克里雅绿洲地下水埋深时空变化对土壤盐分分布的影响

利用实测和室内试验获得的数据,采用经典统计学和地质统计学方法,结合 GIS 技术,分析了新疆克里雅绿洲地下水埋深时空变化对土壤盐分分布的影响。研究结果表明：克里雅绿洲春、夏、秋3个季节地下水埋深和土壤EC值预测精度误差均为10%左右;夏天地下水埋深最大,为13.1 m,春天最小,一年内埋深波动可达6 m;地下水埋深大致形成了南深北浅的空间分布特征;春季土壤EC值连续性相对差,夏季0~10 cm土壤EC值相对高而且连续性最好,土壤盐分最高值出现在绿洲中北部：土壤盐分受地下水埋深影响显著,地下水埋深从东南部到北部呈减小趋势,土壤盐分随地下水埋深的减小而增加。因此,应采取适合克里雅绿洲水资源状况的管理措施,控制地下水埋深,防止土壤盐渍化的进一步加剧。     

基于深度图像的蛋鸡行为识别方法

基于深度图像分析技术研究了一种针对蛋鸡群体行为(分布指数、水平活跃度和垂直活跃度)和群体中个体行为(采食、躺、站和坐)经济简单的自动识别方法。系统由1台3D照相机同步采集数字和深度图像数据,并开发软件进行蛋鸡行为的自动识别,系统5 s采集1次图像数据,共进行10 d的数据采集。描述了行为识别算法并进行了行为识别结果分析。算法对蛋鸡的采食、躺、站和坐的识别准确率分别为90.3%、91.5%、87.5%和56.2%。坐行为识别率较低的原因主要是有时蛋鸡站着探索地面会被误判为坐,这可能与两者之间的分割阈值不够精确有关。     

枝上柑橘果实深度球截线识别方法

针对柑橘果、叶、枝对象具有球体、片体和细柱体不同的三维几何特征,提出一种识别柑橘果实的深度球截线方法。首先提出了球形果实特征提取的深度球截线方法的基本原理和关键参数,进而分别针对枝上果、叶孤立和贴碰区域提出了孤立果实的特征提取算法和贴碰果实的特征提取算法,得到了复杂枝环境下的深度数据处理与果实识别策略,并综合根据Intel Real Sense F200型深度传感器参数、柑橘果实尺寸、近景探测范围、数据预处理与特征提取需要完成了深度球截线方法的参数确定。大量室内试验结果表明,深度球截线方法对孤立果实提取的平均成功率为97.8%,贴碰区域内果实提取的平均成功率为76%,而复杂枝环境的果实提取综合成功率为63.8%。该深度球截线的识别方法仅利用有限的深度数据点,在保证原始数据精度的同时降低了运算量和果实特征提取复杂性,能有效应对果叶遮挡问题,实现对贴碰果叶的有效区分,对柑橘果实具有良好的适应性,为采摘机器人在复杂环境下的果实识别与定位提供了新的技术思路。     

新疆地下滴灌棉田一次性滴灌带埋深数值模拟与分析

由于灌水频率高、定额小,在新疆地区大面积应用膜下滴灌进行棉花种植时,常出现根系分布浅、植株易早衰等影响产量的问题,灌水湿润区域相对较深的地下滴灌可能是解决上述问题的方法之一。但因顾及机械耕作和多次使用,传统地下滴灌带通常埋深较大,致使苗期灌水及管理维护极其不便。随着工艺水平提高和生产成本降低,地下滴灌生产实际中采用一次性滴灌带已成为可能,本研究通过数值模拟方法来探讨地下滴灌一次性滴灌带的合理埋深问题。为了验证所建立的数值模型和选用的土壤物理参数,首先在新疆玛纳斯地区开展了地下滴灌田间试验,继而采用HYDRUS-2D/3D软件对该试验条件下的土壤水盐动态进行了模拟。结果表明,模拟值与实测值之间整体吻合较好,其中土壤含水量分布的平均绝对误差Me和均方根差Rm分别不高于0.034、0.040 cm~3/cm~3,相关系数R最小值为0.8,Nash效率系数Ns在0.34~0.62之间;含盐量Me、Rm也分别不超过3.31、4.24 g/kg,R最小值为0.6,Ns在-0.06~0.38之间,相关模型和参数较为合理可靠。在此基础上,对该地区不同滴灌带埋深(分别设为5、15、30 cm)情景下灌水过程中的水盐运动规律进行了进一步模拟与分析,结果表明:不同埋深导致土壤淡化和积盐区域分布不同,淡化区域主要集中在滴灌带附近,在远离滴灌带的湿润锋边缘出现积盐;随着滴灌带埋深加大,土面蒸发损失逐渐降低,但对表层土壤供水能力也相应减弱;综合考虑回收利用、棉花苗期水分供应、根区淡化脱盐需求及单方水的淡化脱盐效率等因素,当地地下滴灌棉田一次性滴灌带不宜埋设过深,建议布置在15 cm左右。     

耕深均匀性的拖拉机电控液压悬挂系统

耕深均匀性是拖拉机作业过程中一个重要的衡量指标,为此提出了一种耕深均匀性的拖拉机电子液压悬挂系统的控制方法。首先介绍了该系统的结构组成及耕深控制原理,然后建立了系统的物理模型,并分析了耕深值和提升臂转角存在的关系,以便利用提升臂转角来间接测量实际的耕深值。以设定的耕深值为输入,实际耕深值为负反馈,采用PID控制算法对该系统的耕深控制过程进行了仿真分析,实现了在线校正实际耕深与设定值的偏差。最后,通过田间试验分别验证了156mm耕深值和200mm耕深值的控制过程,证明了该控制方法的可行性。结果表明:提出的控制方法能够保证耕作过程中耕深的均匀性,也大大降低了驾驶员的操作强度。     

基于SR300深度相机的褐蘑菇原位测量技术

褐蘑菇工厂化种植模式下,为了给蘑菇采摘机器人提供工作参数,采用结构光SR300深度相机采集菇床图像送入工控机进行原位测量。针对菇床上褐蘑菇的菌丝干扰背景,在深度图像中利用土壤表面深度的众数,结合蘑菇菌柄至少20mm的高度,自适应选择动态阈值,从菇床背景中提取蘑菇菌盖二值图;针对粘连的类圆形蘑菇,基于2-1圆形Hough变换初步检测其圆心、半径,进一步对蘑菇的边界点进行跟踪、去噪、插补,分割粘连的蘑菇,准确拟合单体蘑菇边界,获取蘑菇圆心和边界点的三维坐标;校准相机坐标系并基于陶瓷圆板验证原位测量方法的精度,由此计算世界坐标系中单体蘑菇的位置、直径、偏向角、倾斜角。现场试验表明,蘑菇直径最大误差为5.57mm,倾斜角最大误差为6.3°,视频帧的运行时间为206ms,单体蘑菇的运行时间为44ms,可满足蘑菇采摘机器人的现场需求。     

抗旱灌水播种技术参数的数值分析

抗旱灌水播种是一种解决春旱播种的有效形式,把此方式下的土壤水分运动看成是沿种沟方向垂直剖面上的二维水分运动,根据不同的初边值条件建立了数学模型,用数值计算方法得出了种沟深度、灌水量、土壤初始含水率等技术参数的取值范围。     

明渠调水工程闸前常水位运行控制解耦研究

解耦是降低或消除渠道运行控制过程中渠池间相互影响的必要途径。对闸前常水位运行渠道的耦合作用进行了分析,对闸门开度输出解耦(Decoupler 1和Decoupler 2)和流量输出解耦方法的结构组成、解耦原理进行了分析。结合南水北调中线京石段渠道,采用非恒定流数值仿真的方式,对2种方法的解耦效果及解耦参数的选定进行了研究。结果表明,2类解耦方法都能有效降低渠道上下游方向的耦合影响,流量输出的方法在下游方向的解耦效果更好;解耦使系统的响应特性偏向敏感;解耦系数的选取直接影响系统的响应速度与振荡程度,建议通过仿真确定。     

被动式倾斜波纹圆盘破茬刀工作性能试验

以被动式倾斜波纹圆盘刀为研究对象,运用速度瞬心法得出播种机前进速度和切茬深度是切茬速度的主要影响因素。考察了播种机前进速度和配重对圆盘刀工作性能主要指标(切茬深度和牵引阻力)的影响。两指标两因素正交田间试验结果表明,切茬深度和牵引阻力均随两因素增加而增大,配重是影响切茬深度的主要因素;当配重达到一定值时,播种机前进速度对切茬深度的影响比对牵引阻力的影响显著。     

植物培养瓶自动排序装置优化设计与试验

针对组培苗继代培养过程中培养瓶需要人工输入输出、占用大量劳力的问题,采用运动方向相反的2条输送带与设置在其上的导流板、导流块、分流块相配合的结构方案,设计出一种培养瓶的自动排序装置。导流输送带速度v1、分流输送带速度v2、导流板倾角α和导流块楔角β是影响排序速度和运行可靠度的主要因素,当v1=0.25 m/s、v2=0.4 m/s、α=47°、β=35°时,排序装置具有较高的排序速度和良好的运行可靠度。试验结果表明:该装置能实现组培生产中常用的不同大小、形状的培养瓶的自动排序作业,瓶体运行可靠度大于94%;对瓶底直径相同、形状不同的培养瓶,各种瓶体的排序速度基本相等,但对重心低、质量小的瓶体排序效果更好;对形状相同、大小不同的培养瓶,大瓶体比小瓶体具有更好的运行可靠性。