一种无人多旋翼喷雾飞行器的设计

鉴于南方田块小、分布散、不适合使用大型机械等特点,根据植保飞行作业的负载要求,设计制作了一种用于农田喷雾作业、负载10 kg的多旋翼飞行器。飞行器机架采用全碳纤维结构,连接部分采用硬化铝材。通过农田试验对设计方案的可行性进行验证,结果表明,飞行器整体结构稳定,性能可靠,在满载的条件下可持续作业15 min左右,作业效率高而劳动强度低。     

植保四轴飞行器的模糊PID控制

针对当前植保四轴飞行器在作业过程中自身载荷发生改变后的飞行控制性能下降、抵抗环境扰动能力差的问题,该文改进了传统比例积分微分(proportion,integration,differentiation,PID)控制算法,提出了一种模糊PID控制算法。该文通过研究四轴飞行器的姿态解算和飞行原理,设计了以STM32系列的单片机为核心处理器的四轴飞行控制系统。采用AHRS模块实时解算飞行器姿态参数,结合模糊控制和PID控制算法调节电机的输出量来控制飞行姿态。试验结果表明:与传统PID相比,模糊自整定PID控制算法适应性强,参数整定简单,系统的动态响应能力和稳定性获得了提高,实现了四轴飞行器的稳定飞行。该文为植保无人机控制算法研究提供了一定的参考。     

基于改进DenseNet和迁移学习的荷叶病虫害识别模型

病虫害的发生将会严重影响莲藕品质与产量,开展病害诊断与识别对藕田病虫害及时对症对病诊治、提升莲藕生产质量与经济效益具有重要意义。该研究以荷叶病虫害高效、准确识别为目标,提出了一种基于改进DenseNet和迁移学习的荷叶病虫害识别模型。采用分支结构对模型的浅层特征提取模块进行改进,并在Dense Block与Transition Layer中引入Squeeze and Excitation注意力机制模块和锐化的余弦卷积,最后基于Plantvillage数据集进行迁移学习,实现了91.34%的识别准确率。该研究实现了对荷叶腐败病、病毒病、斜纹夜蛾、叶腐病、叶斑病的识别,并将改进后的模型推广应用于基于无人机图像的藕田病虫害检测,实现了病害分布可视化,可对莲藕病虫害的智能化防治提供有益指导。     

多功能采伐机行驶平顺性分析

在对多功能采伐机进行结构分析的基础上,通过合理简化,用拉格朗日方法建立了5自由度动力学振动方程,在考虑路面随机激励和脉冲激励的情况下,应用Matlab/Simulink软件完成整机振动模型的仿真计算,进行了行驶平顺性仿真分析。预测多功能采伐机具有良好的行驶平顺性,为多功能采伐机设计时减振系统的设计提供了依据。     

畜禽舍移动式智能监测平台研制

畜禽养殖场内温度、湿度及各种气体构成畜禽生长的外围环境,直接影响畜禽日常行为和生长速度及免疫状态。对这些畜禽养殖场内进行检测并监控畜禽健康状态及寻找二者间的联系,对优化养殖环境,发展健康养殖具有重要意义。该研究以STM32单片机为控制核心,在固定点传感器外设置移动式智能监测平台,通过无线定位系统UWB(Ultra Wide Band)和集成传感器对畜禽养殖场内环境进行监测,利用带图传功能摄像头和红外测温装置实时监控畜禽状态。传感器获取信息后将数据以UART、IIC或模拟量输出方式传递给STM32,STM32处理数据后通过物联网WIFI模块上传至阿里云IoT(The Internet of Things)物联网平台,用户登录网页页面即可对数据进行远程访问,并对畜禽状态进行实时监控。实测结果表明,智能检测平台检测数据与猪场内布置的传感器检测结果相近,二者偏差小于10%,在无遮挡情况下布置无线定位系统,定位误差接近10cm级。系统检测数据可信,数据传输正常,可持续长时间稳定运行。机动平台还开发了搬运功能,单次运送能力为200 kg左右。移动式智能监测平台为畜禽养殖场内实现全范围环境监控提供了设备基础。     

基于气动PLC控制的食用菌锥形种木机

为提高食用菌生产过程的机械化和自动化程度,提出并设计了一种食用菌锥形种木的生产机械。该机械采用可编程控制器(PLC)控制,以气缸作为执行元件,具有自动送料、削尖和下料3种功能,可与枝条生产机械、自动接种机械和装袋机等一起组成食用菌接种生产线。实验表明,该机生产锥形种木的效率为6个/min,是人工生产效率的12倍,且具有质量稳定、能够连续工作的特点。目前,该机已批量生产并将陆续投放市场。     

谈农业院校工科开放实验室的特色与实践

不同于普通高等院校的工科专业,农业院校中的工科专业有其独特的学科背景和实施难度。本文探讨了农业院校工科专业进行开放实验室建设的特色和实践方法。     

农用多旋翼飞行器串级分数阶PID控制

为提高农用无人机动态性能，基于传统串级整数阶PID控制算法，提出一种串级分数阶PID控制算法。以四旋翼无人机为研究对象建模，并利用遗传算法对串级整数阶PID和串级分数阶PID参数进行整定，得到最优控制后采用MATLAB/SimuLink仿真分析，〖JP2〗证明串级分数阶PID控制效果优于串级整数阶PID。以四旋翼无人机实物为对象进行试验，测试结果表明，串级分数阶PID比串级整数阶PID的调节时间缩短了0.24 s，总体性能更优，表明仿真结论可靠。研究结果表明，串级分数阶PID控制算法可用于农用无人机的飞行控制。     

动态多对象玉米品种快速识别系统

研制了一种基于计算机视觉技术的动态多对象玉米品种识别系统,设计选用3CCD彩色摄像头、图像采集卡、光电开关、输送带、照明箱等零部件组成硬件装置。利用Visual C++6.0、Access 2007软件,编制图像采集、图像处理、特征提取、模式识别、特征库等功能模块程序,构成软件部分。系统对4种具有代表性的西南地区杂交玉米进行了品种识别,结果表明,最高识别率可达95%,最短识别时间为5.4 s。动态多对象玉米品种快速识别系统可实现多粒玉米种子的动态、快速、准确识别。     

基于遗传组合网络的玉米品种识别方法

为了提高计算机视觉技术对玉米品种的识别率,研究基于遗传组合神经网络的玉米品种识别方法。利用自制的动态计算机视觉系统,获取了4种具有代表性的西南地区杂交玉米种子图像,提取了8个形态特征参数和6个颜色特征参数。针对玉米品种识别特点,设计了由4个子网络组成的遗传算法优化的径向基函数组合网络,并优选了特征参数组合,优化了网络参数。经验证对比试验表明,本方法识别率可达95%,优于其它识别方法,切实提高了玉米品种识别率。