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期刊信息/Journal information
中国农机化学报
中国农机化学报

曹曙明

双月刊

2095-5553

jcam@vip.163.com

025-84346270 84346296

210014

江苏省南京市中山门外柳营100号

中国农机化学报/Journal Journal of Chinese Agricultural Mechanization北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊为农业机械化专业性期刊。宣传党的农业机械化的方针政策，探索农业机械化的方向和道路，交流农业机械化经营管理和教育培训经验，传播农业机械化信息，普及农业机械化基础知识。
正式出版
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    基于主动热红外成像的马铃薯与杂质分类方法

    孙卫孝刘发英杨振宇韩梦杰...
    143-150页
    查看更多>>摘要：为解决入库马铃薯中石块、土块等杂质剔除的问题,提出一种基于主动热红外成像的马铃薯与杂质分类方法.建立基于集总参数法的马铃薯和杂质的传热模型,获得影响受热效果与导致温度差异的因素为材料热物性、风速、风向角度、风温;利用有限元法分析马铃薯和杂质在外部热风激励下的热像图,马铃薯表面温度显著高于石块与土块,并对风速、风向角度、风温分别进行四水平单因素仿真试验,得出马铃薯与杂质的表面温度差异大小在一定时间内与风速、风向角度和风温呈非线性正相关.在试验平台上对马铃薯和杂质进行分类试验,结果表明:最佳图像识别处理条件为风速4 m/s、风温为40 ℃、风向角度为90°,识别成功率为97％.为马铃薯收获—仓储过程中除杂提供技术参考.

    马铃薯热激励热红外成像杂质剔除

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    基于SSA-Kmeans聚类算法的青菜杂质图像分割

    刘可心赵爽苗玉彬
    151-156页
    查看更多>>摘要：为解决青菜包装生产线在加工过程中的杂质在线检测问题,提出一种基于SSA-Kmeans的青菜杂质图像分割算法.首先利用直方图均衡化进行彩色图像增强以降低光照影响;其次基于麻雀搜索算法对初始聚类中心寻优,根据得到的最佳聚类中心,选取包含颜色信息的ab二维数据进行Kmeans聚类;然后对聚类后的图像二值化处理并用形态学滤波方法校正,最终完成图像分割.利用该算法对落叶、枯叶和黄叶等杂质进行图像分割试验,杂质平均匹配率为93.22％,平均误分率为0.70％,平均准确率为92.52％.与FCM算法、Kmeans算法、PSO-Kmeans算法的对比试验表明:本文算法分割精度更优,对不同杂质的分割均表现出良好的鲁棒性,为实现青菜杂质在线检测提供一种新方法支撑,对提高青菜机械化生产水平具有一定的实用价值.

    青菜生产杂质检测Kmeans聚类麻雀搜索算法

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    枇杷糖度无损检测及可视化研究

    冯树南谭涛尚静温青纯...
    157-163页
    查看更多>>摘要：糖度是评价枇杷内部品质的重要指标.采集枇杷高光谱图像并提取不同感兴趣区域的平均光谱,分析光谱提取区域对枇杷糖度预测精度的影响规律.使用标准正态变换对原始光谱作预处理,分别利用竞争性自适应重加权算法和连续投影算法(Successive Projection Algorithm,SPA)筛选特征光谱,为枇杷糖度建立多元线性回归(Multi Linear Regression,MLR)预测模型.最后采用伪彩色技术实现枇杷糖度含量分布的可视化.结果表明:以整个样本为感兴趣区域,经连续投影算法筛选特征光谱建立的多元线性回归模型具有最好的预测性能(决定系数Rp2=0.822,均方根误差RMSEp=0.435,剩余预测偏差RPD=2.407),基于SPA-MLR模型计算枇杷每个像素点的糖度,生成可视化分布图.表明采用高光谱成像技术可实现枇杷糖度的快速无损检测及可视化研究.

    枇杷高光谱成像糖度可视化无损检测

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    农用拖拉机不同工况下排放特性

    吐尔逊·买买提谢海巍孔庆好陈俊豪...
    164-172页
    查看更多>>摘要：正确解析拖拉机不同工况排放特性是编制排放清单以及分析和控制区域污染物排放的基础.基于实测数据对不同工况下CO、HC、NOX和PM四种污染物排放特征进行分析.同时分析单一工况参数与污染物排放之间的关联性,并基于BP-MIV模型定量分析不同工况转速、油耗流量以及速度对不同污染物排放的影响.结果表明:CO、HC、NOX和PM四种污染物耕作模式下的瞬时排放速率分别为0.041 6 g/s、0.013 2 g/s、0.088 g/s、0.011 6 g/s,高于行走和怠速模式;4种污染物基于油耗的CO、HC和NOX的排放因子表现为旋耕工况下最低.分析单一工况参数与污染物排放之间的关联性,发现发动机转速对污染物排放速率的影响最大.对转速、油耗流量以及速度对瞬时排放速率的影响进行量化,怠速工况下油耗流量对4种污染物的影响最大,而在耕作工况下3种影响因素对于4种污染物的影响程度则各不相同.针对新疆农用拖拉机不同工况下污染物排放的研究有助于厘清农机污染物排放特征,为区域性大气污染联防联控提供数据保障.

    拖拉机排放特性BP-MIV排放因子

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    设施农业履带电动作业平台设计与试验

    朱建锡边晓东费焱沈建生...
    173-179页
    查看更多>>摘要：针对设施多元生态立体种植模式对机械化的作业需求,结合该新型种植模式的农艺参数,研制履带式电动作业平台.阐述整机结构与工作原理,对履带动力底盘、液压升降平台等关键部件进行结构设计与动力参数计算,并开发驱动控制系统.对电动作业平台进行行驶速度、续航能力和最小通过圆试验.试验结果表明:电动作业平台达到额定载重200 kg的设计要求;慢速挡平均行驶速度为0.40 m/s,快速挡平均行驶速度为0.98 m/s;100 kg负载下作业续航时间可达4.69 h,锂电池供电稳定;最小通过圆直径为1.54 m,可实现设施多元生态立体种植机械化物资搬运和辅助登高作业.

    设施农业履带式电动作业平台液压升降平台植保机械

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    轮式果园多功能自主导航作业平台设计

    褚阳阳汪冰清薛金林马拯胞...
    180-186页
    查看更多>>摘要：为实现果园作业机械的多功能应用,设计一款具备割草、喷药、搬运等功能的轮式果园多功能自主导航作业平台.根据作业需求对多功能平台进行总体设计,平台包括动力系统、行走系统、导航系统、控制系统、作业装置等.根据搬运需求计算确定整机驱动电机选型;对割刀进行运动和动力学分析,根据切削范围和稳定需求,计算确定割刀电机和电动推杆的型号;根据流体力学知识,计算确定满足喷药喷幅的药泵型号,并对其他关键部件进行计算选型.对样机进行最小转弯半径、割草性能、喷雾性能等基本性能试验.试验结果表明,所设计的平台最小转弯半径为120.75 cm,满足果园行间地头良好的通过性要求;割刀转速和高度可调,留茬高度可控制在5 cm以内,割草作业覆盖率在91.25％以上;喷药泵可根据车速、树形等进行压力调节,喷雾量均匀性变异系数在8.01％以内,保证喷雾均匀的同时减少农药浪费.

    果园机械多功能作业轮式平台自主导航

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    基于双预瞄纯追踪算法的丘陵山区农机差分导航系统研究

    陈柯霖谢守勇陈翀向旺...
    187-193页
    查看更多>>摘要：针对丘陵山区农业机械因体积小、种类多,难以无人作业改造的问题,搭建基于双预瞄纯追踪算法的丘陵山区农机差分导航系统,完成导航系统结构、路径规划策略和追踪控制器的设计.使用Ntrip DTU和北斗定位板卡完成差分定位.采用平滑转向方式,提出适用于丘陵山区的全局路径规划策略,可有效适配不同转弯半径的农机,减少地头区域.设计双预瞄纯追踪模糊控制器,开展与纯追踪控制器的对比仿真试验,并搭建试验样机完成测试.实际测试结果显示:控制器在追踪直线时,在s=2.9 m处收敛,在之后的直线追踪中平均绝对误差保持在0.01 m;在追踪曲线时,两段弯道最大误差分别为0.08 m和0.75 m,平均绝对误差0.04 m.

    丘陵山区差分导航路径规划纯追踪双预瞄模糊控制器

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    基于激光测距的橡胶树树干轮廓曲线自动化提取方法

    黎土煜刘青郑勇黄敞...
    194-199页
    查看更多>>摘要：为获取橡胶树树干轮廓曲线模型,解决割胶装备难以精准贴合树干轮廓导致作业精度差、仿形效果不理想的关键问题,提出一种橡胶树树干轮廓曲线自动化提取方法.研制橡胶树树干轮廓点云数据自动采集平台,该平台由电源模块、控制模块、驱动模块、采集模块、数据传输模块以及数据记录处理模块组成,可实现树干外轮廓曲线点云数据的自动采集、传输、记录与处理.开展橡胶树树干轮廓曲线自动化提取试验,基于统计学方差分析法,通过曲线面积对比分析树干轮廓提取精度.结果表明,连续采集30组橡胶树树干轮廓点云数据,其轮廓特征有效识别度较高,轮廓特征点位置与实际位置基本符合;轮廓曲线重复提取变异系数为0.001 3;树干轮廓曲线提取精度不受树干位置和采集方向变化的影响,该技术方案具有较强可行性.

    橡胶树激光测距点云数据轮廓曲线自动提取

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    基于激光三维重建的种薯芽眼识别方法研究

    韩梦杰刘发英杨振宇孙卫孝...
    200-206,258页
    查看更多>>摘要：种薯芽眼的准确识别是实现智能切块的重要前提.为解决种薯芽眼机器视觉识别易出现误判和不易获取芽眼三维位置信息而导致切块不均匀的问题,提出一种基于激光三维重建的种薯芽眼识别方法.确定点云获取过程中ROI区域消除采集过程中背景的影响,通过工业相机与线激光器相配合连续采集移动种薯的激光光条图像获取其点云数据;根据点云密度去除随机噪声和裙边噪声,提高点云质量,降低芽眼误判率.采用体素滤波算法稀疏点云,提高识别效率;通过对种薯表面任意点的局部邻域进行平面拟合后获取点云法向量,构建加权协方差矩阵参数化种薯表面点云,根据矩阵特征值大小设定的动态阈值对种薯表面点云进行初步筛选,得到种薯芽眼判别的候选点,采用欧式聚类算法获取候选点的点云簇,选取每个点云簇中最大特征值点为关键点,利用计算关键点和邻域内其他点构成的中心线连线向量与法向量夹角余弦值对关键点再次筛选,最终确定种薯各个芽眼位置.试验结果表明,芽眼识别率为95.13％,芽眼误识别率为4.87％,可为马铃薯种薯智能化切块时芽眼识别提供参考.

    种薯激光点云三维重建特征提取芽眼识别

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    基于Mask R-CNN模型的葡萄藤关键结构分割方法

    董娅兰胡国玉刘广古丽巴哈尔·托乎提...
    207-214页
    查看更多>>摘要：剪枝点的精确识别与定位是实现葡萄藤冬季剪枝智能化的基础,葡萄藤关键结构的分割是用于推理精确剪枝点的重要前提.针对现有分割方法受背景影响较大致使葡萄藤各关键结构损失和剪枝点识别与定位不准确的问题,提出一种基于Mask R-CNN的葡萄藤关键结构分割方法,建立葡萄藤修剪模型以及各关键结构数据集.通过主干特征提取网络和分割性能的对比试验,得出最优的Mask R-CNN模型结构并验证其拟合与泛化能力以及在不同自然背景下的分割性能.结果表明,以ResNet 101+FPN为主干特征提取网络的Mask R-CNN模型具有较好的拟合与泛化能力,相较于对照组模型准确率分别提升7.33％和8.89％,召回率分别提升9.32％和9.26％,平均精度均值分别提升12.69％和12.63％,其能够克服各类自然种植背景因素,分割目标边缘完整,葡萄藤各关键结构之间连接关系正确.

    图像分割特征提取葡萄藤深度学习

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