基于逆运动学降维求解与YOLO v4的果实采摘系统研究

为提高采摘设备的执行效率，采用六自由度机械臂、树莓派、Android手机端和服务器设计了一种智能果实采摘系统，该系统可自动识别不同种类的水果，并实现自动采摘，可通过手机端远程控制采摘设备的起始和停止，并远程查看实时采摘视频。提出通过降低自由度和使用二维坐标系来实现三维坐标系中机械臂逆运动学的求解过程，从而避免了大量的矩阵运算，使机械臂逆运动学求解过程更加简捷。利用Matlab中的Robotic Toolbox进行机械臂三维建模仿真，验证了降维求解的可行性。在果实采摘流程中，为了使机械臂运动轨迹更加稳定与协调，采用五项式插值法对机械臂进行运动轨迹规划控制。基于Darknet深度学习框架的YOLO v4目标检测识别算法进行果实目标检测和像素定位，在Ubuntu 19.10操作系统中使用2000幅图像作为训练集，分别对不同种类的果实进行识别模型训练，在GPU环境下进行测试，结果表明，每种果实识别的准确率均在94%以上，单次果实采摘的时间约为17s。经过实际测试，该系统具有良好的稳定性、实时性以及对果实采摘的准确性。     

载植密度对杉木木材干缩性能的影响

对两种不同载植密度的杉木Ｃｕｎｎｉｎｇｈａｍｉａ ｌａｎｃｅｏｌａｔａ木材密度和弦向、径向、体积全干干缩率进行了测定和分析,结果表明,木材密度随阗载植的增大而增大,且达到极显著水平,而木材弦向,径向和体积全干干缩率,则随着载植的增大而减小;两种载植密度的木材体积全干干缩与基本密度呈负相关;木材干缩比与基本密度、栽植密度大的呈正相关、与栽植密度小的呈负相关,因此,适当增加栽植密度可以改善杉木木材的性     

栽植密度对杉木木材干缩性能的影响

对两种不同栽植密度的杉木Cunninghamialanceolata木材密度和弦向、径向、体积全干干缩率进行了测定和分析．结果表明,木材密度随着栽植密度的增大而增大,且达到极显著水平;而木材弦向、径向和体积全干干缩率,则随着栽植密度的增大而减小;两种栽植密度的木材体积全干干缩率与基本密度呈负相关;木材干缩比与基本密度、栽植密度大的呈正相关,与栽植密度小的呈负相关．因此,适当增加栽植密度可以改善杉木木材的性质,但其影响规律仍需进一步研究．     

面向山地和丘陵地区的玉米钵苗移栽器的研制

为解决传统玉米钵苗移栽需两人协同作业,一人先破膜、开穴,另一人再放置钵苗,覆土作业中劳动强度大、生产效率低,以及以拖拉机为动力的大型农业机械设备又受限于山地、丘陵地形地貌影响而不宜应用等问题,研制了一种集破膜、开穴、下苗及覆土等工序于一体的小型玉米钵苗移栽器。该移栽器结构简单,操作安全且简单。实地移栽试验表明:一次移栽成功率高达99.5%,且耗时短。该移栽器不仅减轻了山地、丘陵地区玉米钵苗移栽时的劳动强度,而且提高了劳动生产率,同时为同类小型农业机械设备的研制提供了一定的理论参考与技术借鉴。     

基于改进K-means聚类与分水岭的木材横截面管孔分割

  目的  管孔是木材识别方面的重要特征之一。针对管孔随机分布、大小不一导致管孔分割鲁棒性不高,木纤维、木射线以及轴向薄壁组织等噪声区域对管孔分割效果影响较大的问题,本研究提出了一种改进K-means聚类与分水岭的木材横截面管孔分割算法。  方法  采用改进K-means聚类对管孔区域进行粗分割,有效区分管孔区域与木纤维、木射线以及轴向薄壁组织等噪声区域。再对粗分割结果采用改进分水岭算法进行精分割,分割出的管孔与实际管孔基本吻合。  结果  平均每张木材横截面微观图像有97.1%的管孔被准确有效地分割出来。本研究提出的改进分割算法与其他算法相比,分割效果显著提升,在大小不一且随机分布的管孔分割过程中鲁棒性高,具有良好的分割性能。  结论  该算法有效解决了传统K-means聚类算法在图像分割时受噪声影响大和初始聚类中心随机性问题,为阔叶材管孔特征提取和定量分析奠定了坚实基础。图7表1参16     

无人智能滚刀式草坪修剪机的研制

针对目前国内草坪修剪机普遍存在的智能化程度不高、剪草劳动强度大和工作效率低等问题,研制出一台集视觉导航系统、自动行驶系统、自动剪草和自动卸草为一体的草坪修剪机,其主要由传感器摄像头、控制器、信号转换器、修剪装置、集草装置、自动行走装置等部分组成。现场试验表明,该机具有自动避障和剪草功能,剪草质量能满足相关作业标准要求且剪草效率高,易于操作,工作性能可靠。     

一种采脂开沟机推广应用策略探讨

割皮常法采脂仍是我国松脂采集的主要方式,采脂前需手工刮制割面,开切中沟与侧沟,这些作业的劳动强度大,生产效率低,不利于林区劳动力的有效转移。在分析采脂开沟机推广存在问题及该机性能特点的基础上给出了推广应用策略。     

西南山地手扶式马铃薯播种机的研制

我国虽是马铃薯的种植和产量大国,但马铃薯种植的机械化水平不高,特别西南山地马铃薯的种植仍以人力、畜力方式进行。这种种植方式劳动强度大,生产效率低,还会造成株距和行距不一致、播种深度不均匀,严重影响马铃薯的产量;同时,大部分以拖拉机为动力的马铃薯播种机因受地形限制又不适于应用。为此,拟研制一种集开沟、播种、施肥和覆土于一体的小型手扶式马铃薯播种机,以部分克服西南山地马铃薯种植作业中目前存在的不足,为该地区马铃薯种植业实现部分机械化作业提供一种新参考和为同类小型农业机械设备的研制提供技术借鉴。