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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。
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    名优茶智能化采摘关键技术研究进展

    张巍赵帮泰杨昌敏程方平...
    202-209,216页
    查看更多>>摘要：茶叶生产作为劳动密集型产业急需标准化和机械化,无论是大宗茶还是名优茶,都需要实现机械化采摘才能满足日益增长的生产需求.随着计算机视觉、人工智能、自动控制等新技术的发展,智能农机被应用到农业生产的各个方面.综合分析我国名优茶智能化采摘关键技术研究方面的最新进展,重点从嫩芽图像分割技术研究、嫩芽识别及采摘点定位技术研究方面进行介绍,指出目前研究存在分割算法鲁棒性差、识别定位精度低、机艺不融合等问题,提出通过改进算法、技术创新、宜机改良等方法提高采摘精度,旨在为实现名优茶智能化采摘提供理论参考.

    名优茶智能采摘图像分割嫩芽识别采摘点定位

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    四旋翼农业无人机模块化设计及有限元分析

    李鹏石永康万晓燕
    210-216页
    查看更多>>摘要：为进一步提高四旋翼农业无人机的升级、装配和维修效率,拓展农业无人机的应用范围,提出一种针对农业无人机的模块化设计方法.首先,综合分析四旋翼农业无人机中任意零件间在连接固定、功能和几何参数层面的相关关系,构建零件关系图,将相关性强的零件聚类成部件,并计算部件在各层面的相关性矩阵.其次,利用AHP赋予各层面不同权值,计算部件间综合强度相关性矩阵,依据模块评判原则合并部件.最后,建立模块结构,根据作业需求组合相应模块,并对关键功能模块进行静动态特性分析.研究结果表明:该模块化设计方法将28个无人机零件简化为6个独立的模块;无人机更新换代时,只需对相应发生改变的模块进行重新设计制造;模块的独立性简化装配的工艺流程,降低维修成本;6个模块可以组合成喷洒无人机或播撒无人机,使无人机不仅适用于农药的喷洒,也适用于种子和肥料的撒播;通过对中央舱模块的有限元分析,其最大应力为23.889 MPa,远小于碳纤维最大抗拉强度4 780 MPa,前四阶固有频率都大于无人机工作时最高频率32.75 Hz,以及其最大形变量为0.004 635 9 mm,满足无人机极限工况下的形变要求.

    农业无人机模块化方法四旋翼相关性矩阵静动态分析

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    基于改进YOLOv4的澳洲坚果视觉监测方法

    罗鑫李加强何超
    217-222页
    查看更多>>摘要：针对大规模澳洲坚果种植园管理困难的问题,提出一种基于改进YOLOv4的林地澳洲坚果生长监测方法.在澳洲坚果种植基地中进行图像采集,记录3种常见的澳洲坚果存在形式,制作VOC数据集并用于模型训练.对样本数量较少的类别进行数据增强,使训练样本均衡分布.在原始YOLOv4方法的基础上进行改进,用DenseNet121网络替换原来的主干网络,并使用Focalloss优化检测模型的分类损失函数,有效提升检测模型精度,同时缓解类别间检测精度不平衡问题.试验结果表明,与YOLOv4、YOLOv3方法相比,所提改进YOLOv4方法对每种澳洲坚果形式的平均精度(AP)均为最高,检测模型的平均精度均值(mAP)达到93.33％,检测速度达到28.7 FPS,实现对林地澳洲坚果落果、病害等生长信息的实时、高效获取,为精确监测澳洲坚果生长状态提供依据.

    澳洲坚果果园监测深度学习改进YOLOv4目标检测

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    基于数字孪生的智慧化农业耕作研究

    熊祥盛许静陈平录刘木华...
    223-231页
    查看更多>>摘要：智慧农业是未来农业发展的方向,智慧化农业耕作是实现智慧农业的基础之一.在深入探究数字孪生的概念与应用的基础上,提出基于数字孪生的智慧化农业耕作方案.首先分析智慧化农业耕作的需求和数字化土壤、土壤切削过程模拟、信息化农业耕作机械装备等发展状况;然后对数字孪生的产生与演化过程进行探究,并详述数字孪生基本概念,列举数字孪生概念在众多领域的应用与拓展,提出基于数字孪生的智慧化农业耕作的系统架构,包括物理耕作系统、虚拟耕作系统、智慧服务系统、孪生数据管理中心4个部分;并分析基于数字孪生的智慧化农业耕作的关键支撑技术;最后以小面积田地区域为研究场景,实现数字孪生旋耕机耕作.将数字孪生技术应用于农业耕作领域可为智慧化农业耕作的实现提供解决方案.

    农业耕作系统智慧农业数字孪生数据管理虚实结合

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    基于移动机器人的树木识别与冠层信息测量

    廖舒怀王凯宋健解福祥...
    232-238页
    查看更多>>摘要：针对人工测量苗圃冠层参数费时费力,无法快速提取果树冠层参数的问题,提出一种基于环境点云识别算法的树木冠层信息提取方法.首先利用LiDAR—IMU紧耦合里程计进行点云矫正和特征点提取,在建图中使用旋转约束解决Z轴偏移问题,完成测量区域的环境重建;将点云地图传输至后台工作站后,使用欧式聚类和3D—FV—DNNs算法对树木点云进行分割与识别;最后在找到第一主枝后利用立方体素法实现冠层体积建模,采用二维栅格法提取冠层面积参数.试验表明:本文采用的建图算法能较高精度地重建完整果园环境,基于DNN深度学习分类器的苗圃识别方法获取的P-R曲线的Bet值比SVM与RF分类器所获取的数值高出0.064 1与0.099 9,此外树冠体积与面积的R2与RMSE分别为0.746 77、0.697 8以及0.097 54、0.076 77.表明本文算法测得的冠层参数与人工测量值有强相关性,为果园精细化管理提供重要支撑.

    移动机器人点云环境地图深度学习点云识别树冠参数

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    基于卷积神经网络的苹果叶部病害图像识别研究

    郭宏杰马睿王佳赵威...
    239-245页
    查看更多>>摘要：为解决苹果叶部病害识别效率低、精度低的问题,展开苹果叶片病害识别模型的研究.通过收集并整理网络公共数据集,获取苹果黑腐病、苹果黑星病、苹果锈病和苹果健康叶部四类图像,随机选取1 200张图像建立数据集,采用数据增强的手段对数据进行预处理,提高模型的鲁棒性,降低其他因素对模型识别的影响.将迁移学习与卷积神经网络相结合,在InceptionV3、Xception、NasNetmobile、Inception-ResNetV2这4种预训练模型的基础上,弃用全连接层,通过全局平均池化层来完成特征整合工作,同时对模型采取微调,对比各模型的识别效果.通过微调前后8种模型训练对比结果表明,微调后的Inception-ResNetV2模型在测试集上能达到98.83％的准确率,可以准确、快速地识别出病害类型,为相关病害识别提供参考.

    苹果叶部病害迁移学习卷积神经网络图像识别

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    基于深度学习的茶嫩芽分割与采摘点定位方法研究

    王化佳顾寄南王梦妮夏子林...
    246-252页
    查看更多>>摘要：为实现茶嫩芽快速识别与采摘点定位,研究一种轻量级深度学习网络实现茶嫩芽分割与采摘点定位.采用MobileNetV2主干网络与空洞卷积相结合,较好地平衡茶嫩芽图像分割速度与精度的矛盾,实现较高分割精度的同时,满足茶嫩芽快速识别的要求,并设计外轮廓扫描与面积阈值过滤相结合的采摘点定位方法.试验表明:所提出的茶嫩芽分割算法在单芽尖及一芽一叶数据集中精度优异,平均交并比mIoU分别达到91.65％和91.36％;在保持高精度的同时,模型复杂度低,参数量仅5.81 M、计算量仅39.78 GFOLPs;在单芽尖、一芽一叶及一芽两叶数据集中各随机抽取200张图片进行采摘点定位验证,定位准确率分别达到90.38％、95.26％和96.60％.

    茶嫩芽深度学习语义分割空洞卷积感受野采摘点定位

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    集沙仪内二次流对沙尘收集范围的影响分析

    宋涛谢学虎张良刘洪豪...
    253-257页
    查看更多>>摘要：二次流动是工程实际中普遍存在的物理现象,是一种相对于主流的次要流动.为研究集沙仪内二次流对气流速度、不同粒径的沙尘粒子的影响规律,利用数值模拟和试验验证相结合的方法,以分流对冲与多级扩容式集沙仪的风沙分离器为研究对象,对二次流被削弱前后的流场特性进行分析.研究结果表明:在二次流被削弱前,粒径大于0.083 mm的沙尘被完全收集,粒径小于0.083 mm的沙尘被大部分收集;在二次流被削弱后,高速气流分布范围更大,流场似乎变得不稳定,排气管内气流速度明显增高,粒径大于0.12 mm的沙尘才被完全收集,沙尘被完全收集的范围明显缩小.

    集沙仪二次流数值模拟风沙分离器

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    两级升运链锥轴自卸式残膜捡拾机设计及试验

    贾承谧丁宏斌杨正郑书雅...
    258-263页
    查看更多>>摘要：废膜残留于土壤会直接影响种子的出苗率和养分的吸收利用,同时会造成极大的白色污染.农田残膜的捡拾回收问题一直是困扰农技和农机人员的"顽疾",传统滚筒式、鼠笼式、钉耙式等残膜捡拾回收机捡拾效果不理想、捡拾效率较低.为解决黄土高原全膜双垄沟播种模式下传统捡拾方法残膜拾净率低的问题,设计一种两级升运链锥轴自卸式残膜捡拾机.使用设计的起膜铲实现板结覆土下残膜的完整收集,设计两级升运链机构实现土块的筛分清理,通过自卸机构实现膜杂箱的快速释放,有效降低人工作业强度.结果表明,该残膜捡拾机具有优异的作业性能,更适用于黄土高原的全膜双垄沟的播种模式.两级升运链锥轴自卸式残膜捡拾机在各种播种模式下的残膜拾净率均稳定在95％左右.

    残膜捡拾机两级升运链锥轴式自卸机构

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    大流量农业灌溉泵转子动力学特性研究

    郭绍强姚钰龙王川胡博...
    264-271页
    查看更多>>摘要：灌溉是保障农业稳定发展的手段,随着现代农业的发展,对灌溉水泵的需求日益增加.大流量灌溉泵因其独特的工作环境和要求,它的叶片通常具有扭曲度大和宽等特点.作为转子系统中重要的部分,叶轮及转子部件的变形与强度对灌溉泵整个系统的安全性能和效率都有很大影响.以大流量灌溉泵为研究对象,使用Ansys-Workbench软件对其大流量区进行有限元研究,对转子部件分别进行变形与强度分析和模态分析.结果表明,在流量为500 m3/h时,叶片受最大等效应力为23.83 MPa,此时出现叶片最大形变值为0.341 mm,最大变形区域都出现在叶片边缘处.大流量工况下,对比不同流量工况的各阶固有频率,在各阶振型中流量大小与转子系统的固有频率没有显著关系,但不同材料明显地影响大流量灌溉泵的转子的固有频率.

    灌溉泵数值模拟强度校核转子动力学

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