果树专用饼状缓释肥递肥机构设计与优化

针对现代果园生产过程中出现的化肥施用不当、浪费资源、污染环境等问题,提出果园缓释肥施肥方法。缓释肥料由于肥力释放速率、方式和持续时间已知并可控制而被推广,发展潜力大,但目前缓释肥施肥以手工施肥为主,劳动强度大,作业效率低。为解决这些问题,提出了一种缓释肥施肥机凸轮递肥机构。该机构由单片机、步进电机、凸轮、推杆及递肥盒构成,实现可控单一递肥。基于碰撞函数接触算法(IMPACT-Functionbased Contact)对不同基圆半径R的凸轮进行仿真,通过对凸轮递肥机构的仿真试验,获取凸轮机构与推杆机构之间的接触力数据及推杆运动时的加速度和速度数据。通过对所得数据进行分析,优化凸轮基圆半径,结果表明:当基圆半径为105mm时,不仅可以减少材料成本,而且凸轮与推杆之间的挤压与接触力、推杆运动的加速度和速度在要求范围内实现多目标最优。     

基于新梢叶节距的苹果树叶片氮含量检测

为实现苹果树叶片氮含量的快速无损检测,提出一种基于苹果树新梢叶节距估测叶片氮含量的方法。通过图像处理技术提取不同施氮水平下的苹果树新梢叶节距图像特征,得到新梢叶节距与叶片含氮浓度之间的关系,建立出苹果树叶片氮含量检测模型。试验验证,建立的随机森林检测模型决定系数为0.838 6,均方根误差为2.376 9。本方法可以为苹果园合理施用氮肥提供科学参考。     

基于色调差的自然光照条件下苹果树叶片含氮量快速检测

该文旨在应用数字图像处理技术建立苹果树叶片氮含量检测模型。该方法以自然光条件下的叶片图像为分析对象,首先通过色彩恒常理论MSR算法进行去光照处理,然后应用阈值分割、改进的Sobel算子剔除叶片噪声点、叶脉等的影响,最后对不同含氮量的叶片与潘通标准色卡进行色调差分析,得到果树叶片色调差和含氮量之间的关系,建立出苹果树叶片的含氮量检测模型。经试验验证,苹果树叶片去光照图像与标准色卡图像的色调差与果树各个时期的叶片含氮量的相关系数均在0.75以上,且回归方程的F检验P值均小于0.01,具有极显著的相关关系,其中盛花期传统施肥组、结果中期传统施肥组、施复合肥组、采收期传统施肥组相关系数均在0.8以上,用最小二乘法建立的检测模型的检测值与实际值的相对误差小于10%。说明利用色调差测定苹果叶片含氮量的方法可行,该方法为实时、准确地监控苹果树整个生长过程中叶片含氮量的变化以及合理地施用氮肥提供科学理论基础。