科研产出
菠萝采摘机械手的设计与试验(英文)
《农业工程学报 》 2012 EI 北大核心 CSCD
摘要：为实现菠萝自动化收获,以减轻劳动负担、降低收获成本、提高收获效率,该文根据菠萝的生长特性,确定采用 2个步骤将菠萝摘取的方案:首先,手爪从水平方向将菠萝抓稳,然后通过旋转将菠萝掰断。按照本方案,设计的菠萝自动采摘手爪包括手部抓取机构,手部驱动机构和手部旋转机构 3 部分,分别实现对菠萝的抓取和掰断功能,并设计了以 AT89C51单片机为核心的控制系统,控制 2 个步进电机。通过采摘试验,表明该机构和控制系统能够实现对菠萝的采摘,确定手部旋转机构的旋转角度为 180°,抓取时间为 21～24 s。该研究可为田间菠萝采摘机器人关键部件研发提供参考。
关键词： 设计 试验 机器人 机械手 菠萝采摘 AT89C51
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农田土壤水分含量的激光诱导荧光光谱表征
《光谱学与光谱分析 》 2012 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：通过实验探讨了植物的激光诱导叶绿素荧光光谱与土壤水分间的关系。实验利用Y-形光纤探头获取了植物在450nm LED光源照射下所发出的叶绿素荧光光谱,同时利用TDR传感器测量土壤湿度。实验以水稻为研究对象,研究了在持续水分胁迫和间歇水分胁迫下,叶绿素荧光光谱743nm附近波峰的变化,结果发现,波峰强度与土壤水分含量具有相关性。最后,利用Lorentzian方程,将持续水分胁迫下的土壤含水量与叶绿素荧光强度进行建模,发现所建的模型具有较高的决定系数,说明该方法可以应用于农业生产中对土壤水分的测量。
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进水容积负荷对胞外聚合物的影响
《南京理工大学学报 》 2012 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了提高污水处理的效率,利用序批式活性污泥工艺考察进水容积负荷对胞外聚合物(EPS)的影响。采用Jasco FP-6500三维荧光光度计对EPS进行了荧光分析。结果表明,在进水容积负荷为8.63 kg COD/(m3.d)时,EPS质量浓度为75～80 mg/L,通过三维荧光光谱分析得到两条独立清晰的类蛋白荧光吸收峰。当进水容积负荷为18.5 kg COD/(m3.d)时,EPS质量浓度为(89.52±0.46)mg/L,蛋白质质量浓度为26.45～28.9 mg/L,多糖质量浓度为(9.38±0.35)mg/L,荧光峰强度显著增加。高容积负荷导致EPS质量浓度增加,组分未发生变化。当进水容积负荷为3.73 kg COD/(m3.d)时,EPS质量浓度为(69.8±1)mg/L,蛋白质质量浓度为22.02～29.05 mg/L,多糖质量浓度为(5.34±0.6)mg/L,荧光峰强度减弱。低进水容积负荷导致EPS质量浓度较低。
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作物生态适宜性定量化评价方法及通用工具
《农业工程学报 》 2012 EI 北大核心 CSCD
摘要：该文研究了作物生态适宜性定量化评价方法。针对环境适宜程度的量化问题,提出了四基点生态距离计算方法,模拟了限制性因素及一般性因素的区别;在评价结果分级中,提出了二次阈值方法,将生态学意义清晰与不清晰的部分进行分离;提出了作物生态适宜性评价过程的数字化表达方法。在以上3项工作的基础上,研发了作物生态适宜性评价工具软件。以北京市冬小麦适宜性评价为例进行了应用,结果表明该评价方法和工具可以容纳主要的评价因子及主流的评价算法,具有实用性。
关键词： 生态 环境 工具 作物生态适宜性 生态距离 二次阈值
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基于主成分分析的叶面积指数尺度效应
《农业工程学报 》 2012 EI 北大核心 CSCD
摘要：为描述多空间尺度观测数据在表达同一区域农作物叶面积指数(LAI)分布特征时存在的差异,该文提出了一种基于主成分分析(PCA)的LAI尺度效应分析方法。该方法充分考虑了多尺度数据的相关性与差异性,从统计分析角度出发,采用PCA进行数据挖掘和信息重组,引入动态多元线性回归模式基于主成分信息(PCs)反演估算LAI,进而定量描述尺度效应。选取大麦和玉米为试验对象,先以地面最细空间尺度观测数据为基准,通过尺度上推构建一系列不同空间尺度数据;再依据上述尺度效应分析方法进行有效信息提取和LAI估算,并纳入有效主成分个数(NEPCs)、决定系数(R2)和平均相对精度(MRA)等参数定量描述尺度效应。理论分析和数值实践证实了该方法在农作物LAI尺度效应定量分析中的可行性和有效性。
关键词： 主成分分析(PCA) 统计分析 线性回归 空间尺度 尺度效应 叶面积指数(LAI)
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基于粗糙集和WebGIS的农产品质量安全应急管理系统
《农业机械学报 》 2012 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对农产品质量安全事件的特点,利用粗糙集方法,通过对10个样本案例进行属性分析与约简,确定了危害源毒性、影响范围、死亡人数、伤害人数和人口密度5个农产品质量安全事件等级综合评价指标,通过重要度分析得到各指标的权重分别为0.2、0.2、0.1、0.3和0.2。在此基础上构建了农产品质量安全事件等级评价模型;将模型计算语言化,以WebGIS为工具,设计与实现了农产品质量安全应急管理系统;通过模拟某次农产品质量安全事件表明,该系统能提高对事件的处置能力,也便于直观看到处置过程,为进行农产品质量安全应急管理提供参考。
关键词： 农产品 质量安全 应急管理 粗糙集 网络地理信息系统
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田作业机械路径优化方法
《农业机械学报 》 2012 EI 北大核心 CSCD
摘要：提出了一种面向农田作业机械的地块全区域覆盖路径优化方法.基于农田地块几何形状、作业机具参数、地头转弯模式等先验信息,将田间作业划分为不同区域,根据选择不同的路径优化目标:转弯数最少、作业消耗最小、总作业路径最短或有效作业路径比最大,计算出最优作业方向,生成最优作业路径.基于地块全区域覆盖路径优化算法,设计开发了农田作业机械的路径规划软件,并选取了4块典型的凸四边形农田地块进行作业路径规划测试.测试结果表明,最优作业方向上的路径优化目标量比其他作业方向上有显著减少;对于上述4个地块,按照不同优化目标计算所得的最优作业方向均与地块某个边的方向角相同,对于长宽比较大的地块,最长边方向通常为最优作业方向.
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高光谱成像技术和主成分分析识别玉米籽粒的胚(英文)
《农业工程学报 》 2012 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了分割玉米籽粒的胚部分,本研究搭建了一套高光谱成像系统用于获取波段范围为500～900nm的高光谱反射图像。主成分分析(PCA)方法对样本高光谱数据进行降维以便选择少量有效波长构建多光谱成像系统。研究发现,采用可见光(VIS)区域的3个有效波长510、555和575nm获得的主成分(PC)图像获得了较好的识别结果。100个独立样本用于评估算法性能,结果表明,样本中97.0%的胚可以从玉米籽粒中正确分离。
关键词： 主成分分析 图像识别 模型 胚 玉米籽粒 高光谱成像 有效波段
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风送喷雾雾滴粒径测量系统设计与影响因素试验
《农业工程学报 》 2012 EI 北大核心 CSCD
摘要：为方便测量不同喷雾条件下雾滴粒径大小,该文设计了喷头位置、喷雾角度、喷雾压力和风速大小等试验条件可精确调节的风送喷雾雾滴粒径测量系统。该系统喷头xyz三维空间位置调节范围分别为0～0.9、0～0.8和0～0.7m,调整精度为±0.04mm;喷雾角度调节范围为0～360°,调整精度为±0.005°;喷雾压力调节范围为0.2～0.5MPa,相对误差不大于1.5%;风速调节范围为0～15m/s,相对误差不大于4.17%。雾滴粒径风速影响特性试验表明,常用的3个粒径统计项D32、D43和DV0.5随风速增加而增大,其平均变化率分别为2.62、3.59和6.83μm·s/m,速度从3m/s增加到15m/s时,三者分别增加46%、26%和71%;雾滴粒径喷雾压力影响特性试验表明,D32、D43和DV0.5随压力增加而减小,其平均变化率分别为90.33、232.3和300.2μm/MPa,喷雾压力从0.2MPa增加到0.5MPa时,三者分别减小31%、36%和56%,表明风速和喷雾压力对雾滴粒径影响较大,在喷雾系统中进行风速和压力选择时需着重考虑其对粒径变化的影响。
关键词： 喷雾 设计 测量 雾滴粒径 测量系统 粒径变化 影响特性
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基于手机二维条码识别的农产品质量安全追溯系统
《农业机械学报 》 2012 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对现有农产品质量安全追溯中成本高、追溯设备便携性差等问题,设计了基于手机二维条码识别的农产品质量安全追溯系统。阐述了系统的架构和主要功能设计,并对系统采用Nokia 3款手机为实验终端在手机摄像头与条码不同的距离处进行了最佳识别距离、识别时间、识别率和准确率的测试,食品包装袋和标签纸上条码平均识别时间分别为7.3 s和5.1 s,平均识别率分别为67.8%和75.6%,准确率均可达到100%,识别的最佳距离为10 cm左右,最短识别时间仅为6.4 s和3.4 s。测试结果表明,该系统可以方便用户快速识别产品的二维条码标签,为消费者提供了一种新的追溯手段。
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