基于层次分析的山地果园生产机械化评价研究 被引量：8

1

作者 夏侯炳 盛玲玲 +4 位作者 宋淑然 孙道宗 薛秀云 代秋芳 李震 《农机化研究》 北大核心 2020年第5期250-257,共8页

为综合评价山地果园生产机械化的发展水平,在咨询调研农机研发推广专家及基层农技人员的基础上,从机械化装备水平、机械化程度、机械化效果、机械化管理水平4方面建立了山地果园生产机械化水平评价指标体系,评价指标体系由3级指标构成... 为综合评价山地果园生产机械化的发展水平,在咨询调研农机研发推广专家及基层农技人员的基础上,从机械化装备水平、机械化程度、机械化效果、机械化管理水平4方面建立了山地果园生产机械化水平评价指标体系,评价指标体系由3级指标构成。利用层次分析法结合专家打分法确定各评价指标的权重,依据对第3级指标原始数据进行归一化处理的原则,提出了各级评价指标间的量化关系和山地果园生产机械化发展水平的评估计算方法。通过对湖南省宜章县和广东省平远县的山地果园生产机械化发展水平进行对比分析并判定评分,得出宜章县和平远县的山地果园机械化发展水平的指标评价结果。山地果园生产机械化水平评价指标体系可为优化提升山地果园生产机械化水平提供参考,并为有针对性地实施山地果园机械的推广应用提供了科学依据。 展开更多

关键词 山地果园 机械化 层次分析 评价指标体系

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基于LoRa的果园管道自动顺序喷雾系统研究 被引量：1

2

作者 胡圣洋 陈泽鸿 +4 位作者 刘伟康 代秋芳 刘洪山 宋淑然 李震 《农机化研究》 北大核心 2025年第2期171-175,共5页

我国南方果园多处于山地,大型喷雾器械无法进入,为实现山地果园自动顺序喷药,设计了一种基于LoRa无线通信技术的管道自动顺序喷雾系统。系统以Stm32单片机为核心,在管网上部署了6个电磁阀控制节点,采用LoRa无线收发模块进行节点之间的通... 我国南方果园多处于山地,大型喷雾器械无法进入,为实现山地果园自动顺序喷药,设计了一种基于LoRa无线通信技术的管道自动顺序喷雾系统。系统以Stm32单片机为核心,在管网上部署了6个电磁阀控制节点,采用LoRa无线收发模块进行节点之间的通信,设计程序控制6个电磁阀依次按顺序打开,并可以通过手机APP远程开启系统。试验结果表明:当节点之间距离为250 m时,数据接收率为95%;系统通信距离远,数据接收率高,具有较高的可靠性,适合于山地果园中使用。 展开更多

关键词 果园 顺序喷雾 LoRa无线通信 远程控制 通信距离 数据接收率

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环形多喷头气力辅助静电植保喷雾器设计与性能研究

3

作者 薛秀云 朱佳妮 +3 位作者 孙道宗 吕石磊 许旭峰 李震 《河北农业大学学报》 北大核心 2025年第3期127-137,共11页

为解决丘陵山地果园植保喷雾作业困难、作业效率差等问题,本文结合多喷头技术、气力辅助技术和静电技术,设计了一种环形多喷头气力辅助静电喷雾器。首先利用CFD技术对环形多喷头结构进行优化设计,结合气力辅助技术以及静电技术搭建喷雾... 为解决丘陵山地果园植保喷雾作业困难、作业效率差等问题,本文结合多喷头技术、气力辅助技术和静电技术,设计了一种环形多喷头气力辅助静电喷雾器。首先利用CFD技术对环形多喷头结构进行优化设计,结合气力辅助技术以及静电技术搭建喷雾试验系统;其次开展单因素试验,分析喷雾压力、静电电压、出风口风速对粒径特性、荷电特性、沉积特性的影响规律;最后通过响应面试验了解各因素的交互作用情况,得到最佳作业参数组合。单因素试验可得:各因素变量的取值范围为喷雾压力X_(1)∈[0.6,1.0]MPa,静电电压X_(2)∈[4,12]kV,出风口风速X_(3)∈[3,9]m/s^(2)。响应面试验可得:影响D30的交互作用有喷雾压力与出风口风速以及静电电压与出风口风速,影响荷质比和平均沉积量的交互作用有喷雾压力与静电电压;对各模型的参数进行优化求解,得到各因素适宜参数组合为喷雾压力X_(1)=0.6 MPa,静电电压X_(2)=12 kV,出风口风速X_(3)=7.077 m/s。该研究能够为高效植保喷雾机具的设计以及应用提供理论依据及数据支撑,具有一定的实际应用价值。 展开更多

关键词 植保喷雾器 气力辅助技术 静电技术 环形多喷头

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山地果园植保技术与装备研究进展 被引量：17

4

作者 宋淑然 李琨 +2 位作者 孙道宗 洪添胜 李震 《现代农业装备》 2019年第5期2-9,共8页

我国山区与丘陵的面积占全国国土面积的65%左右。山地果园矮化密植水平低,病虫害诱导率高,喷施化学农药仍然是病虫害防治的主要方法。选择适宜的施药机械方式,不仅可以节省果园生产成本,提高水果品质,也有利于果园的绿色可持续发展。在... 我国山区与丘陵的面积占全国国土面积的65%左右。山地果园矮化密植水平低,病虫害诱导率高,喷施化学农药仍然是病虫害防治的主要方法。选择适宜的施药机械方式,不仅可以节省果园生产成本,提高水果品质,也有利于果园的绿色可持续发展。在劳动力不断减少和人工成本不断攀升的趋势下,果园只有大面积采用机械化作业,才能在未来的竞争中生存。为此,研究适用于山地果园农药喷施作业的省力化及自动化装备具有广阔的应用前景。本文重点介绍适用于山地果园植保作业的遥控喷雾、管道恒压喷雾、管道顺序自动喷雾及搭载于运输轨道上的喷雾技术及装备,指出在我国山地果园实现植保机械化进程中,千园千样与果树种植模式不统一是造成植保装备研发投入高、周期长及造价高等问题的主要原因,提出山地果园果树宜机化栽培,研发、推广应用先进适用的装备,是加快山地果园植保机械化的有效途径。 展开更多

关键词 山地果园 喷雾技术与装备 植保机械化 宜机化

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基于CARS-CNN的高光谱柑橘叶片含水率可视化研究 被引量：13

5

作者 代秋芳 廖臣龙 +3 位作者 李震 宋淑然 薛秀云 熊诗路 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期2848-2854,共7页

柑橘叶片水分亏缺是影响柑橘生长发育的重要因素之一,为研究水分胁迫对柑橘含水率的影响,利用高光谱快速无损检测柑橘叶片含水率,并应用伪彩色处理实现含水率可视化。收集100片柑橘叶片,使用烘干法得到鲜叶和烘干叶片一共500个不同梯度... 柑橘叶片水分亏缺是影响柑橘生长发育的重要因素之一,为研究水分胁迫对柑橘含水率的影响,利用高光谱快速无损检测柑橘叶片含水率,并应用伪彩色处理实现含水率可视化。收集100片柑橘叶片,使用烘干法得到鲜叶和烘干叶片一共500个不同梯度含水率的数据样本,将样本按7∶3的比例划分为训练集(350个样本)和测试集(150个样本),使用决定系数(R^(2))和均方根误差(RMSE)来评估模型预测的好坏。采用卷积神经网络(CNN)对高光谱数据进行预测,CNN模型使用一维卷积核,一共三层卷积池化层,使用RELU激活函数激活,输出层采用linear激活函数回归预测,使用nadam算法对模型进行优化更新,迭代次数为1000次;将原始光谱数据和SG,MSC和SNV三种预处理后的光谱数据,与全波段、CARS筛选的特征波段、PCA提取的特征波段组合,导入CNN模型,确定最佳模型为原始光谱数据的CARS-CNN,训练集的R^(2)_(c)和RMSEC分别为0.9679和0.0163,测试集的R^(2)_(v)和RMSEV分别为0.9470和0.0214;原始光谱数据的全波段CNN模型效果其次,训练集的R^(2)_(c)和RMSEC分别为0.9343和0.0249,测试集的R^(2)_(v)和RMSEV分别为0.9159和0.0286。对比了不同预处理方式和特征波长选择的支持向量机回归模型(SVR)、偏最小二乘法回归模型(PLSR)、随机森林模型(RF)组合的最佳结果,将最佳组合模型(原始光谱数据+CARS+PLSR,SNV+PCA+RF,SNV+PCA+SVR)与原始光谱数据的CARS-CNN对比,结果表明,依然是原始光谱数据的CARS-CNN模型预测效果最佳。相较于其他的模型,CARS-CNN模型经过CARS筛选特征波段和卷积核进一步提取特征后,预测精度远高于SVR,PLSR和RF模型。选择训练好的CARS-CNN模型,将高光谱图片导入到模型中,计算每个像素点的含水率,得到伪彩色图像,能够可视化叶片的含水率分布情况。研究结果为柑橘叶片水分含量提供了更快速、更直观、更全面的评估,为研究柑橘叶片水分胁迫提供了依据,为智能灌溉决策的优化提供了参考。 展开更多

关键词 柑橘叶片 含水率 高光谱 卷积神经网络 可视化

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基于模型剪枝改进FCOS的实时柑橘检测研究 被引量：3

6

作者 黄河清 胡嘉沛 +2 位作者 李震 魏志威 吕石磊 《河南农业大学学报》 CAS CSCD 2021年第3期453-459,共7页

为实现快速实时的柑橘视觉检测,提出了一种基于模型剪枝的多维度特征Slim-FOCS逐像素目标检测算法,可实现自然环境下成熟柑橘高效快速检测。使用FCOS模型架构,选用Darknet 19作为模型主干网络,设计FPN多尺度特征提取网络融合柑橘图像不... 为实现快速实时的柑橘视觉检测,提出了一种基于模型剪枝的多维度特征Slim-FOCS逐像素目标检测算法,可实现自然环境下成熟柑橘高效快速检测。使用FCOS模型架构,选用Darknet 19作为模型主干网络,设计FPN多尺度特征提取网络融合柑橘图像不同尺度的特征,加强主干网络中的视觉特征提取。初训练完成后进行模型剪枝,将每一层的权重以通道(channel)为基准计算特征的L2 normalization,将小于30%的通道删除后进行模型微调。对柑橘图像进行检测并分析模型,检测结果表明,对柑橘检测的准确率(mAP)达到96.01%,模型所需的计算力(Flops)为0.88 G,参数占用内存为29.79 MB,相比于剪枝前分别减少了1.878 G、24.86 MB。对单张图片在CPU的检测速度达到22.9 ms·张-1。 展开更多

关键词 柑橘 目标检测 模型剪枝 人工智能 深度学习方法

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多路况果园管道喷雾在线混药移动平台设计与试验

7

作者 高任 姚航 +3 位作者 高鹏 宋淑然 孙道宗 李震 《农机化研究》 北大核心 2025年第6期58-64,共7页

针对山区梯台及丘陵果园在病虫害防治过程中作业路况复杂,以及大型植保机械作业时进地难、转场难等问题,利用田间管道进行喷雾解决上述问题。为满足管道喷雾中在线混药的作业要求,设计了具备连续攀爬台阶能力的多路况果园管道喷雾在线... 针对山区梯台及丘陵果园在病虫害防治过程中作业路况复杂,以及大型植保机械作业时进地难、转场难等问题,利用田间管道进行喷雾解决上述问题。为满足管道喷雾中在线混药的作业要求,设计了具备连续攀爬台阶能力的多路况果园管道喷雾在线混药移动平台。其三星轮组行走机构可实现平台的爬梯功能,大轮组行走机构可应用在丘陵缓坡果园环境中,三星轮组行走机构与大轮组行走机构具有互换性。研制了样机并进行了攀爬台阶振动加速度性能测试,结果表明:攀爬台阶时在调速开度区间60%~80%范围内,移动平台的频率计权振动加速度值在2.45~3.87 m/s2范围内,均低于频率计权振动加速度限值,此开度区间下攀爬速度与作业人员操作安全性综合性能最优。 展开更多

关键词 梯台果园 管道喷雾 三线混药 移动平台 多路况

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基于Zigbee的多节点管道喷雾压力控制系统研究 被引量：9

8

作者 吴伟锋 洪添胜 +2 位作者 代秋芳 宋淑然 李震 《农机化研究》 北大核心 2019年第10期52-57,共6页

喷雾压力是衡量喷雾效果的重要指标之一。为此,针对山地果园现有管道喷雾系统(简称单节点系统)不控制压力和药液量的输出或只控制药液泵出药口压力的问题,设计了一种管道喷雾多节点药液压力控制系统(简称多节点系统)。该系统以单片机为... 喷雾压力是衡量喷雾效果的重要指标之一。为此,针对山地果园现有管道喷雾系统(简称单节点系统)不控制压力和药液量的输出或只控制药液泵出药口压力的问题,设计了一种管道喷雾多节点药液压力控制系统(简称多节点系统)。该系统以单片机为核心,在喷雾管道上部署多个Zig Bee无线压力发送节点,采用Zig Bee无线模块进行通信,监测各节点药液压力。控制系统采用比例-积分-微分(Proportion Integration Differentiation,PID)算法控制变频电动机的转速,从而改变药液泵的药液量输出,以控制整个喷雾管道内的药液压力。试验结果表明:该系统在0. 6～1. 6MPa的压力范围内,单节点系统节点压力方差为0. 050～0. 31,压力吻合度为62.67%～65. 93%;多节点系统节点压力方差为0. 000 70～0. 003 5,压力吻合度为98. 29%～99. 85%。研究结果解决了现有管道喷雾对药液压力缺乏有效控制的问题,提高了喷雾效果,具有较高的推广应用价值。 展开更多

关键词 山地果园 管道喷雾 多点压力控制 ZIGBEE PID

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基于改进YOLOv3-LITE轻量级神经网络的柑橘识别方法 被引量：75

9

作者 吕石磊 卢思华 +3 位作者 李震 洪添胜 薛月菊 吴奔雷 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第17期205-214,共10页

柑橘识别是实现柑橘园果实自动采摘、果树精细化管理以及实现果园产量预测的关键技术环节。为实现自然环境下柑橘果实的快速精准识别,该文提出一种基于改进YOLOv3-LITE轻量级神经网络的柑橘识别方法。在采摘机器人领域,果实识别回归框... 柑橘识别是实现柑橘园果实自动采摘、果树精细化管理以及实现果园产量预测的关键技术环节。为实现自然环境下柑橘果实的快速精准识别,该文提出一种基于改进YOLOv3-LITE轻量级神经网络的柑橘识别方法。在采摘机器人领域,果实识别回归框的准确率直接决定了机器手的采摘成功率,该方法通过引入GIoU边框回归损失函数来提高果实识别回归框准确率;为便于迁移到移动终端,提出一种YOLOv3-LITE轻量级网络模型,使用MobileNet-v2作为模型的骨干网络;使用混合训练与迁移学习结合的预训练方式来提高模型的泛化能力。通过与Faster-RCNN以及SSD模型对比在不同遮挡程度的测试样本下模型的识别效果,用F1值与AP值评估各模型的差异,试验结果表明:该文提出的模型识别效果提升显著,对于果实轻度遮挡的数据集,该文提出的柑橘识别模型的F1值和AP值分别为95.27%和92.75%,AverageIoU为88.65%;在全部测试集上,F1值和AP值分别为93.69%和91.13%,Average IoU为87.32%,在GPU上对柑橘目标检测速度可达246帧/s,对单张416×416的图片推断速度为16.9 ms,在CPU上检测速度可达22帧/s,推断速度为80.9 ms,模型占用内存为28 MB。因此,该文提出的柑橘识别方法具有模型占用内存低、识别准确率高及识别速度快等优点,可为柑橘采摘机器人以及柑橘产业产量预测提出新的解决方案,为柑橘产业智能化提供新的思路。 展开更多

关键词 神经网络 果树 算法 柑橘 YOLOv3-LITE 混合训练 迁移学习 GIoU边框回归损失函数

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山地果园电驱动单轨运输机的速度控制装置研究 被引量：5

10

作者 张常寿 李震 +3 位作者 李波 陈金德 孙同彪 洪添胜 《中国农机化学报》 北大核心 2019年第12期113-117,共5页

为提高山地果园电驱动单轨运输机的安全性,实现对运输机行驶速度的有效控制,设计运输机的速度控制装置。该装置加入蜗轮蜗杆传动机构,通过电磁失电式制动器制动阻力的作用,增强蜗轮蜗杆机构的自锁性控制运输机在较大坡度运行的速度,并... 为提高山地果园电驱动单轨运输机的安全性,实现对运输机行驶速度的有效控制,设计运输机的速度控制装置。该装置加入蜗轮蜗杆传动机构,通过电磁失电式制动器制动阻力的作用,增强蜗轮蜗杆机构的自锁性控制运输机在较大坡度运行的速度,并使所需制动力矩较原来降低62.96%。为分析该装置的性能,选取三个水平对运输机进行39°下坡速度的试验,并对其制动性能进行上、下坡试验。结果表明:该装置可以有效控制运输机下坡的速度,使下坡速度取决于电机的输出转速,并且可实现运输机负载400 kg时在39°坡度上、下坡时的安全制动。 展开更多

关键词 单轨运输机 电驱动 速度控制 山地果园

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液体张力对风场中雾滴特性影响的试验研究 被引量：4

11

作者 宋勇 夏侯炳 +2 位作者 宋淑然 张龙 李琨 《农机化研究》 北大核心 2020年第10期130-137,共8页

为研究液体表面张力对远射程风送式喷雾机外部流场中雾滴特性与分布的影响,使用ANSYS ICEM软件建立了远射程风送式喷雾机出风口及外部流场的三维模型,采用CFD数值模拟探究液体表面张力分别为60.3、54.5、44.6、38.4、31.8mN/m时流场中... 为研究液体表面张力对远射程风送式喷雾机外部流场中雾滴特性与分布的影响,使用ANSYS ICEM软件建立了远射程风送式喷雾机出风口及外部流场的三维模型,采用CFD数值模拟探究液体表面张力分别为60.3、54.5、44.6、38.4、31.8mN/m时流场中雾滴粒径、密度、速度和沉积分布情况。结果表明:喷雾压力为1.8MPa时,各采样面上雾滴体积中值粒径随着喷雾距离的增加而变小,降低液体表面张力可以细化流场中雾滴粒径。不同液体表面张力下,喷筒出风口轴心范围0~1m区间内雾滴密度在流场中是最大的;当液体表面张力从60.3mN/m下降至31.8mN/m时,雾滴密度>0.07kg/m^3所占面积沿喷筒出口轴线方向逐渐增加。雾滴平均速度随喷雾距离的增加而减小,液体表面张力对距离喷筒出口1~6m区域内雾滴平均速度影响最大,表现在液体表面张力越大雾滴平均速度越小。相同采样点上,雾滴沉积量随液体表面张力降低而减少。将雾滴沉积量的数值试验结果与田间试验结果进行χ~2检验,证明了所采用的模型仿真结果可信。 展开更多

关键词 雾滴特性 远射程风送式喷雾 液体表面张力 离散相模型 χ~2 检验

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山地果园自走式电动单轨运输装备的研究进展 被引量：9

12

作者 李震 洪添胜 +2 位作者 吕石磊 吴伟斌 刘岳 《现代农业装备》 2020年第4期2-9,共8页

我国南方丘陵山地水果生产中,农资物料和果品的运输主要依靠人力,生产效率低、劳动强度大,因此,生产过程中机械化运输的作用日趋体现。本文主要介绍由国家柑橘产业技术体系机械化研究室研发的山地果园自走式电动单轨运输装备的关键技术... 我国南方丘陵山地水果生产中,农资物料和果品的运输主要依靠人力,生产效率低、劳动强度大,因此,生产过程中机械化运输的作用日趋体现。本文主要介绍由国家柑橘产业技术体系机械化研究室研发的山地果园自走式电动单轨运输装备的关键技术内容和应用推广经验。针对如何提高我国山地果园运输机械化水平,提出了进一步提升果园建设的规范程度、提升装备技术的标准化程度和提升果农对新型农业机械了解程度的3项建议。 展开更多

关键词 山地果园 单轨 运输机 电动 新型农业机械

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基于YOLOv5改进模型的柑橘果实识别方法 被引量：40

13

作者 黄彤镔 黄河清 +4 位作者 李震 吕石磊 薛秀云 代秋芳 温威 《华中农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期170-177,共8页

为实现在自然环境下对柑橘果实的识别,提出一种基于YOLOv5改进模型的柑橘识别方法。通过引入CBAM(convolutional block attention module,卷积注意力模块)注意力机制模块来提高网络的特征提取能力,改善遮挡目标与小目标的漏检问题;采用... 为实现在自然环境下对柑橘果实的识别,提出一种基于YOLOv5改进模型的柑橘识别方法。通过引入CBAM(convolutional block attention module,卷积注意力模块)注意力机制模块来提高网络的特征提取能力,改善遮挡目标与小目标的漏检问题;采用α-IoU损失函数代替GIoU损失函数作为边界框回归损失函数,提高边界框定位精度。结果显示:本研究提出的模型平均精度AP值达到91.3%,在GPU上对单张柑橘果实图像的检测时间为16.7 ms,模型占用内存为14.5 Mb。结果表明,本研究基于YOLOv5的改进算法可实现在自然环境下快速准确地识别柑橘果实,满足实时目标检测的实际应用需求。 展开更多

关键词 YOLOv5 柑橘识别 自动采摘 CBAM 损失函数 注意力机制 α-IoU

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手持式柑橘除梢机的设计与试验

14

作者 叶昌晓 洪添胜 +3 位作者 李震 吴伟斌 王建波 刘岳 《农机化研究》 北大核心 2019年第5期86-90,96,共6页

针对目前柑橘人工除梢劳动强度大、效率低及反复性大等问题,通过分析柑橘新梢物理特性和生长环境,设计了一种手持式柑橘除梢机;阐述了该除梢机结构及工作原理,并对锯片和无刷电机等关键部件及切割线速度等工作参数进行了设计与试验。试... 针对目前柑橘人工除梢劳动强度大、效率低及反复性大等问题,通过分析柑橘新梢物理特性和生长环境,设计了一种手持式柑橘除梢机;阐述了该除梢机结构及工作原理,并对锯片和无刷电机等关键部件及切割线速度等工作参数进行了设计与试验。试验结果表明:该除梢机的除梢成功率为93.8%,除梢后留茬长度理想率为88.4%;该机最大工作高度达3.1m,整机能连续工作12h以上。 展开更多

关键词 果园机械 柑橘除梢机 柑橘新梢 手持式 柑橘黄龙病

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基于边缘计算的柑橘果实识别系统的设计 被引量：8

15

作者 黄河清 胡嘉沛 +2 位作者 李震 魏志威 吕石磊 《湖南农业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期727-732,共6页

针对当前柑橘果实目标检测模型多数需在服务器上运行,难以直接在果园部署且识别实时性较差等问题,设计了基于边缘计算设备的便携式柑橘果实识别系统。该系统由优化的目标检测模型和嵌入式智能平台组成;通过扩展YOLOv4-Tiny目标检测算法... 针对当前柑橘果实目标检测模型多数需在服务器上运行,难以直接在果园部署且识别实时性较差等问题,设计了基于边缘计算设备的便携式柑橘果实识别系统。该系统由优化的目标检测模型和嵌入式智能平台组成;通过扩展YOLOv4-Tiny目标检测算法,将所有批量归一化层合并到卷积层,加快模型前向推理速度;采用多尺度结构并使用K-means聚类方法获得柑橘数据集的先验框大小,使网络模型对柑橘果实识别具有更强的鲁棒性;使用GIOU距离度量损失函数,使网络模型更加关注柑橘图像中重叠遮挡的区域。将改进算法部署到嵌入式平台Jetson nano,试验结果表明,识别系统对柑橘果实的识别平均准确率达93.01%,单幅图片的推断时间约为150 ms,对视频的识别速率为16帧/s。 展开更多

关键词 柑橘 果实识别系统 边缘计算

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基于LSTM的柑橘幼苗蒸发量预测

16

作者 代秋芳 熊诗路 +3 位作者 李震 宋淑然 陈梓蔚 王元 《湖南农业大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2023年第6期743-747,共5页

将柑橘幼苗作为试验对象,利用传感器采集空气相对湿度和温度,以基质相对湿度、温度和EC值作为环境因子,采用称重法实时采集作物的质量变化量作为作物的蒸发量;以环境因子为模型输入,作物蒸发量为模型输出,构建长短期记忆神经网络(LSTM)... 将柑橘幼苗作为试验对象,利用传感器采集空气相对湿度和温度,以基质相对湿度、温度和EC值作为环境因子,采用称重法实时采集作物的质量变化量作为作物的蒸发量;以环境因子为模型输入,作物蒸发量为模型输出,构建长短期记忆神经网络(LSTM)预测模型,优化后的最优模型结构以及训练参数包括LSTM模型的隐藏层1层,隐藏层节点数为120,迭代样本数为128,训练迭代次数为175,网络的激活函数选择tanh函数,学习率为0.001,时间步长为72。LSTM预测模型的决定系数(R^(2))、均方根误差(RMSE)、平均绝对误差(MAE)分别为0.993 9、0.015 5 g、0.011 3 g;与循环神经网络(RNN)、门控循环单元(GRU)的预测效果进行对比,LSTM预测模型的预测蒸发值更接近真实蒸发值,预测结果相对误差范围波动最小,RMSE、MAE最小,R^(2)最大,说明这3种模型中LSTM预测模型的预测效果最佳。 展开更多

关键词 柑橘幼苗 蒸发量 环境因子 长短期记忆神经网络(LSTM)

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山地林果茶园电动自走式挖穴机的设计与试验 被引量：4

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作者 吴伟斌 冉晓 +4 位作者 陈姗 岳丹丹 梁荣轩 陈理 洪添胜 《华中农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期128-135,共8页

针对目前山地林果茶园挖穴作业人工劳动强度大和作业效率低的问题,设计了一种具有行驶动力的山地林果茶园电动自走式挖穴机。该挖穴机能自动完成钻头进给行程与复位行程。田间试验结果表明,该挖穴机单次作业平均挖穴时间为50.7 s,单次... 针对目前山地林果茶园挖穴作业人工劳动强度大和作业效率低的问题,设计了一种具有行驶动力的山地林果茶园电动自走式挖穴机。该挖穴机能自动完成钻头进给行程与复位行程。田间试验结果表明,该挖穴机单次作业平均挖穴时间为50.7 s,单次有效挖穴作业能耗为6.38 W·h,施肥穴平均深度为392.5 mm,施肥穴平均直径为303 mm,行走速度为1.237 m/s,能够顺利通过15°斜坡。挖穴作业过程中钻头的进给与回程运动均无需人工操作,可提高工作效率,降低劳动强度,并保证挖穴操作中的安全性。 展开更多

关键词 山地林果茶园 电动挖穴机 电动自走式 自动升降 能耗试验 挖穴机构设计

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果园单轨运输机在轨状态感知系统研制 被引量：9

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作者 吕石磊 魏志威 +2 位作者 吴奔雷 李震 洪添胜 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第15期56-64,共9页

针对山地果园单轨运输机作业环境受限、定位精度较低等问题,该研究基于高频RFID(RadioFrequency Identification)混合测速定位方法,设计了一套果园单轨运输机在轨状态精准感知系统。感知系统以STM32F103RCT6芯片为主控单元,利用双RFID... 针对山地果园单轨运输机作业环境受限、定位精度较低等问题,该研究基于高频RFID(RadioFrequency Identification)混合测速定位方法,设计了一套果园单轨运输机在轨状态精准感知系统。感知系统以STM32F103RCT6芯片为主控单元,利用双RFID阅读器读取基准定位标签组的时间差,使用混合测速定位方法,实时计算运输机的作业状态信息;设计了移动端监测软件,通过LoRa通信模块远程获取运输机实时作业状态信息。试验结果表明,运输机在平地路况中运行稳定,感知系统计算的全程平均行驶速度为0.49 m/s,依据秒表记录计算的全程平均行驶速度为0.48 m/s,二者速度相差2%;基准定位标签组间距为3.42m时,运输机全程平均定位误差为6.18±0.60cm;基准定位标签组间距为6.84 m时,运输机全程平均定位误差为6.46±1.14 cm。该研究验证了基于高频RFID精准感知单轨运输机在轨状态的可行性,提升了运输机作业安全性和智能性,可为实现果园生产精准作业提供可靠数据支持。 展开更多

关键词 农业机械 自动化 果园 单轨运输机 RFID 混合测速定位 感知系统

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基于深度相机的山地果园运输车避障系统设计 被引量：4

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作者 李震 颜少华 +1 位作者 洪添胜 吕石磊 《中国农机化学报》 北大核心 2021年第2期115-120,共6页

为避免山地果园单轨运输车在运行过程中碰撞到作业果农、牲畜、大型石块等障碍物,提高果园作业的安全性和稳定性,采用深度相机基于渡越时间法设计一套山地果园单轨运输车避障系统。该系统运行时由深度相机获取运输车通行通道障碍物信息... 为避免山地果园单轨运输车在运行过程中碰撞到作业果农、牲畜、大型石块等障碍物,提高果园作业的安全性和稳定性,采用深度相机基于渡越时间法设计一套山地果园单轨运输车避障系统。该系统运行时由深度相机获取运输车通行通道障碍物信息,经过运行Linux系统的树莓派车载电脑进行数据处理,做出决策后下发标志位信号至运输车控制中枢Stm32微控制器,控制电机改变运动状态。试验结果表明:该系统对于障碍物识别率为100%,对于符合修剪要求的干扰型侧枝,其误触率在8%以下,避障最小制动距离为101 cm,系统最大延时0.475 s。 展开更多

关键词 单轨运输车 山地果园 避障系统 深度相机 深度测量 目标检测

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TOF深度相机误差分析及补偿方法 被引量：2

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作者 李震 颜少华 +3 位作者 刘岳 郭玉姗 洪添胜 吕石磊 《现代电子技术》 2021年第7期50-55,共6页

主要分析了基于TOF测量技术的深度相机的深度误差产生的原理,针对ARGUS-A5型号深度相机产生的各类误差建立相对应的误差补偿模型,消去其误差影响。首先,利用黑白棋盘格标定法及Matlab摄像机标定工具箱标定了深度相机的内参矩阵以及畸变... 主要分析了基于TOF测量技术的深度相机的深度误差产生的原理,针对ARGUS-A5型号深度相机产生的各类误差建立相对应的误差补偿模型,消去其误差影响。首先,利用黑白棋盘格标定法及Matlab摄像机标定工具箱标定了深度相机的内参矩阵以及畸变系数,消除了光心偏移误差、畸变误差;其次,基于针孔成像模型建立了平面误差补偿模型,消除了成像平面像素点的深度高估误差;最后,在不同深度下采集一个标准平面的数据,与真实深度数据进行线性拟合,建立深度信息误差查找表。结果表明,补偿后深度信息误差下降率为95.38%,最大误差率减少9.66%,补偿时间在20 ms内。 展开更多

关键词 TOF深度相机 深度误差 数据校正 误差补偿 线性拟合 深度信息

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