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精确播种检测传感技术的研究进展及未来展望
1
作者 黄金鑫 周志强 +1 位作者 赵杰 奚小波 《农业装备技术》 2024年第5期4-7,16,共5页
精确播种对现代农业的发展具有重要的意义,如何实现精确播种的检测,对单产提升具有重要的意义,文章对现有精确播种检测传感技术进行了分类,总结了光电传感器、电容传感器、压电传感器和机器视觉传感器的基本工作原理及目前国内外研究进... 精确播种对现代农业的发展具有重要的意义,如何实现精确播种的检测,对单产提升具有重要的意义,文章对现有精确播种检测传感技术进行了分类,总结了光电传感器、电容传感器、压电传感器和机器视觉传感器的基本工作原理及目前国内外研究进展,分析了制约各类型精确播种传感器发展的关键因素,提出了解决思路,指出了各类型传感器的未来发展方向,以期为进一步推动精确播种技术发展提供借鉴。 展开更多
关键词 单产提升 精确播种 精确播种检测 精准高效
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基于改进YOLO v8n的辣椒穴盘育苗播种质量轻量级检测方法
2
作者 孔德航 刘云强 +3 位作者 崔巍 吴海华 张学东 宁义超 《农业机械学报》 北大核心 2025年第2期381-392,共12页
针对辣椒穴盘育苗播种质量实时、准确检测难和边缘设备算力有限等问题,基于YOLO v8n设计了一种轻量级检测算法YOLO v8n-SCS(YOLO v8n improved with StarNet,CAM and SCConv)。采用“单格训练+整盘检测”的技术策略以降低训练成本,提高... 针对辣椒穴盘育苗播种质量实时、准确检测难和边缘设备算力有限等问题,基于YOLO v8n设计了一种轻量级检测算法YOLO v8n-SCS(YOLO v8n improved with StarNet,CAM and SCConv)。采用“单格训练+整盘检测”的技术策略以降低训练成本,提高训练效率。采用StarNet轻量级网络和上下文增强模块(Context augmentation module,CAM)作为主干网络,在降低模型复杂程度同时,实现深层特征多感受野信息融合;采用空间与通道重建卷积(Spatial and channel reconstruction convolution,SCConv)优化中间层C2f(Cross stage partial network fusion)模块的瓶颈结构,增强模块特征提取能力和提高模型推理速度;融合P2检测层,将基线3个检测头减至1个,增强模型对小目标的检测性能。结果表明,YOLO v8n-SCS模型参数量为1.2×10^(6)、内存占用量为2.7 MB、浮点数运算量为7.6×10^(9),在穴盘单格数据集上,其mAP_(50)为98.3%、mAP_(50-95)为83.8%、帧率为112 f/s,相比基线模型YOLO v8n,参数量降低62.5%、mAP_(50)提升2.5个百分点、mAP_(50-95)提升2.1个百分点、浮点数运算量降低14.6%、帧率提升23.1%;在整盘检测任务中,其检测帧率为21 f/s,检测准确率为98.2%,相比基线模型检测帧率提升8.2%、准确率提升1.1个百分点,对于播种速度800盘/h以内的72穴育苗盘和600盘/h以内的128穴育苗盘,其平均检测准确率大于96%,且单粒率、重播率和漏播率检测误差小于1.8%。本文模型在性能和计算成本之间取得了很好的平衡,降低了部署边缘设备计算要求,满足辣椒穴盘育苗播种质量在线检测需求,为育苗播种生产线智能化升级提供了技术支持。 展开更多
关键词 辣椒种子 穴盘育苗 播种质量检测 改进YOLO v8n 轻量级模型
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水稻育秧盘播种量变速称量检测与智能调控装置的优化
3
作者 胡希红 马旭 +3 位作者 王宇唯 王曦成 钟磊 谭穗妍 《华南农业大学学报》 北大核心 2025年第5期678-691,共14页
【目的】为提高水稻育秧盘播种量检测精度,实现秧盘播种量精准调控,设计一种水稻育秧盘播种量变速称量检测与智能调控装置。【方法】构建由前、后驱动轮组成的秧盘质量变速称量机构,前驱动轮使前、后秧盘产生间距,保证秧盘在变速称量机... 【目的】为提高水稻育秧盘播种量检测精度,实现秧盘播种量精准调控,设计一种水稻育秧盘播种量变速称量检测与智能调控装置。【方法】构建由前、后驱动轮组成的秧盘质量变速称量机构,前驱动轮使前、后秧盘产生间距,保证秧盘在变速称量机构上实现静态无接触精准称量,后驱动轮使称量后的秧盘自动追赶前秧盘以消除间距,确保秧盘在育秧生产线上无间隔连续输送;利用对射型光电传感器精准检测秧盘是否到达称量位置;采用巴特沃斯-卡尔曼联合滤波处理称量信号,有效抑制干扰因素,进一步提高秧盘播种量检测精度;以可编程逻辑控制器(Programmable logic controller, PLC)为控制核心,对比分析秧盘播种量检测值与设定值的偏差,根据建立的水稻芽种秧盘播种量调控模型,实现智能精准调控。【结果】在育秧生产率为500盘/h的条件下,秧盘播种量平均检测精度为96.64%,杂交稻单秧盘播种量(50~80 g)平均调控精度和变异系数分别为93.69%和2.01%,常规稻单秧盘播种量(81~360 g)平均调控精度和变异系数分别为96.01%和3.13%。【结论】本文设计的装置检测精度和调控性能显著优于现有装置,对提高水稻秧苗质量、保证栽插性能具有实际应用价值。 展开更多
关键词 水稻育秧 变速称量机构 对射型光电传感器 巴特沃斯滤波 卡尔曼滤波 播种量检测 智能调控
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计算机视觉技术在播种质量检测方面的应用现状
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作者 杨浩勇 陶雷 +1 位作者 周达辉 王超柱 《农机质量与监督》 2025年第5期13-14,12,共3页
一、研究背景及意义水稻是我国主要的粮食作物之一,我国也是世界上最大的水稻生产国和消费国,因而水稻的生产在我国的粮食生产中占有极其重要的地位。随着时代的发展和科技的进步,工厂化育秧应运而生,通过使用育秧设备和技术,实现育秧... 一、研究背景及意义水稻是我国主要的粮食作物之一,我国也是世界上最大的水稻生产国和消费国,因而水稻的生产在我国的粮食生产中占有极其重要的地位。随着时代的发展和科技的进步,工厂化育秧应运而生,通过使用育秧设备和技术,实现育秧过程的标准化和规模化。工厂化育秧的产生不仅提高了育秧效率,还保证了秧苗的质量和数量,为水稻等农作物的生产提供有力保障。 展开更多
关键词 播种质量检测 计算机视觉技术 水稻
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小麦精量播种机设计与试验
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作者 李玉东 《农机使用与维修》 2024年第7期26-29,共4页
设计一种播深稳定、镇压质量高且具有堵塞疏通清理机构的小麦精量播种机。利用平行四边机构和镇压轮的限深作用,播种单体能够实现随地表高低仿形而保持播种深度不变。堵塞疏通清理机构采用曲柄导杆机构,把曲柄的旋转运动转化为导杆的往... 设计一种播深稳定、镇压质量高且具有堵塞疏通清理机构的小麦精量播种机。利用平行四边机构和镇压轮的限深作用,播种单体能够实现随地表高低仿形而保持播种深度不变。堵塞疏通清理机构采用曲柄导杆机构,把曲柄的旋转运动转化为导杆的往复直线运动,通过导杆在排种管内上下运动,从而把堵塞物推出落种口。田间试验表明,该机简化了播种机的结构和操作方式,能够实时监测作业状态,确保播种作业质量。试验结果以期为后续小麦精量播种机设计优化提供参考。 展开更多
关键词 小麦 播种机 排种器 播种检测
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基于雷达测速的棉花精量直播机排种测控系统设计与试验
6
作者 丁幼春 张驰海 +3 位作者 董万静 詹振宇 魏松 农峰 《农业机械学报》 北大核心 2025年第5期59-70,共12页
针对长江流域麦后棉区土壤黏重,地表留存秸秆残茬量大,地轮驱动方式易出现缠绕打滑、壅土现象,导致漏播、断条,且缺乏棉花导种与性能检测一体化装置等问题,设计了基于雷达测速的棉花精量直播机排种测控系统。构建了3路独立直流电机转速... 针对长江流域麦后棉区土壤黏重,地表留存秸秆残茬量大,地轮驱动方式易出现缠绕打滑、壅土现象,导致漏播、断条,且缺乏棉花导种与性能检测一体化装置等问题,设计了基于雷达测速的棉花精量直播机排种测控系统。构建了3路独立直流电机转速控制以及3路棉花种子流实时检测的云-端构架模式;设计了播种测控云平台,实现播种作业参数实时采集、显示、存储及多设备的管控;设计了模糊PID控制器,实现指定粒距的随速实时调控。利用Matlab开展了模糊PID控制器与PID控制器仿真对比试验。结果表明,模糊PID算法模型比PID算法模型超调量降低28.95%,上升时间减少28.57%,稳态时间减少22.22%。开展电机控制精度试验,结果表明,电机实际转速与理论转速最大误差为1.8%,平均误差为1.1%。台架试验结果表明,与JPS-16型计算机视觉试验台相比,测控系统检测合格指数、漏播指数、重播指数相差不大于1.3、0.7、0.8个百分点。路面试验结果表明,当作业速度为3.6~9.2 m/h时,实际排种数与理论排种数最大误差为2.4%;单路检测准确率不小于97.44%。田间试验结果表明,当作业速度为3.6~9.2 m/h时,本系统控制播种合格指数不小于90.81%,漏播指数不大于4.64%,粒距变异系数不大于14.38%。示范应用表明,该棉花精量直播机排种测控系统能够有效提升长江流域棉区麦后棉花直播机播种质量。 展开更多
关键词 棉花 播种检测 雷达测速 模糊PID
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水稻育秧生产线秧盘播种量智能调控装置设计与试验 被引量：6
7
作者 马旭 王承恩 +4 位作者 刘赛赛 王宇唯 王曦成 赵旭 刘伟文 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期36-46,共11页
水稻工厂化育秧过程中,秧盘播种量的精准控制能有效保证育秧质量。为解决水稻工厂化育秧中秧盘播种量调控操作繁琐和效率低等问题,该研究设计了一种水稻育秧生产线秧盘播种量智能调控装置,该装置以STM32F429微处理器为控制核心,利用双... 水稻工厂化育秧过程中,秧盘播种量的精准控制能有效保证育秧质量。为解决水稻工厂化育秧中秧盘播种量调控操作繁琐和效率低等问题,该研究设计了一种水稻育秧生产线秧盘播种量智能调控装置,该装置以STM32F429微处理器为控制核心,利用双漫反射光电传感器检测连续输送秧盘的准确到达位置,设计了秧盘质量称量机构,建立了常规稻和杂交稻芽种秧盘播种量与排种轮电机转速(频率)的关系模型,基于统计分析、信息反馈技术与秧盘播种量变化规律模型,实现不同水稻品种秧盘播种量的智能精准调控。试验结果表明,在500盘/h的生产效率下,装置的平均检测精度为94.84%,经调控后的杂交稻秧盘播种量的平均变异系数为2.50%,常规稻秧盘播种量的平均变异系数为4.04%。所设计的水稻育秧生产线智能调控装置具有较高的播种量检测精度,满足当前育秧播种量调控的使用要求,对提高水稻秧盘育秧播种生产线智能化水平、保证秧苗质量具有实际应用价值。 展开更多
关键词 农业机械 水稻 育秧生产线 播种量检测 智能调控
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玉米变量播种机单体驱动器的设计 被引量：28
8
作者 丁友强 杨丽 +3 位作者 张东兴 崔涛 张凯良 王满涛 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期1-9,共9页
国内电驱式玉米精量播种机所用电机驱动器和各类监测传感器大都直接连接在主控制器上,功能单一、播种行数难以拓展,无法满足变量播种作业对各个播种单体独立控制的要求。针对上述问题,搭建了基于STM32F103的单体驱动器硬件和软件架构,... 国内电驱式玉米精量播种机所用电机驱动器和各类监测传感器大都直接连接在主控制器上,功能单一、播种行数难以拓展,无法满足变量播种作业对各个播种单体独立控制的要求。针对上述问题,搭建了基于STM32F103的单体驱动器硬件和软件架构,实现了排种器驱动电机的平稳驱动、转速调节、过流保护以及合格率、重播率、漏播率的播种质量检测;单体驱动器集成了CAN总线通讯模块,可通过增减单体驱动器便捷地实现播种机行数拓展。系统整体试验表明,单体驱动器和主控制器可以通过CAN总线完成转速指令和播种质量数据的交互;当作业速度在3~9 km/h之间时,单体驱动器驱动排种器播种合格率大于95.7%,重播率小于4.3%,漏播率小于1.4%,高于国标要求;播种质量检测模块与现有排种器性能检测仪的对比试验结果显示,在3km/h的作业速度,两者的检测结果最大差值为0.1个百分点,当前进速度逐渐上升时,两者的偏差逐渐增大,单体驱动器测得的3项指标都小于排种器检测仪,但在不同的速度梯度下,两者合格率相差不超过2个百分点,重播率不超过1.1个百分点,漏播率不超过0.9个百分点。综合而言,单体驱动器的整体功能良好。 展开更多
关键词 机械化 设计 控制 变量播种 播种质量检测 单体驱动器 CAN总线
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