化的颗粒沉积分布状态。颗粒的沉积分布模式能够反映颗粒在地面的沉积分布状态，广泛应用在撒施机具的校准、性能测试与优化、作业质量评估与颗粒沉积分布预测中，在促进精准施肥作业中发挥积极作用。颗粒沉积分布模式的影响因素复杂，撒施作业平台及其作业参数、颗粒物理特性、作业环境甚至测试与收集方法均会对颗粒的沉积分布数据产生影响。在颗粒肥沉积分布模式的测试方法、数据获取、模式应用和影响因素分析方面已取得的研究进展为撒施机具作业性能优化、田间肥料空间分布特性评估和精准施肥决策提供了重要基础。该研究通过综述现有颗粒沉积分布研究进展，分析了颗粒沉积分布模式的实测方法和预测方法的优劣，指出了现有研究中获得的颗粒沉积分布模式的局限性和关键问题，总结了影响颗粒扩散与沉积过程的各种因素及其对颗粒沉积分布效果的影响，通过梳理现有的颗粒沉积分布模式应用研究，指出了开展不同田间条件下颗粒撒施特性以及颗粒沉积分布模式形成机理的深入研究的重要意义，以期为精准施肥处方决策模型积累基础数据，为实现智能化施肥管理提供科学指导与参考依据，以进一步推动颗粒沉积分布模式在田间精准施肥应用的发展。     

中国植保无人机及其施药关键技术的研究现状与趋势

随着精准农业的理念在我国不断推广，植保无人机作为我国农业航空产业的重要组成之一，近年来的迅猛发展和应用引起了人们的广泛关注，植保无人机具有操作容易、农药利用率高、安全可靠等特点，极大提高了防控病虫害的能力，降低了地形对喷洒作业的限制。为全面、深入地了解我国植保无人机及其施药关键技术的发展现状及未来趋势，对我国植保无人机的发展和应用状况进行了概述，主要从航空变量施药技术、航空静电施药技术、航线规划技术、自主避障技术及施药效果检测技术5个方面对植保无人机施药关键技术的研究现状进行了阐述和分析，并针对航空变量施药决策系统、多机协同作业技术、航空施药作业专家系统及植保无人机配套施药技术4个方面指出了植保无人机施药关键技术的未来发展趋势，以期为国内科研机构和企业的科学研究提供参考，加快我国植保无人机技术的发展进程，促进和推动我国植保无人机产业的快速发展。     

绿水青山里的奋斗足迹之志愿之光点亮绿色桃源

一年之计在于春,春季造林正当时。眼下,全省春季造林植树活动正在如火如荼地进行。在常德市桃源县,社会各界人士纷纷化身志愿者来到乡镇、城郊、公园、校园等地,不仅精心栽下一片片绿色,更细心呵护一株株小树苗,他们忙碌的身影就像一道道希望之光,点亮着绿色桃源的美好明天。     

喷杆喷雾机旋翼悬浮式喷杆自动收放控制系统研究

旋翼悬浮式喷杆分别融合了地面机械和空中无人机的优点，可简化复杂的桁架结构并通过旋翼下压风场能减小雾滴飘移造成的二次污染，具有较好的应用前景。传统的收放方式难以收放旋翼悬浮式喷杆，为此提出了一种以正四边形滚筒为主体的喷杆自动收放装置，建立了喷杆收放过程的D-H坐标系和正运动学模型，通过牛顿-欧拉法构建了动力学模型，并采用三次均匀B样条曲线轨迹规划获取了喷杆收放最优轨迹。以喷杆收放的运动时间、关节冲击和能量消耗为多目标函数，通过NSGA-Ⅱ算法求解Pareto解集，选取解集中喷杆展开时间为56、61、66、71、76、81 s,喷杆收卷时间为54、59、64、69、74、79 s轨迹进行喷杆收放试验。试验结果表明：喷杆运动时间与喷杆角度标准差存在显著性关系，运动时间越短，喷杆稳定性越差、关节冲击越大、能量消耗越多。取喷杆收放时间59、61 s对应轨迹为喷杆收放最优轨迹时，滚筒转速与规划转速的平均跟踪误差不超过0.201(°)/s,关节3、4、5实际运动角度与规划角度的平均跟踪误差不超过6.201°,喷杆能较好地跟踪最优轨迹完成收放。该研究验证了喷杆自动收放装置的有效性和喷杆收放最优轨迹的准...     

液位监测技术在植保无人机中的应用分析

为了探究适合植保无人机药箱液位实时监测的可行方法,阐述了国内外常见的接触式和非接触式液位监测方法,包括差压式、浮体式、电极式、电容式、超声波式、激光式、光电式、流量计式、机器视觉式、雷达式等主要方法,指出了植保无人机作业过程中,其药箱存在的特点,包括液面波动剧烈、药液的理化特性各异、药箱空间小、防腐蚀要求高等,并对上述常见液位测量方法用于植保无人机药箱液位测量时存在的局限进行了分析,在此基础上,探讨了适合植保无人机质量轻、功耗小、精度高、耐腐蚀药箱液位监测方法及装置,并针对植保无人机药箱液位监测中需克服的难题,提出了气压式液位无线监测的解决方案,为进一步开发适用于植保无人机的药箱液位监测装置提供参考。