基于多源无人机影像特征融合的冬小麦LAI估算

为探讨无人机多源影像特征融合估测作物叶面积指数的能力,该研究以冬小麦为研究对象,利用多旋翼无人机搭载高清数码相机和UHD185成像光谱仪获取研究区冬小麦关键生育期（扬花期、灌浆期）的可见光和高光谱影像。综合考虑可见光、高光谱影像特征与冬小麦叶面积指数的相关性及影像特征重要性进行特征筛选,然后,以可见光植被指数、纹理特征、可见光植被指数+纹理特征、高光谱波段、高光谱植被指数及高光谱波段+植被指数分别作为输入变量构建多元线性回归、支持向量回归和随机森林回归的叶面积指数估测模型（单传感器数据源）;以优选的两种影像特征结合支持向量回归、随机森林回归构建叶面积指数估测模型（两种传感器数据源）,比较分析单源与多源影像特征监测冬小麦叶面积指数的性能。进一步地,考虑到小区土壤空间异质性会影响冬小麦叶面积指数估测结果,该研究探讨了不同影像采样面积下基于单源遥感数据构建的小麦叶面积指数估测模型精度。研究结果表明：在扬花期和灌浆期,使用两种影像优选特征构建的随机森林回归估测模型精度最佳,验证集决定系数分别为0.733和0.929,均方根误差为0.193和0.118。可见光影像采样面积分别为30%和50%,高光谱影像采样面积为65%时,基于单源影像特征构建的随机森林回归估测模型在扬花期和灌浆期效果最好。综上,该研究结果可为无人机遥感监测作物生理参数提供有价值的依据和参考。     

全自动移栽机穴盘回收机构设计与试验

我国是一个蔬菜种植大国,蔬菜规模化种植多采用工厂化育苗,达到成苗要求后的蔬菜钵苗需用移栽机进行大田栽植。为了提高移栽机的工作效率和蔬菜移栽的自动化程度、降低劳动力成本,针对移栽后空穴盘的自动回收设计出了一种全自动移栽机收盘装置。装置由输送装置、托举装置及回收框架等部分组成,穴盘下落后由输送带传送到回收框,托举装置将其叠摞,止落板对穴盘进行承接,实现回收。根据作业过程,选取输送带速度、止落板长度和穴盘被顶起高度做三因素三水平试验。结果表明:在穴盘下落倒扣时,较优的组合参数为输送带速度90mm/s、止落板长度50mm、穴盘被顶起高度90mm;在穴盘下落非倒扣时,较优的组合参数为输送带速度90mm/s、止落板长度60mm、穴盘被顶起高度100mm。两种方式下穴盘回收的成功率达到了97.5%以上,满足全自动移栽机对穴盘回收的要求,可为移栽机自动化收盘提供参考。     

摆动式间苗机器人锄刀优化设计与试验

为提高条播作物的间苗作业效率,针对作物秧苗的初次间苗,设计了摆动式间苗锄刀。建立了间苗锄刀的运动学模型,并通过仿真间苗锄刀工作过程,模拟了间苗锄刀的运动轨迹。选取间苗锄刀的不同刀刃长度、刀刃与刀柄夹角、刀柄长度和刀柄顶端与作物行中心偏距优化参数进行正交试验,将覆盖率和入侵率作为间苗除净率和伤苗率的预测模型,得出最佳结构参数组合为:刀柄顶端与作物行中心偏距55 mm、刀刃长度75 mm、刀柄长度130 mm、刀刃与刀柄夹角65°。对优化后的间苗锄刀进行大田间苗试验,试验结果表明:平均除净率为89.4%,伤苗率为7.2%,满足间苗要求。     

不同CO_2浓度下番茄苗期及果期的光合特性

以番茄品种"中杂105"为试验材料,以钢瓶CO2为碳源,设置700、1 000、1 300μmol/mol3个CO2浓度,对照组为不增施CO2,研究了不同浓度的CO2对苗期及果期番茄光合作用、光响应曲线、SPAD值以及开花日期的影响。结果表明:高浓度CO2显著提高了叶片的SPAD值,提高净光合速率,提高了叶片的最大净光合速率以及光补偿点,有利于开花节位数的降低以及开花日期的提前。