国家重点基础研究发展计划(2012CB723704)
- 作品数：14 被引量：316H指数：9
- 相关作者：李树君方宪法毛文华金鑫张小超更多>>
- 相关机构：中国农业机械化科学研究院中国农业大学北京工商大学更多>>
- 发文基金：国家重点基础研究发展计划国家高技术研究发展计划国家科技支撑计划更多>>
- 相关领域：农业科学机械工程自动化与计算机技术理学更多>>
- 基于近红外特征光谱的番茄苗氮含量快速测定方法研究被引量：11
- 2015年
- 为了提高近红外光谱技术快速测定番茄苗氮含量的准确度和稳健性,比较分析竞争自适应重加权采样法（CARS）、蒙特卡罗无信息变量消除法（MCUVE）、向后间隔偏最小二乘法（BiPLS）和组合间隔偏最小二乘法（SiPLS）四种特征波长挑选方法,筛选与番茄苗氮含量相关的特征光谱。在十种不同氮素处理水平下（尿素溶液浓度0~120mg·L^-1）,培育60株番茄苗样本（每个处理6株）,使其分别处于不同程度的过量氮素、氮素适度、缺氮素和无氮素状态。分别采集每株番茄苗样本的叶片,扫描其12 500~3 600cm^-1波段的近红外光谱。比较四种方法所建立的番茄苗氮素定量分析模型可知：CARS和MCUVE挑选的特征变量所建定标模型的性能比BiPLS和SiPLS挑选的特征变量所建定标模型的性能更优,但是预测性能远低于后者。其中,基于BiPLS建立的番茄苗氮素含量预测模型性能最佳,相关系数（r）、预测均方根误差（RMSEP）和性能对标准差之比（RDP）分别为0.952 7,0.118 3和3.291 0。因此,近红外光谱技术结合特征谱区筛选可以有效地提高番茄苗叶片氮素含量的定量分析模型指标,使模型更实用化。但是,特征波长挑选方法不具有普适性。基于单个波长变量筛选的方法所建立的模型较为敏感,更适用于样本状态较为均匀的待测对象;而基于波长区间筛选的方法所建的模型相对抗干扰性更强,更适用于样品状态不均匀,重现性较差的待测对象。因此,特征光谱筛选只有与样本状态及建模指标结合,才能使其在建模过程中发挥更好的作用。
- 吴静珠汪凤珠王丽丽张小超毛文华
- 关键词：近红外番茄苗氮含量
- AOTF高光谱成像探测作物氮素含量方法被引量：3
- 2017年
- 使用声光可调谐滤光器(AOTF)型高光谱成像仪采集10种不同氮素处理水平下的西红柿苗各部位(老叶、嫩叶和主茎)的高光谱图像,经模板匹配预处理后提取615~1 000 nm高光谱信息,采用竞争自适应重采样(CARS)方法优选西红柿苗氮素含量表达的特征部位和特征波段。实验结果表明:综合番茄苗叶茎的光谱信息建立的氮素定量模型性能最差,由番茄苗老叶和嫩叶建立的氮素定量模型性能较好,由番茄苗老叶建立的氮素定量模型性能最佳,在挑选的703,906 nm等10个波长点的基础上,采用5折—偏最小二乘交互校验方法建立的氮素定量分析模型的决定系数R^2达到了0.95,交叉校验标准差(RMSECV)为0.08。因此,采用AOTF高光谱成像技术定量测量番茄苗氮素含量是可行的,应以氮素含量相对稳定的老叶建立定量分析模型,703,906 nm为氮素分析的首选特征波长。
- 吴静珠申舒董晶晶李慧陈岩毛文华
- 关键词：声光可调谐滤波器高光谱成像氮素含量
- 高速犁体曲面的研究现状与分析被引量：5
- 2014年
- 分析了国内外高速犁体曲面的研究现状,总结了高速犁体曲面设计的主要成形方法,指出了基于土垡运动原理的参数化设计是目前高速犁体曲面的主要设计方法。结合现代化的三维计算机辅助设计方法,研究犁体曲面的参数化设计,提出现阶段高速犁体曲面的设计方向。
- 赵郑斌方宪法杨学军刘立晶
- 关键词：CAD
- 齿轮-五杆取苗装置机构优化与试验验证被引量：34
- 2013年
- 为了解决鸭嘴移栽机的自动取苗问题,以齿轮-五杆机构为基础设计了自动取苗装置,通过仿真优化机构参数,获得了理想的取苗轨迹,并优化了机构的动力学特性。在此基础上设计了自动取苗试验台,通过试验验证了齿轮-五杆取苗机构的合理性和可行性。
- 崔巍方宪法赵亮宋建农林金天董向前
- 关键词：移栽机
- 基于视觉组合的苹果作业机器人识别与定位被引量：133
- 2012年
- 为实现机器人自动化采摘作业,设计了苹果作业机器人识别与定位系统。模拟人类采摘过程,采用单、双目视觉组合传感器系统,克服了现有识别与定位系统对目标到视觉传感器距离的依赖性。实现了对单、双目视觉系统的单独和组合标定,与手动测量结果相比,双目视觉系统标定后3个方向的标准偏差分别为3.4、1.2和1.2 cm。提出了基于苹果颜色、形状和位置特征的识别与定位方法,试验结果表明:当工作距离为240 cm时,双目视觉系统可以准确识别并定位所有苹果,深度方向标准差为4.9 cm;当工作距离为150 cm时,双目视觉系统深度方向标准差为2.4 cm;当工作距离小于100 cm时,单目视觉传感器测量目标到传感器距离的标准偏差为1.0 cm。
- 王辉毛文华刘刚胡小安李树君
- 关键词：苹果采摘机器人
- 蔬菜钵苗取苗机构运动分析与参数优化被引量：6
- 2014年
- 针对目前吊篮式半自动蔬菜移栽机手工喂入效率低的问题,设计了一种具有双曲柄齿轮—五杆式钵苗取苗机构的蔬菜自动移栽机。同时,建立了该机取苗机构的运动数学模型,并对机构的运动学特性进行了分析,得出了取苗机构主要参数对取苗臂尖点轨迹和速度的影响规律;提出了蔬菜移栽自动取苗的设计优化目标,利用MATLAB优化软件,优选出了取苗机构的一组最佳参数组合。在此组合下,取苗机构取苗、拔苗段的运动轨迹几乎是直线且与钵苗的垂直度较高,取投苗点速度较低,满足蔬菜自动移栽机的取苗、喂苗要求。
- 金鑫李树君杨学军颜华吴俭敏孙星张萌
- 关键词：运动学参数优化
- 蔬菜穴盘苗取苗机构分析与参数优化被引量：17
- 2013年
- 针对现有蔬菜穴盘苗半自动移栽机作业时需人工取、喂苗,工作效率低的问题,设计了一种穴盘苗自动取苗机构。建立了该机构的运动和受力数学模型,分析了机构主要参数对运动和动力学特性的影响。提出了机构优化设计目标,并进行了参数优选分析,得出符合取苗轨迹要求的机构参数范围。在此基础上,对机构进行动力学分析,以机构支座所受力的波动最小为目标,获得了一组最佳组合。此组合下,机构不仅具有良好的取苗轨迹,满足移栽农艺要求,同时具备较好的动力学性能。
- 金鑫李树君杨学军孙星颜华吴俭敏
- 关键词：穴盘苗运动特性动力学参数优化
- 移栽机送盘装置与定位控制系统研究被引量：22
- 2013年
- 针对全自动移栽机的钵苗盘自动送盘和精确定位问题,研制了一种移栽机钵苗盘驱动装置和定位控制系统。该装置利用压缩空气作为动力,采用气液阻尼缸驱动苗盘的移动,由接近开关对苗盘定位,旋转编码器计量苗盘的移动距离,PLC为控制核心,触摸屏作为人机界面,可根据需要随时调整苗盘的移动速度和距离。试验结果表明,通过设定补偿值,该系统能够消除气缸响应滞后以及机械加工误差等因素造成的影响,其定位控制误差小于1 mm,能够满足全自动高速移栽机的使用要求。
- 吴俭敏颜华金鑫郭钰辉陈科董哲
- 关键词：钵苗移栽机定位控制
- 基于PLC的蔬菜钵苗移栽机自动输送装置被引量：65
- 2013年
- 设计了一种基于PLC的蔬菜钵苗移栽机自动输送装置。采用高速伺服电动缸驱动推杆顶出秧苗的方式,实现了高速精准无损伤取苗;通过PLC控制系统控制步进电动机,实现了钵苗的精准定位和输送;设计了同步带及齿轮传动的同步投苗装置,实现了投苗转筒与鸭嘴栽植器完全同步,解决了地轮驱动的鸭嘴栽植器在栽植过程中转速不均匀的问题,提高了投苗的准确率。最终设计了试验台,验证了钵苗自动输送装置的可行性。
- 杨传华方宪法杨学军王崇刘忠军孙星
- 关键词：钵苗蔬菜移栽机
- 近红外光谱分析在番茄植株生长监测中的应用
- 2014年
- 为了克服传统化学检测方法的缺陷,研究了不同氮营养下番茄叶片的近红外光谱特征,利用偏最小二乘回归算法建立了光谱数据与植物生化组分信息的定量分析模型,并采用决定系数R2、交叉校验定标标准差RMSECV、相对分析误差RPD和预测标准差RMSEP验证了模型的优劣。实验表明,所建立的水分、全氮NIR模型的R2分别达到92.35%、86.15%,RMSECV分别为0.346、0.129,RPD分别为3.62、2.69,RMSEP分别为0.209、0.111,预测精度满足实际的测定需求,说明运用近红外漫反射光谱监测番茄植株的生长状况是可行的。
- 汪凤珠李树君方宪法毛文华张小超
- 关键词：近红外光谱番茄偏最小二乘法
