基于单线激光雷达的割草机器人建图方法研究

针对单线激光雷达无法感知形状不规则的花丛问题,提出一种基于单线激光雷达的3D-SLAM方法,解决单线激光雷达不能实现多平面感知的问题。设计一个自动升降激光雷达高度装置,该装置主要由丝杆滑台、步进电机、雷达架、单线激光雷达等组成,通过丝杆滑台滑块的水平进给,控制激光雷达竖直运动。割草机器人在工作时,通过激光SLAM(同步建图与定位)技术检测障碍物信息,ROS(机器人操作系统)系统根据不规则障碍物的高度做出相应对策。通过对不同状态的建图效果进行量化和对比分析,试验结果表明：改进后与改进前相比,相对误差率降低1.04%;漏检率降低为0;避障率提高93.33%。本研究为割草机器人的准确定位与避障提供理论依据。     

基于多特征的田间杂草识别方法

该文阐述了通过利用植物的多种特征实现田间杂草的精准自动识别的方法。该方法先利用颜色特征分割土壤背景,然后利用位置和纹理特征识别行间和行内杂草,最后利用形态特征后处理误识别的作物和杂草。在实验室内利用实地采集的3～5叶期、不同作物行数的麦田图像对该方法进行了测试。作物和杂草的正确识别率最低为89%,最高为98%;处理时间最低为157 ms,最高为252 ms。试验结果表明：基于多特征的田间杂草识别方法具有较高的识别率和较快的识别速度。     

华南地区高大平房仓综合控温模式试验

根据华南地区生态条件,通过高温期间开展空调调节仓温等综合控温措施,基本实现了低温、低药量保粮,延缓了储粮品质劣变并抑制了虫霉活动。     

牛蒡自动播种机的研制

现阶段,我国主要采用人工播种牛蒡,存在诸多问题。为此,在现有牛蒡种植方法的基础上,研制了一种牛蒡自动播种机,由铅蓄电池、电动机、动力传动部分、行走机构、筛种机构和播种机构等组成。行走机构能够实现在田地垄上自动行走,筛种机构能按照一定的距离筛出种子且每次仅筛出1粒种子,播种机构能够实现自动播种牛蒡。试验结果表明:该播种机播种成功率达90%以上,且能耗较低,可以广泛应用于牛蒡机械化种植。     

基于直流电机与全液压转向器直联的自动转向系统研究

针对农机装备电控液压自动转向系统生产成本高及电动方向盘自动转向系统中控制力矩小、存在自由行程的问题,设计了基于直流电机与全液压转向器直联的自动转向机构及其电控系统,该系统主要包括自动转向执行机构、自动转向控制器和液压转向机构等。自动转向执行机构与原车液压转向机构连接实现自动转向功能,考虑了底盘阿克曼角的自动转向控制器实现车轮转向的精确控制,通过在转向驱动电机输出轴安装电磁离合器和转向柱扭矩传感器实现人工驾驶模式和自动驾驶模式的自动切换。试验结果表明,车轮转角响应平均稳态误差小于0.1°,最大稳态误差为0.158°,±20°阶跃信号最快响应时间达1.2 s,超调量小于1%,可以满足对各种轮式农机的自动导航辅助驾驶转向系统性能的要求。     

混合法油罐计量系统的应用与检定

目前油库自动化计量系统五花八门,但能否真正、可靠地实现油库各项计量管理功能,能否满足油库计量未来发展的需要,必须经过实践验证。现介绍一种油库采用的一套混合法计量系统的构成、运作及其检定。结果表明,该系统计量精度高、稳定性好、可靠性强,能够大幅度提高油库的综合管理水平。     

星-地结合对水稻高温热害监测模型的研究

全球气温变暖和高温事件的频繁出现,水稻遭受高温热害而造成严重损失的概率随之增加。笔者基于星-地结合的方法研究水稻高温热害监测模型,模型利用遥感的手段提取水稻种植区、反演水稻抽穗开花期、估算最高气温和平均气温,同时结合自动气象站的数据与遥感估算气温重构更精确、更完整、更客观的最高、平均气温的数据,最终根据水稻高温热害指标判断水稻高温热害并完成模型的构建。此模型能实现水稻抽穗开花期高温热害的定性、定量、程度的监测。对2017年安徽省高温热害的监测和检验结果显示,模型达到了较好的使用效果。     

高大平房仓内环流熏蒸新技术初探

对高大平房仓膜下内环流熏蒸进行试验。由于内环流管网风道布置合理，熏蒸气体在高大粮堆中均匀分布，各部位PH3浓度快速达到有效浓度，解决了高大平房仓的熏蒸难题。文章对该技术的优点及有待解决的问题进行了讨论。     

果园喷雾机自动对靶喷雾控制系统研制与试验

为提高农药利用率,减少环境污染,该文针对中国果园机械化作业条件差和传统果园喷雾机连续喷雾时存在果树间空隙无效喷雾的特点,设计了自动对靶喷雾控制系统,该系统以GY8履带自走式果园喷雾机为载体,采用传感器测距方式探测果树,实现自动对靶喷雾。通过对超声波、红外和激光3种传感器进行性能比较,及对超声波和激光2种传感器进行静态识别间距测试与分析,红外传感器受光强影响较大,超声波传感器识别间距超过800 mm,均不满足果园精确对靶喷雾控制要求,激光传感器静态识别间距只有20 mm,具有工作稳定、响应快速、方向性好等特点,故将激光传感器选为自动对靶喷雾机探测装置,并将激光传感器安装于喷头组件前方220 mm。采用连续3次检测靶标判别法设计了自动对靶喷雾系统,该系统可有效避免因激光光束较细而导致的将树冠内空洞、枝间间隙等误判为果树间空隙而出现的电磁阀频繁启闭动作。行驶速度为0.5 m/s时,自动对靶喷雾控制系统的动态靶标识别间距介于100~150 mm之间,行驶速度1.0 m/s时,动态靶标识别间距为200~250 mm。此外,该系统还具有提前及延后喷雾功能,自动对靶喷雾系统提前靶标95.0~157.5 mm距离开始喷雾,离开靶标100 mm距离停止喷雾,使喷雾完全覆盖整个树冠。与连续喷雾相比,对靶喷雾可有效节省施药量,对于空隙比为20.0%、35.2%、52.9%靶标行枣树,行驶速度为0.5 m/s时省药率分别达27.9%、53.7%、76.9%,行驶速度为1.0 m/s时省药率分别达27.3%、54.5%、81.0%。因此,该自动对靶喷雾系统对稀疏果园的精确对靶病虫害防治具有较好的实用价值。     

基于光照无关图的农业机器人视觉导航算法

完成沿作物行的行走作业是农业机器人视觉导航系统的一个基础功能,但是由于田间环境的复杂性,比如阴影的存在和天气的恶劣变化等外界因素的影响使导航参数的提取变得困难。该研究针对农业机器人视觉导航中存在的阴影干扰问题,采用基于光照无关图的方法去除导航图像中的阴影,然后采用增强的最大类间方差法进行图像分割和优化的Hough变换提取作物行中心线,最终通过坐标转换获得导航参数。最后,通过作物行跟踪试验表明,基于光照无关图的阴影去除方法不仅满足了导航实时性的要求,而且使农业机器人在光照变化的情况下导航参数提取的鲁棒性有了更大的提高。