4YZJ-2L型玉米茎穗兼收打捆一体机的设计与研制

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作者 陈度 张旗 +3 位作者 公玉红 杜国庆 贾志明 房庆忠 《拖拉机与农用运输车》 2024年第4期39-43,共5页

针对丘陵山地玉米收获中存在的效率低和资源浪费问题,设计并研制了4YZJ-2L型玉米茎穗兼收打捆一体机。该一体机集成了自走式玉米收获机和打捆机的复合功能,通过双层割台、并列式打捆机及自动控制系统的集成应用,实现了果穗和秸秆的分类... 针对丘陵山地玉米收获中存在的效率低和资源浪费问题,设计并研制了4YZJ-2L型玉米茎穗兼收打捆一体机。该一体机集成了自走式玉米收获机和打捆机的复合功能,通过双层割台、并列式打捆机及自动控制系统的集成应用,实现了果穗和秸秆的分类收获及连续打捆,能够灵活适应丘陵山地小地块的局限性。田间试验结果表明,该一体机在提高作业效率、降低损失率和提升草捆质量方面具有显著优势,为丘陵山地玉米收获提供了一种有效的机械化方案。 展开更多

关键词 玉米收获机 丘陵山地 茎穗兼收 连续打捆 自动控制

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基于YOLO v7-ST模型的小麦籽粒计数方法研究

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作者 王玲 张旗 +3 位作者 冯天赐 王一博 李雨桐 陈度 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期188-197,204,共11页

针对小麦考种过程中籽粒堆积、粘连和遮挡现象导致计数准确率低等问题,本文基于电磁振动原理设计了高通量小麦籽粒振动分离装置,通过分析受力探讨了籽粒离散分离程度的主要影响因素,并引入二阶离散系数建立了籽粒离散度等级评价方法。... 针对小麦考种过程中籽粒堆积、粘连和遮挡现象导致计数准确率低等问题,本文基于电磁振动原理设计了高通量小麦籽粒振动分离装置,通过分析受力探讨了籽粒离散分离程度的主要影响因素,并引入二阶离散系数建立了籽粒离散度等级评价方法。在此基础上,引入Swin Transformer模块构建YOLO v7-ST模型,对不同离散度等级下小麦籽粒进行计数性能测试。试验结果表明,YOLO v7-ST模型在3种离散度等级下平均计数准确率、F1值和平均计数时间的总平均值分别为99.16%、93%和1.19 s,相较于YOLO v7、YOLO v5和Faster R-CNN模型,平均计数准确率分别提高1.03、2.34、15.44个百分点,模型综合评价指标F1值分别提高2、3、16个百分点,平均计数时间较YOLO v5和Faster R-CNN分别减少0.41 s和0.36 s,仅比YOLO v7模型增大0.09 s。因此,YOLO v7-ST模型可实现多种离散度等级下不同程度籽粒遮挡和粘连问题的准确快速检测,大幅提高小麦考种效率。 展开更多

关键词 小麦 籽粒计数 目标检测 离散度等级 电磁振动 YOLO v7-ST

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云-雾-边-端协同的农业装备数字孪生系统研究 被引量：6

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作者 郭大方 杜岳峰 +3 位作者 栗晓宇 李国润 陈度 宋正河 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期133-141,共9页

数字孪生是一种实现虚实融合的先进理念,能够解决农业装备全生命周期中的复杂性和不确定性问题,促进农业机械化和农业装备产业的转型升级。目前,农业装备数字孪生尚处起步阶段,缺乏实用解决方案和典型应用案例。为此,基于数字孪生和农... 数字孪生是一种实现虚实融合的先进理念,能够解决农业装备全生命周期中的复杂性和不确定性问题,促进农业机械化和农业装备产业的转型升级。目前,农业装备数字孪生尚处起步阶段,缺乏实用解决方案和典型应用案例。为此,基于数字孪生和农业装备的特点,融合五维模型和移动边缘计算技术,提出一种云-雾-边-端协同的数字孪生系统架构与运行机制。以籽粒直收型玉米联合收获机为对象,针对脱粒过程中籽粒破碎率高的问题,开发大型联合收获机的数字孪生原型系统,实现模型预测、模型更新、实时监测和优化决策等功能,并开展田间试验。试验结果显示:数字孪生系统有效提高了虚拟模型的适应能力,使虚拟模型保持良好的预测效果;基于数字孪生的决策优化方法有效降低了籽粒破碎率,相较于手动收获模式,籽粒破碎率平均值降低24.24%;相较于反馈控制模式,籽粒破碎率平均值降低15.78%,说明原型系统能够有效改善玉米籽粒收获质量,所提出的系统架构和实现方法可行。 展开更多

关键词 农业装备 数字孪生 边缘计算 玉米脱粒 决策优化

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农机装备数字孪生:从概念到应用 被引量：4

4

作者 郭大方 杜岳峰 +4 位作者 武秀恒 侯思余 栗晓宇 张延安 陈度 《智慧农业（中英文）》 CSCD 2023年第2期149-160,共12页

[目的/意义]农机装备是先进农业生产理念落地的物质支撑,如何提升农机装备设计制造水平及运维管控能力,充分发挥装备性能,是智慧农业未来发展所面临的核心问题。数字孪生是一种融合多种信息技术、促进虚实交互融合的先进理念,有助于更... [目的/意义]农机装备是先进农业生产理念落地的物质支撑,如何提升农机装备设计制造水平及运维管控能力,充分发挥装备性能,是智慧农业未来发展所面临的核心问题。数字孪生是一种融合多种信息技术、促进虚实交互融合的先进理念,有助于更加清晰地认识农机装备及其运行过程,从而解决从设计到回收阶段的复杂性问题,进而全方位地提升农机装备作业质量,更好地满足农业生产需求。[进展]首先围绕数字孪生在农机装备领域的应用,总结数字孪生的研究动态,分析农机装备数字孪生的概念与内涵,提出系统性的体系架构。然后从宏观发展、系统实现、项目实施多个角度阐述农机装备数字孪生的实现路线。最后介绍农机装备数字孪生的典型应用场景和案例。[结论/展望]数字孪生为农机装备转型升级提供了新方法,为提升农业机械化生产水平提供了新途径,为实现智慧农业提供了新思路。本文可为农机装备数字孪生相关研究工作的开展提供参考,为数字孪生赋能智慧农业和智能装备奠定理论基础。 展开更多

关键词 农机装备 数字孪生 信息技术 虚拟仿真 智慧农业

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履带式电液悬挂提升与PTO试验平台设计 被引量：1

5

作者 吕东晓 王玲 +4 位作者 宗建华 张旗 毛旭 陈度 王书茂 《农机化研究》 北大核心 2023年第11期175-181,共7页

针对室内作业环境下,传统动力拖拉机存在空气和噪声污染严重、作业劳动强度大、不易长时间作业与开展试验研究等问题,研制了一款履带式电液悬挂提升与PTO试验平台,通过理论计算和分析等方法研究了关键部件结构参数,并开发了基于NI-FPGA... 针对室内作业环境下,传统动力拖拉机存在空气和噪声污染严重、作业劳动强度大、不易长时间作业与开展试验研究等问题,研制了一款履带式电液悬挂提升与PTO试验平台,通过理论计算和分析等方法研究了关键部件结构参数,并开发了基于NI-FPGA测控系统,实现了对作业平台的远程检测与控制。整机性能试验结果表明:整机行驶稳定性和主动安全性较好,百米直线度偏差约为1%,最小转弯半径1.5m;无滑移情况下整机最大牵引力可达12.5kN,PTO最高转速为1080r/min;在标准转速540r/min工况下,动力输出最大功率为22.5kW;悬挂提升控制试验中,最大提升力为16kN,系统延迟时间为1.2s,最大稳态误差为3.94mm。试验平台动力性能满足设计需求,响应和控制精度较高,可以较好地满足室内作业及多种工况作业需求。 展开更多

关键词 拖拉机 履带底盘 电液悬挂提升 PTO 测控系统

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一种五自由度修剪机器人结构设计与分析 被引量：2

6

作者 桂林 古劲 +3 位作者 张宾 李传军 陈度 张亚伟 《中国农机化学报》 北大核心 2023年第3期191-198,共8页

为满足多样化景观绿篱修剪造型对修剪机器人工作空间、结构刚度和强度的需求,设计一种用于园林绿植的五自由度修剪机器人结构。首先采用D-H法对机器人进行建模与运动学分析,利用蒙特卡洛法得到机器人的工作空间;然后以球形绿篱为修剪目... 为满足多样化景观绿篱修剪造型对修剪机器人工作空间、结构刚度和强度的需求,设计一种用于园林绿植的五自由度修剪机器人结构。首先采用D-H法对机器人进行建模与运动学分析,利用蒙特卡洛法得到机器人的工作空间;然后以球形绿篱为修剪目标,基于机器人有效空间体积比和速度全域性能指标,确定机器人臂架结构主要杆件的尺寸;最后对臂架结构进行有限元静力学和振动模态仿真分析。仿真结果表明:当大臂尺寸为800 mm,小臂尺寸为900 mm,腕臂尺寸为350 mm时,该机器人垂直修剪作业范围为0~2000 mm,水平修剪作业范围为-1300~1300 mm,工作空间可满足园林绿篱的修剪需求;臂架结构的最大等效应力为34.245 MPa,最大变形为1.8971 mm,刚度和强度均满足技术指标的要求,且其固有频率可有效避开外界频率,避免共振现象。本研究为景观绿篱修剪机器人研制提供机械结构设计方法与方案,具有一定的应用价值。 展开更多

关键词 修剪机器人 运动学分析 有效空间 全域性能指标 有限元分析

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振动式果品收获技术机理分析及研究进展 被引量：123

7

作者 陈度 杜小强 +1 位作者 王书茂 张勤 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第8期195-200,共6页

近年来随着劳动力成本的日益提高,许多发达国家的研究人员对果品机械化收获技术进行了广泛而深入的研究,在探索果品收获的新方法、开发果树收获机械方面取得了丰硕的成果。该文首先分析了"果树-机械"收获系统的动力学模型,简... 近年来随着劳动力成本的日益提高,许多发达国家的研究人员对果品机械化收获技术进行了广泛而深入的研究,在探索果品收获的新方法、开发果树收获机械方面取得了丰硕的成果。该文首先分析了"果树-机械"收获系统的动力学模型,简要介绍了连续式收获机的设计要素及步骤。随后介绍了振动式果品收获技术的最新研究进展,对现有的4种振动式收获技术做了较为深入的分析,并对振动式果品收获技术的后续研究方向做了简述。 展开更多

关键词 果品 收获 动力学模型 振动 收获机械

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基于MobileViT模型的小麦收获机喂入密度分类方法

8

作者 杨志凯 扶兰兰 +3 位作者 唐灿 王发明 倪昕东 陈度 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第S01期172-180,共9页

基于喂入量的作业速度智能化控制技术是优化联合收获机作业效率和质量的重要手段。本文针对传统喂入量自动控制技术时滞明显,在喂入量调整时无法及时适应实际情况的问题,采用基于图像的深度学习方法开展了成熟期小麦植株密度等级分类识... 基于喂入量的作业速度智能化控制技术是优化联合收获机作业效率和质量的重要手段。本文针对传统喂入量自动控制技术时滞明显,在喂入量调整时无法及时适应实际情况的问题,采用基于图像的深度学习方法开展了成熟期小麦植株密度等级分类识别方法研究,通过预先感知作物密度,实现联合收获机作业参数的自动调整。首先基于车载相机和无人机图像构建了小麦植株图像数据集,并细分为低密度、中密度、高密度和特高密度4类;其次构建了基于MobileViT-XS轻量化网络的密度等级识别模型,利用建立的数据集进行模型的训练和测试;最后将其与VGG16、GoogLeNet和ResNet进行了比较。结果表明,MobileViT-XS模型的总体识别准确率达到91.03%,且单幅图像推理时间仅为29.5 ms。与VGG16、ResNet网络相比,总体识别准确率分别高出3.51、2.34个百分点,MobileViT-XS模型可以较好的完成小麦不同密度等级的分类识别任务,为实时预测小麦喂入密度提供了技术支持。 展开更多

关键词 联合收获机 喂入量 MobileViT 图像分类 密度识别

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联合收割机喂入量与收获过程损失模型 被引量：47

9

作者 陈度 王书茂 +2 位作者 康峰 祝青园 李晓华 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期18-21,共4页

为了研究联合收割机喂入量与收获过程损失率之间的关系,该文对联合收割机喂入量和收获损失的影响因素进行了详细分析,采用3种模型试验研究了喂入量与收获过程损失的关系,基于新疆-2A型联合收割机的试验样本建立了基于幂函数、指数函数... 为了研究联合收割机喂入量与收获过程损失率之间的关系,该文对联合收割机喂入量和收获损失的影响因素进行了详细分析,采用3种模型试验研究了喂入量与收获过程损失的关系,基于新疆-2A型联合收割机的试验样本建立了基于幂函数、指数函数和二次函数的关系模型,其中二次函数模型具有较高准确性,其决定系数R2=0.826,并利用喂入量控制试验装置进行验证。试验表明,当喂入量在0.3～4.1 kg/s的范围内时,收获过程损失率实测值与二次函数模型计算值的绝对偏差范围为0.04%～0.91%,吻合较好,说明所建立的二次函数模型具有良好的准确性。该模型可作为预测试验用样机收获过程损失的有效工具。 展开更多

关键词 收割机 喂入 数学模型 收获损失

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基于CDIO项目式理念的虚拟仪器课程教学改革 被引量：7

10

作者 陈度 宋正河 +1 位作者 王书茂 谭彧 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2016年第9期159-162,共4页

为了解决传统教学中知识点多、理论较为抽象、学生被动理解等问题,通过增加实践训练环节,以CDIO项目式理念进行课程教学和课程设计体系设计,充分发挥学生在学习过程中的主观能动性。同时,通过知识点与实验内容相关性设计和项目化管理,... 为了解决传统教学中知识点多、理论较为抽象、学生被动理解等问题,通过增加实践训练环节,以CDIO项目式理念进行课程教学和课程设计体系设计,充分发挥学生在学习过程中的主观能动性。同时,通过知识点与实验内容相关性设计和项目化管理,使学生能够在项目实施过程中完成关键知识点理解、实验内容深入掌握、工程系统设计开发、项目文档撰写与管理等教学与实践环节,充分地实现理论知识与实践活动相结合,提高学生的学习兴趣和实际分析解决问题的能力。 展开更多

关键词 虚拟仪器 CDIO 项目式管理 实践教学

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农用轮式机器人四轮独立转向驱动控制系统设计与试验 被引量：41

11

作者 张京 陈度 +2 位作者 王书茂 胡小安 王冬 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第18期63-70,共8页

针对一般农用轮式机器人转向方式单一、难以适应田间复杂作业环境以及推广应用成本较高等问题，该文设计了一种农用轮式机器人四轮独立转向驱动控制系统，采用模块化设计方法构建了该控制系统的底层硬件部分，结合控制器局域网络（contr... 针对一般农用轮式机器人转向方式单一、难以适应田间复杂作业环境以及推广应用成本较高等问题，该文设计了一种农用轮式机器人四轮独立转向驱动控制系统，采用模块化设计方法构建了该控制系统的底层硬件部分，结合控制器局域网络（controller area network, CAN）总线、串口通讯和传感器技术实现了该机器人移动轮转角、转速等数据的采集功能且应用了有效的硬件电路隔离保护方案；基于低速阿克曼四轮转向模型与比例积分微分（proportion, integration, differentiation, PID）控制算法分析并验证了该机器人四轮独立转向驱动控制策略的有效性。试验结果表明：该机器人能够通过上位机或遥控器实现其四轮独立转向与转速控制功能，移动轮在0～360°转向过程中，控制效果鲁棒性强、稳定且转角控制的最大平均绝对误差为0.10°，通过上位机设定转速后经0.5～1 s左右，移动轮转速达到稳态，并具有较高转速控制精度。该研究为农用轮式机器人的四轮独立转向驱动控制方法提供了参考。 展开更多

关键词 机械化 机器人 控制系统 四轮转向 模块化设计

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微型无人机低空变量喷药系统设计与雾滴沉积规律研究 被引量：78

12

作者 王玲 兰玉彬 +3 位作者 WClint Hoffmann Bradley KFritz 陈度 王书茂 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期15-22,共8页

针对我国施药机械和农药使用技术严重落后带来的农药用量大、资源有效利用率低、农作物产量和品质下降等问题,设计了微型无人机脉宽调制型变量喷药系统,并利用风洞的可控多风速环境,通过荧光粉测试方法对悬停无人机变量喷药的雾滴沉积... 针对我国施药机械和农药使用技术严重落后带来的农药用量大、资源有效利用率低、农作物产量和品质下降等问题,设计了微型无人机脉宽调制型变量喷药系统,并利用风洞的可控多风速环境,通过荧光粉测试方法对悬停无人机变量喷药的雾滴沉积规律进行了试验研究。变量喷药系统由地面测控单元和机载喷施系统两部分组成,基于Lab Windows/CVI的地面测控软件,采用频率为10 Hz、占空比可调的脉冲信号经无线数传模块远程控制机载喷施系统;机载喷施系统以ARM Cortex-M3系列的STM32F103VC微处理器为核心,接收地面控制信号实时调节电动隔膜泵电动机转速,以改变系统喷雾压力和喷药量,实现变量喷雾调节。悬停风洞试验中,选择了PWM占空比、喷孔直径、电动离心喷头转速等变量,对不同距离和风速条件下雾滴沉积效果进行了试验研究。试验结果表明,风速是影响雾滴沉积效果的最显著因素,雾滴沉积以抛物线形式分布在采集区域,沉积高峰区随风速增加不仅远离喷头,且飘移沉积量逐渐减少;雾滴粒径在风速小于3 m/s时对沉积效果影响不显著,当风速大于3 m/s时,不同粒径的雾滴均发生飘移,飘移沉积量明显减少且沉积范围向远离喷头运动;粒径101.74μm的雾滴更易发生飘移,沉积高峰区集中在距离喷头4 m以外,且飘移沉积量明显低于粒径164.00μm与228.16μm的雾滴。 展开更多

关键词 无人机 变量喷药 系统设计 雾滴沉积

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虚拟仪器技术在农业装备测控中的应用 被引量：25

13

作者 祝青园 王书茂 +2 位作者 康峰 张磊 陈度 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期1333-1338,共6页

虚拟仪器技术是计算机技术和测控技术发展与结合的成果,代表着仪器发展的一个重要方向,在农业装备的性能检测和自动控制方面已经得到了初步应用。本文结合笔者应用该技术开发农业装备测控系统的实例,对其在收获机械、设施农业、喷灌设... 虚拟仪器技术是计算机技术和测控技术发展与结合的成果,代表着仪器发展的一个重要方向,在农业装备的性能检测和自动控制方面已经得到了初步应用。本文结合笔者应用该技术开发农业装备测控系统的实例,对其在收获机械、设施农业、喷灌设备、拖拉机及农用运输车、种子加工设备等农业装备中的应用成果进行了综述,同时对虚拟仪器技术在农业装备中的应用前景进行了展望,并提出了采用虚拟仪器技术、无线数据传输技术和网络技术设计移动式测控系统,进行农业装备田间作业共性参数测控的技术方案。 展开更多

关键词 虚拟仪器 农业装备 测控

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机械与农业工程虚拟仿真实验教学中心建设规划与实践 被引量：20

14

作者 宋正河 陈度 +3 位作者 董向前 杜岳峰 李海涛 张学敏 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2017年第1期5-9,共5页

机械工程和农业工程学科在农业高等院校人才培养中发挥着重要的作用,虚拟仿真技术在两大学科专业教学中的应用,将成为传统课堂和实验教学的有利补充。以中国农业大学机械与农业工程虚拟仿真实验教学中心的建设为例,通过建立包括课程实... 机械工程和农业工程学科在农业高等院校人才培养中发挥着重要的作用,虚拟仿真技术在两大学科专业教学中的应用,将成为传统课堂和实验教学的有利补充。以中国农业大学机械与农业工程虚拟仿真实验教学中心的建设为例,通过建立包括课程实验、综合创新和实习实践3个层次的虚拟仿真实验教学平台,实现虚拟仿真实验教学与理论教学、创新设计、科研促教学、实习实践的四结合,从而达到学生受益面大、创新性强、管理高效、示范程度高、易实现资源共享的建设目的,最后以实例对实验教学中心的资源建设进展进行了介绍。 展开更多

关键词 虚拟仿真 实验教学 机械工程 农业工程

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基于有限元方法的整形果树振动收获机理分析 被引量：26

15

作者 王冬 陈度 +2 位作者 王书茂 陈志 张锋 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第S1期56-62,共7页

为提升振动式采收机械的设计效率,该文在分析常见振动收获机工作机理的基础上,建立了3种典型整形果树实体模型,利用有限元方法得到其在1~50 Hz低频范围内的固有频率和模态振型,并进行了振动响应特性仿真试验。结果表明,整形果树固有频... 为提升振动式采收机械的设计效率,该文在分析常见振动收获机工作机理的基础上,建立了3种典型整形果树实体模型,利用有限元方法得到其在1~50 Hz低频范围内的固有频率和模态振型,并进行了振动响应特性仿真试验。结果表明,整形果树固有频率和模态振型受果树形态影响较大,3种典型整形果树的低阶固有频率主要集中在7~11阶范围,分别在13.5、12.0和7.5 Hz时振动响应最为剧烈,且一致性较好;同时,不同加载方式对于整形果树振动响应特性具有较大影响,其中双体多向加载较为适合于纺锤形果树,而单体回旋型加载则更适合于自然开心型和直立平面形果树。该方法可为不同类型整形果树振动式收获机械的设计提供参考。 展开更多

关键词 有限元方法 收获 振动 果树 振动响应 模态分析

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基于图像旋转投影的导航路径检测算法 被引量：22

16

作者 丁幼春 王书茂 陈度 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第8期155-160,共6页

提出一种农业车辆视觉导航路径识别算法——旋转投影算法。该算法通过角度枚举对图像ROI实施旋转变换,由旋转后图像的列均值与枚举角度构成旋转投影矩阵R,对其行向量实施差分运算得到差分旋转投影矩阵Rd,由Rd的极值可确定图像导航路径,... 提出一种农业车辆视觉导航路径识别算法——旋转投影算法。该算法通过角度枚举对图像ROI实施旋转变换,由旋转后图像的列均值与枚举角度构成旋转投影矩阵R,对其行向量实施差分运算得到差分旋转投影矩阵Rd,由Rd的极值可确定图像导航路径,即航向偏差θ与航位偏差d,进而可以求得世界坐标系下的导航路径参数。同理可以对田头线进行检测。为了提高算法的实时性,提出设定合理的ROI、实施线性压缩、旋转角度先粗分再细分的二步法以及充分利用前帧信息4种处理方法,使处理一帧用时6.2 ms左右。通过对不同条件下成熟小麦图像测试表明,该算法识别导航路径准确率达到95%。 展开更多

关键词 联合收获机 自动导航 图像处理 旋转投影矩阵

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基于机器视觉的玉米果穗性状参数测量方法研究 被引量：7

17

作者 吴刚 吴云帆 +2 位作者 陈度 李宝胜 郑永军 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第S02期357-365,共9页

在玉米育种、田间测产和提高玉米产量的过程中,均需要对玉米果穗考种,即需要对玉米果穗的穗长、穗粗、穗行数、行粒数和穗粒数等性状参数进行测量。人工考种不仅花费大量的人力物力,而且在考种过程中普遍存在人工劳动强度大、观测效率... 在玉米育种、田间测产和提高玉米产量的过程中,均需要对玉米果穗考种,即需要对玉米果穗的穗长、穗粗、穗行数、行粒数和穗粒数等性状参数进行测量。人工考种不仅花费大量的人力物力,而且在考种过程中普遍存在人工劳动强度大、观测效率低、人为干扰导致测试结果不客观及不准确等问题,在很大程度上限制了考种的速度与精度。针对上述问题,利用所研制的自动考种设备和机器视觉方法,通过USB工业相机获取玉米果穗单面性状彩色图像,利用|B-R|模型、(G+B)/2模型将彩色图像分别进行灰度化,利用改进后的一维最大熵阈值分割方法对灰度图像进行二值化,分别得到果穗轮廓二值图像和果穗特征二值图像;通过轮廓二值图像计算果穗放置后的倾斜角,实现果穗轮廓二值图像和特征二值图像的自动纠偏;通过相机标定,得到单位像素对应的实际值,进而得到穗长及穗粗;通过提取局部籽粒特征二值图像,利用水平黑背景点扫描及对扫描曲线的修正获取穗行宽度,通过穗行数修正模型得到果穗的穗行数;通过提取局部单行籽粒特征二值图像,利用垂直黑背景点扫描及对扫描曲线的修正得到行粒数;根据行粒数和穗行数得到穗粒数。试验结果表明,穗长和穗粗平均测量精度分别为98.05%和97.99%,穗行数测量正确率为95%,行粒数平均测量精度为96.29%,穗粒数平均测量精度为95.67%,和实际值相比,穗粗、穗长、行粒数及穗粒数的测量值差异无显著性。单穗玉米果穗机器视觉平均测量速度为600 ms/穗,考种设备测量速度为6 s/穗,能够满足自动考种设备的使用需求。 展开更多

关键词 机器视觉 图像处理 玉米 考种 穗行数 行粒数

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适用棚架树形的鲜苹果局部对靶振动收获方法研究 被引量：10

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作者 付函 段洁利 +3 位作者 陈度 王新 ZHANG Qin 王书茂 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第S1期1-7,共7页

目前,苹果最新的栽培模式是将果树整形为树枝水平生长的多层棚架结构,这种结构可以将机械收获控制在局部化的树枝水平,以实现鲜苹果的机械化采收。为此,提出一种实用的局部对靶振动收获方法,激振树枝并采用尽量接近方式收集果实。基于... 目前,苹果最新的栽培模式是将果树整形为树枝水平生长的多层棚架结构,这种结构可以将机械收获控制在局部化的树枝水平,以实现鲜苹果的机械化采收。为此,提出一种实用的局部对靶振动收获方法,激振树枝并采用尽量接近方式收集果实。基于单自由度粘弹性阻尼系统,设计了树枝激振器,并设计了一套计算机测控系统,用于实时监控树枝的受迫振动频率。设计了与激振树枝方式相对应的水平型和倾斜型果实收集平台。最后,在美国华盛顿州普罗瑟附近的商业果园,以"墙形"结构的"爵士"苹果为例,开展了局部对靶振动收获试验,对比分析了4种收集方式(有无缓冲隔离带、水平或倾斜接收)对果实质量的影响。依据美国农业部鲜苹果质量等级标准,利用满足市场分级要求的果实所占的百分率对收获的果实质量进行评估。结果显示,满足市场分级要求的果实所占的百分率为89.5%~96.3%,且在这4种方式中并无显著差异。这表明,针对苹果最新的栽培模式,采用局部对靶振动收获方法是可行的。 展开更多

关键词 鲜苹果 机械收获 振动采收 棚架树形

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大型收获机械机架平面度在线测量系统设计与试验 被引量：4

19

作者 王冬 张亚伟 +2 位作者 王书茂 陈志 陈度 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第S1期17-22,共6页

由于大型收获机械机架结构的特殊性,传统测量方法难以满足其平面度测量对精度和生产效率的要求。该文提出了一种基于矩形点阵测量的机架平面度测量方法,并结合最小二乘评定算法,构建了包括花岗岩基础平台、液压升降式定位夹紧装置和激... 由于大型收获机械机架结构的特殊性,传统测量方法难以满足其平面度测量对精度和生产效率的要求。该文提出了一种基于矩形点阵测量的机架平面度测量方法,并结合最小二乘评定算法,构建了包括花岗岩基础平台、液压升降式定位夹紧装置和激光测距传感器及其驱动装置的测量系统,并设计开发了基于虚拟仪器技术的测控软件,实现了测量系统的自动化控制和数据的自动采集与处理,最后以某玉米联合收获机机架为例开展了实际试验验证,测得平面度结果为10.27 mm,结果的不确定度为±0.5 mm。结果表明,该文提出的平面度测量方法及建立的测控系统能够满足大型收获机械机架上表面平面度的快速、准确测量要求,对于保证大型收获机械产品装配质量,提高产品竞争力具有重要意义。 展开更多

关键词 农业机械 测量 设计 机架 平面度 最小二乘法 不确定度

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旱地机械化耕种作业虚拟仿真系统建设 被引量：3

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作者 董向前 陈雨 +3 位作者 宋正河 陈度 王庆杰 杜岳峰 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2021年第9期142-144,168,共4页

为解决农业机械实验教学环节存在的学生自主实验能力不强、综合性创新性实验难以开展等问题,以旋耕机、翻转犁、深松机、播种机等典型旱地耕种机械为对象,依托虚拟现实、多媒体、人机交互、数据库和网络通信等技术手段,构建了包含"... 为解决农业机械实验教学环节存在的学生自主实验能力不强、综合性创新性实验难以开展等问题,以旋耕机、翻转犁、深松机、播种机等典型旱地耕种机械为对象,依托虚拟现实、多媒体、人机交互、数据库和网络通信等技术手段,构建了包含"机具构造、工作原理、挂接调整、田间作业"4个环节3个层次的虚拟仿真实验教学系统,引导学生开展自主学习、深度思考与在线反馈,使学生在虚拟环境中开展交互实验,深入理解我国北方旱地机械化作业过程,从而达到"农业机械与装备"等相关课程教学大纲所要求的教学效果,提升实验教学质量。 展开更多

关键词 虚拟仿真实验 实验教学 机械化耕种作业 分层次实验

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