期刊,农业机械学报 2024年卷6期_国家学术搜索

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期刊信息/Journal information

农业机械学报

中国农业机械学会中国农业机械化科学研究院

主办单位：中国农业机械学会中国农业机械化科学研究院

主　　编：任露泉

出版周期：月刊

国际刊号：1000-1298

电子邮箱：njxb@caams.org.cn

电　　话：010-64882610，64882231

邮政编码：100083

地　　址：北京德外北沙滩1号6信箱

农业机械学报/Journal Transactions of the Chinese Society for Agricultural MachineryCSCD北大核心CSTPCDEI

查看更多>>本刊是由中国科协主管、中国农业机械学会和中国农业机械化科学研究院主办的国家级学术期刊，农业工程类中文核心期刊，美国工程信息公司（EI）收录期刊。主要刊登农业机械、农业工程、农用动力和能源、农产品及食品加工机械、农机化以及有关边缘学科的基础理论、设计制造、材料工艺、测试仪器与手段的研究成果及发展动向,反映学科最新研究成果和学术水平。同时还将及时提供中国农业机械学会举办的国内外学术活动信息，可供农机乃至机械行业中、高级技术人员、大专院校师生及科研单位的有关人员阅读参考。

正式出版

收录年代

农业知识图谱技术研究现状与展望

侯琛牛培宇

1-17页

查看更多>>摘要：在当前农业信息化的发展进程中,多数农业子领域面临着数据资源分散、信息整合难度大、知识利用效率低等问题.作为近年来新兴的一种知识表示技术,知识图谱已在部分农业特定领域展现出了强大的语义推理和数据整合能力,同时帮助一些农业上层应用提高了性能.为系统总结近年来农业知识图谱构建与应用方面的研究成果,本文首先阐述了知识图谱基础和农业知识图谱的构建流程,并从本体建模、信息抽取、知识融合以及知识加工4方面总结了构建农业知识图谱所涉及的关键技术.将当前农业知识图谱的应用分为信息检索、问答系统、推荐系统、专家诊断系统和作物预测5方面,并对这些应用工作进行了梳理.最后,对当前农业知识图谱的研究现状进行了总结,并认为未来农业知识图谱可以从多模态知识推理、强时效性知识更新、多语言知识查询、跨领域数据融合以及子领域知识图谱构建等方面加以研究.

关键词：

知识图谱农业领域信息检索问答系统推荐系统专家诊断系统作物预测

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星载激光雷达估测森林结构参数研究现状分析与展望

黄佳鹏李国元刘诏

18-33页

查看更多>>摘要：星载激光雷达系统可以覆盖机载系统难以到达的偏远地区,从机理上克服光学影像及合成孔径雷达测量的技术缺陷,为快速准确地获取林下地形、树高、生物量等森林结构参数提供了可靠的数据源.对现有的星载激光雷达技术观测体系进行综述,讨论了星载激光雷达数据估测多尺度森林结构参数的适用性,定量化分析现有星载激光雷达研究成果及存在的优缺点.最后,总结当前存在的问题,对星载激光雷达技术未来的前景和发展方向进行了展望.建议后续研究可进一步加大对反演不同森林结构参数、产品体系及标准规范、林业应用精度评价、林业用激光雷达参数设计等方面的深入研究.

关键词：

森林结构参数星载激光雷达多尺度多源数据

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基于平行轨迹导航的采棉机自动对行控制方法

何创新巩蕾苗中华韩科立...

34-41页

查看更多>>摘要：为解决传统人工操作采棉机长距离对行作业时存在劳动强度大、作业速度受限和效率较低的问题,利用棉花采用卫星导航平行精准播种的特性,提出了一种基于平行轨迹导航的采棉机自动对行控制方法.首先,人工驾驶采棉机完成首行对行作业,记录RTK定位轨迹数据,并进行线性拟合,得到参考导航线斜率;然后,对后续各行收获时,在任意起点对齐待收获的棉花行,由起点坐标和参考斜率计算得到平行导航基准线;最后,采用速度自适应纯追踪算法,实现采棉机自动对行.田间试验表明,该方法能够从任意行起始位置开始自动对行,不同速度下,平均绝对横向偏差为2.91 cm,最大绝对横向偏差为9.22 cm,平均标准差为1.80 cm,控制性能均优于手动对行,满足采棉机对行精度要求.相对机械触碰式自动对行方法,该方法不受缺株歪株影响,并且在较高速7 km/h行驶时仍能保持良好的对行精度.

关键词：

采棉机辅助驾驶平行轨迹导航自动对行

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万方数据

基于自适应阈值ORB特征提取的果园双目稠密地图构建

薛金林褚阳阳宋悦温瑜...

42-51,59页

查看更多>>摘要：针对果园阴暗光照条件下图像特征点匹配数量少、易丢失以及点云稀疏问题,对ORB-SLAM2算法进行了改进,提出了基于自适应阈值ORB特征点提取的果园双目三维地图稠密建图算法.首先在跟踪线程中提出一种自适应阈值的FAST角点提取方法,通过计算不同光照下图像平均像素求解阈值,对左右目图像提取ORB特征,增加了不同光照条件下的特征点匹配数量;然后根据特征点估计相机位姿完成局部地图跟踪,对跟踪线程产生的关键帧地图点进行BA优化完成局部地图构建.在原有算法基础上添加了基于ZED-stereo型相机双目深度融合的稠密建图模块,对左右目关键帧进行特征匹配获得图像对,利用图像对求解深度信息获取地图点,经过深度优化获取相机位姿,根据相机位姿进行局部点云的构建与拼接,最终对获得的点云地图进行全局BA优化,构建果园三维稠密地图.在KITTI数据集序列上进行测试,本文所改进的ORB-SLAM2算法的绝对轨迹误差更加收敛,轨迹误差标准差在00和07序列分别下降60.5％和62.6％,在其他序列上也有不同程度下降,表明本文算法定位精度较原始算法有所提高.不同光照环境下进行算法性能测试,结果表明本文算法较原始算法能更好地适应不同光照条件,在较强光照、正常光照、偏弱光照和阴雨天气下特征点平均匹配数量增加5.32％、4.53％、8.93％、12.91％.进行果园直线和稠密建图试验,结果表明直线行驶偏航角更加收敛,定位精确度高,关键帧提取数量较原始算法下降2.86％、平均跟踪时间减少39.3％;稠密建图效果好,能够很好地反映机器人位姿和果园真实环境信息,满足果园三维稠密点云地图构建需求,可为果园机器人导航路径规划提供支持.

关键词：

果园稠密建图自适应阈值特征提取ORB-SLAM2双目相机

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万方数据

单侧制动式转向履带底盘自主行走局部路径规划方法

齐泽中周俊叶子渭周学剑...

52-59页

查看更多>>摘要：针对点动控制的单侧制动式转向履带底盘在自主行走中控制精度低、转向切换频繁的问题,提出了一种基于单侧制动转向履带底盘的三切线局部路径动态规划算法,根据履带底盘转向制动力矩不可控特性,设计了"转向-直行-转向"的局部路径规划方式.三切线局部路径动态规划算法由1条直线与2条圆弧相切组成,第1段圆弧与车辆行驶方向相切,车辆沿圆弧转向逐步偏向目标航线;第2段直线与两段圆弧相切,车辆沿直线行驶逐步靠近目标航线;第3段圆弧与目标航线相切,车辆沿圆弧转向逐步与目标航向一致.车辆通过历史移动的横向偏差和航向偏差采用加权递推平均滤波计算转弯半径,判断当前所处阶段进行调整.田间自动直线行驶试验结果表明:在横向偏差0.25 m、航向偏差为0°的起始状态下,以行驶速度0.4 m/s前进,在该算法下行驶的横向偏差绝对值均值和横向偏差标准差分别为0.085、0.104 m,分别比bang-bang算法增加23.19％、19.54％,航向偏差绝对值均值和航向偏差标准差分别为3.31°、3.74°,分别比bang-bang算法减少25.95％、25.64％,总转向控制次数为9次,比bang-bang算法减少43.75％.三切线局部路径动态规划算法适用于单侧制动式转向履带底盘,具有更高的路径跟踪精度和较低的控制频率,满足田间作业需求.

关键词：

履带底盘单侧制动自主行走局部路径规划模糊控制

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水稻全田块无人收获作业自动打点系统设计与试验

崔冰波杜卓文韩逸朱耀辉...

60-67,79页

查看更多>>摘要：谷物收获机械无人化作业可有效解决收获季用工短缺问题,全田块自动导航作业是无人收获机智能化的核心.为解决水稻无人收获作业自动打点问题,基于边界线跟踪与地头区域检测实现水稻田块最外圈导航与剩余作业区域自动打点,并提出一种目标区域先验形态辅助的动态感兴趣区域设定方法,改善作物边界线提取可靠性.采用自控小车对所提方法进行验证,试验结果表明,当车辆作业速度为0.8m/s时,水稻未收获区域直线边界跟踪平均误差小于5 cm,单帧图像检测时间小于50 ms.水稻边界自动打点试验结果表明,所设计自动打点系统打点平均误差为3.5 cm,满足直角梯形水稻田块自动打点需求.

关键词：

水稻全田块自动导航无人收获作业自动打点作物边界提取

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基于改进型自抗扰控制的复合翼无人机旋翼控制系统设计与试验

李世超王富贵汪善武常天星...

68-79页

查看更多>>摘要：针对多旋翼无人机在飞行过程中容易受到各种外部扰动的影响,以复合翼无人机的旋翼控制系统为研究对象,设计了一种自抗扰控制系统.首先,建立了多旋翼无人机系统运动学模型和动力学模型;其次,对自抗扰控制算法的特点展开研究,结合无人机模型分别设计了位置和姿态控制器.并改进了扩张状态观测器,引入了更精确的动力学模型,提升了扰动观测速度和估计精度,同时,降低了扩张状态观测器的阶数,提升了控制器调参简易性;再次,依据六自由度力和力矩的平衡方程,对本文研究对象搭建了控制分配模型.最终,采用Matlab/Simulink完成仿真模型设计和参数调节,对控制目标分别加入了内部重力扰动和外部风力扰动,仿真结果表明本文设计的控制器不仅可以很好地估计出系统内外扰动并进行补偿,而且具有极强的抗干扰性,可以保证无人机从初始点快速且平稳到达目标位置,并保持稳定悬停,姿态控制稳态误差在0.05°以内.

关键词：

复合翼无人机旋翼控制系统自抗扰控制跟踪微分器扩张状态观测器

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万方数据

控释肥颗粒群仿真接触参数标定与试验

张宏建陈修波李宏立田园...

80-90页

查看更多>>摘要：接触参数影响控释肥颗粒离散元仿真结果.为了精准模拟控释肥颗粒力学行为与运动规律,本文基于离散元法对控释肥颗粒的接触参数进行标定与试验.首先,建立控释肥离散元基础模型,并利用台架和仿真试验相结合的方法,在EDEM中对控释肥颗粒与PVC板之间接触参数进行标定.其次,通过碰撞弹跳试验、斜面滑移试验和斜面滚动试验测得控释肥颗粒与PVC板之间的碰撞恢复系数、静摩擦因数和滚动摩擦因数分别为0.539、0.507和0.105.最后,通过堆积试验、最陡爬坡试验和正交旋转组合试验,得到控释肥颗粒间的碰撞恢复系数、静摩擦因数和滚动摩擦因数分别为0.38、0.25和0.09,并通过无底圆筒提升试验和排肥台架试验进行验证.试验结果表明,堆积角实际值与仿真结果的相对误差为1.54％,排肥量实际值与仿真结果4种转速下的相对误差分别为4.38％、4.23％、4.41％、4.36％,所标定的控释肥接触参数精准有效,可为控释肥离散元仿真提供数据和模型支撑.

关键词：

控释肥离散元法接触参数标定试验堆积角

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高速精量播种机阿基米德螺线型弧面双齿盘覆土装置设计与试验

刘芳高筱钧贾宪黄玉祥...

91-100,120页

查看更多>>摘要：针对现有重型精量播种机在高速作业时存在覆土装置影响播种均匀性、种沟内种子被"架空"等问题,基于阿基米德螺线切刃曲线与挤压式覆土原理相结合的思路,设计了一种阿基米德螺线型弧面双齿盘覆土装置,实现了覆土厚度适宜且均匀一致,降低覆土作业对播种均匀性影响的目的.本研究对覆土装置的结构参数、覆土量进行分析,确定了影响覆土效果的主要参数取值范围;利用EDEM离散元仿真技术建立了覆土装置-种子-土壤间的离散元模型,对关键参数进行仿真优化,确定弧面双齿盘的最优参数组合;通过田间试验对该装置的作业性能进行了验证.研究结果表明:影响弧面双齿盘作业性能的主要结构参数为阿基米德螺线型弧面双齿盘的中心间距、安装倾角、入土深度.当弧面双齿盘的中心间距为142.6 mm、安装倾角为20°、入土深度为55 mm时,该装置通过性能良好,覆土厚度均匀一致,平均厚度为47 mm,合格粒距标准差、变异系数与空白对照组分别相差0.22mm、1.81个百分点,对播种均匀性影响小,满足精量播种的农艺要求.

关键词：

精量播种机覆土装置阿基米德螺线型弧面双齿盘

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独立分充式大豆双排毛刷高速精量排种器设计与试验

李玉环赵烁杨丽宋泉...

101-110页

查看更多>>摘要：为解决机械式大豆排种器高速播种质量差的问题,设计了一种独立分充式大豆双排毛刷高速精量排种器,采用双排种盘结构增加型孔数量,独立分充避免种群积压互扰,实现高速精量排种作业.通过理论分析,明确了充种、投种性能的影响因素,并确定了型孔与导流槽相关参数.以作业速度、型孔倾角、导流槽倾角为试验因素进行了正交试验,试验结果表明:在大豆株距为8 cm、排种器作业速度为9 km/h时,较优组合为型孔倾角54°、导流槽倾角39°,此时合格指数为95.5％,漏播指数为2.0％,株距变异系数为13.1％.对比试验结果表明:作业速度为8～12 km/h时,独立分充式排种器合格指数比常规毛刷式排种器至少提升1.3个百分点,漏播指数至少减少0.8个百分点,株距变异系数至少减少2个百分点.窄行密植农艺适应性试验结果表明:在作业速度8～12 km/h的条件下,独立分充式排种器合格指数达到90.1％,漏播指数不高于4.6％,株距变异系数不大于20.1％,窄行密植种植农艺适应性较高.

关键词：

大豆精量排种器独立分充双排高速

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