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基于TSP_RRT算法的柑橘多目标连续采摘路径规划
被引量：
2
1
作者
马萧杰
施新宇
+2 位作者
肖文星
任梦涛
鲍秀兰
《江西农业大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第2期490-501,共12页
【目的】柑橘等季节性水果收获约占整个作业量的40%,耗时耗力,研发柑橘采摘机器人已成为提高柑橘生产效率的重要途径。为解决柑橘采摘机械臂在果园非结构化环境下的规划效率低、规划路径长等问题,提出了一种非结构环境下将旅行商问题(T...
【目的】柑橘等季节性水果收获约占整个作业量的40%,耗时耗力,研发柑橘采摘机器人已成为提高柑橘生产效率的重要途径。为解决柑橘采摘机械臂在果园非结构化环境下的规划效率低、规划路径长等问题,提出了一种非结构环境下将旅行商问题(TSP)和快速搜索随机树算法(RRT)相结合的柑橘连续采摘最优路径规划方法(TSP_RRT)。【方法】为了在仿真环境中描述真实的柑橘果树,建立了基于几何包络法的柑橘树模型。将柑橘树的树枝树干等障碍物部分采用分段圆柱体包络,无需采摘的柑橘采用包围球包络。采用带先决条件的概率性随机采样策略,通过引入采样阈值与生成的采样随机数进行判断,可以有效降低采样的盲目性。引入目标引力控制节点生长的最短距离,实现扩展树的生长方向总是朝着目标点的方向,引入自适应步长使得扩展树在生长时根据障碍物的密度自动调节步长大小,目标引力和自适应步长策略提高了采摘机器人路径规划的收敛速度和规划效率。为提高柑橘多目标采摘路径的整体最优规划,缩短路径长度。基于遗传算法的旅行商问题,并考虑采摘过程中树枝等障碍物的干扰,引入障碍物因子来获取多目标采摘顺序的最优解。【结果】仿真结果表明,TSP_RRT算法规划所获得的连续采摘路径长度相比于TSP_RRT-connect算法和TSP_RRT*算法的多目标连续采摘路径分别缩短34.52%、10.19%,规划时间分别减少约31%、50%,TSP_RRT算法的路径规划成功率约为98.8%。【结论】与多种机械臂路径规划的RRT算法相比,改进后的TSP_RRT算法可以快速、准确地生成一条机械臂采摘的最优路径,缩短了路径规划的长度,减少了路径规划的时间。该算法可为柑橘采摘机器人在多目标连续采摘中提供参考和技术支持。
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关键词
果园
柑橘
采摘
机器人
多目标
连续采摘
路径规划
机械臂避障
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职称材料
叶面硒强化对辣椒硒累积及其营养品质的影响
2
作者
聂根新
陈徐俊
+5 位作者
涂田华
邬磊
黄启华
吴玲
卢坚雯
周瑶敏
《中国瓜菜》
北大核心
2025年第8期183-189,共7页
为研究叶面硒强化对辣椒硒含量和营养品质的影响,以丰田椒霸辣椒为试材,以亚硒酸钠为硒源,以去离子水为对照(CK),设置4个亚硒酸钠溶液质量浓度(以含硒量计)(2.0、4.0、6.0、8.0 mg·L^(-1),分别为T1、T2、T3、T4处理)叶面喷施试验,...
为研究叶面硒强化对辣椒硒含量和营养品质的影响,以丰田椒霸辣椒为试材,以亚硒酸钠为硒源,以去离子水为对照(CK),设置4个亚硒酸钠溶液质量浓度(以含硒量计)(2.0、4.0、6.0、8.0 mg·L^(-1),分别为T1、T2、T3、T4处理)叶面喷施试验,共5个处理,以明确辣椒叶面喷施亚硒酸钠溶液的最佳浓度和富硒辣椒的最佳采收期。结果表明,叶面喷硒处理辣椒果实中总硒含量较CK显著提高,同时还能改善辣椒果实的营养品质。叶面喷硒处理辣椒有机硒占比均大于65%,与CK相比,总硒含量是CK的1.03~21.43倍,维生素C含量提升幅度最高达51.81%,辣椒素含量提升幅度最高为14.81%,蛋白质含量提升幅度最高达16.56%,还原糖含量提升幅度最高达8.69%。T2~T4处理第4次收获的辣椒果实中总硒含量高于其他时期收获的辣椒,而各处理第1次和第2次收获的辣椒果实中总硒含量均低于其他时期收获的辣椒。当硒喷施质量浓度为4.0 mg·L^(-1)时第3~6次收获的辣椒有机硒占比均较高,均高于80%。经过多次叶面喷硒后和提高硒喷施浓度,辣椒果实营养品质也出现一定程度的下降,表明辣椒对硒也有耐受性,当超过其耐受能力后,会降低其营养品质。灰色关联度分析结果表明,硒喷施质量浓度为4.0、8.0 mg·L^(-1)时第4次采摘的辣椒品质综合评价优于其他处理。因此,从富硒和营养品质综合考虑,辣椒叶面喷硒质量浓度选择4.0~8.0 mg·L^(-1)为宜,第4次采收的辣椒果实品质最佳。
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关键词
辣椒
叶面喷硒
营养品质
连续采摘
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职称材料
题名
基于TSP_RRT算法的柑橘多目标连续采摘路径规划
被引量：
2
1
作者
马萧杰
施新宇
肖文星
任梦涛
鲍秀兰
机构
华中农业大学工学院
农业农村部长江中下游农业装备重点实验室
湖南大学电气与信息工程学院
出处
《江西农业大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第2期490-501,共12页
基金
湖北省农机装备补短板核心技术应用攻关项目(HBSNYT202219)
国家重点研发计划项目(2020YFD1000101)。
文摘
【目的】柑橘等季节性水果收获约占整个作业量的40%,耗时耗力,研发柑橘采摘机器人已成为提高柑橘生产效率的重要途径。为解决柑橘采摘机械臂在果园非结构化环境下的规划效率低、规划路径长等问题,提出了一种非结构环境下将旅行商问题(TSP)和快速搜索随机树算法(RRT)相结合的柑橘连续采摘最优路径规划方法(TSP_RRT)。【方法】为了在仿真环境中描述真实的柑橘果树,建立了基于几何包络法的柑橘树模型。将柑橘树的树枝树干等障碍物部分采用分段圆柱体包络,无需采摘的柑橘采用包围球包络。采用带先决条件的概率性随机采样策略,通过引入采样阈值与生成的采样随机数进行判断,可以有效降低采样的盲目性。引入目标引力控制节点生长的最短距离,实现扩展树的生长方向总是朝着目标点的方向,引入自适应步长使得扩展树在生长时根据障碍物的密度自动调节步长大小,目标引力和自适应步长策略提高了采摘机器人路径规划的收敛速度和规划效率。为提高柑橘多目标采摘路径的整体最优规划,缩短路径长度。基于遗传算法的旅行商问题,并考虑采摘过程中树枝等障碍物的干扰,引入障碍物因子来获取多目标采摘顺序的最优解。【结果】仿真结果表明,TSP_RRT算法规划所获得的连续采摘路径长度相比于TSP_RRT-connect算法和TSP_RRT*算法的多目标连续采摘路径分别缩短34.52%、10.19%,规划时间分别减少约31%、50%,TSP_RRT算法的路径规划成功率约为98.8%。【结论】与多种机械臂路径规划的RRT算法相比,改进后的TSP_RRT算法可以快速、准确地生成一条机械臂采摘的最优路径,缩短了路径规划的长度,减少了路径规划的时间。该算法可为柑橘采摘机器人在多目标连续采摘中提供参考和技术支持。
关键词
果园
柑橘
采摘
机器人
多目标
连续采摘
路径规划
机械臂避障
Keywords
orchard
citrus picking robot
multi-target
continuous picking
path planning
manipulator obstacle avoidance
分类号
S225 [农业科学—农业机械化工程]
S666 [农业科学—果树学]
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职称材料
题名
叶面硒强化对辣椒硒累积及其营养品质的影响
2
作者
聂根新
陈徐俊
涂田华
邬磊
黄启华
吴玲
卢坚雯
周瑶敏
机构
江西省农业科学院农产品质量安全与标准研究所
江西省农业科学院畜牧兽医研究所
宜春市硒资源开发利用中心
出处
《中国瓜菜》
北大核心
2025年第8期183-189,共7页
基金
江西省现代农业产业技术体系(JXARS-06)。
文摘
为研究叶面硒强化对辣椒硒含量和营养品质的影响,以丰田椒霸辣椒为试材,以亚硒酸钠为硒源,以去离子水为对照(CK),设置4个亚硒酸钠溶液质量浓度(以含硒量计)(2.0、4.0、6.0、8.0 mg·L^(-1),分别为T1、T2、T3、T4处理)叶面喷施试验,共5个处理,以明确辣椒叶面喷施亚硒酸钠溶液的最佳浓度和富硒辣椒的最佳采收期。结果表明,叶面喷硒处理辣椒果实中总硒含量较CK显著提高,同时还能改善辣椒果实的营养品质。叶面喷硒处理辣椒有机硒占比均大于65%,与CK相比,总硒含量是CK的1.03~21.43倍,维生素C含量提升幅度最高达51.81%,辣椒素含量提升幅度最高为14.81%,蛋白质含量提升幅度最高达16.56%,还原糖含量提升幅度最高达8.69%。T2~T4处理第4次收获的辣椒果实中总硒含量高于其他时期收获的辣椒,而各处理第1次和第2次收获的辣椒果实中总硒含量均低于其他时期收获的辣椒。当硒喷施质量浓度为4.0 mg·L^(-1)时第3~6次收获的辣椒有机硒占比均较高,均高于80%。经过多次叶面喷硒后和提高硒喷施浓度,辣椒果实营养品质也出现一定程度的下降,表明辣椒对硒也有耐受性,当超过其耐受能力后,会降低其营养品质。灰色关联度分析结果表明,硒喷施质量浓度为4.0、8.0 mg·L^(-1)时第4次采摘的辣椒品质综合评价优于其他处理。因此,从富硒和营养品质综合考虑,辣椒叶面喷硒质量浓度选择4.0~8.0 mg·L^(-1)为宜,第4次采收的辣椒果实品质最佳。
关键词
辣椒
叶面喷硒
营养品质
连续采摘
Keywords
Chili pepper
Foliar selenium spraying
Nutritional quality
Continuous harvesting
分类号
S641.3 [农业科学—蔬菜学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于TSP_RRT算法的柑橘多目标连续采摘路径规划
马萧杰
施新宇
肖文星
任梦涛
鲍秀兰
《江西农业大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024
2
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职称材料
2
叶面硒强化对辣椒硒累积及其营养品质的影响
聂根新
陈徐俊
涂田华
邬磊
黄启华
吴玲
卢坚雯
周瑶敏
《中国瓜菜》
北大核心
2025
0
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