分类： 农、林、牧、渔 >> 农、林、牧、渔业科学其他学科 提交时间： 2023-02-17 合作期刊: 《智慧农业（中英文）》
摘要： 为满足苹果内部品质产地检测分级需求，本研究研发出检测模块和分级模块，构成可移动式苹果 内部品质果园产地分级系统。在此系统的基础上，以苹果糖度和霉心病为代表品质指标，提出一种基于乘 法效应消除（Multiplicative Effect Elimination，MEE） 的光谱校正方法，用于消除苹果物理属性差异导致的有 效光程变化对光谱的影响。利用该系统获取苹果600~900 nm 漫透射光谱数据，分别采用多元散射校正 （Multiple Scattering Correction，MSC）、标准正态变量变换（Standard Normal Variate Transform，SNV） 和MEE 算法对苹果光谱预处理后，建立糖度偏最小二乘回归（Partial Least Squares Regression， PLSR） 预测模型和 霉心病偏最小二乘判别（Partial Least Squares - Discriminant Analysis，PLS-DA） 模型。结果表明，MEE算法 相比于MSC和SNV算法建模结果更好，糖度预测模型的校正集相关系数（Rc）、校正集均方根误差（Root Mean Square Error of Calibration，RMSEC）、预测集相关系数（Rp） 和预测集均方根误差（Root Mean Square Error of Prediction，RMSEP） 分别为0.959、0.430%、0.929和0.592%; 霉心病判别模型的校正集敏感性、校 正集特异性、校正集准确率、预测集敏感性、预测集特异性和预测集准确率分别为98.33%、96.67%、 97.50%、100.00%、90.00%和95.00%。将建立的最佳预测模型导入分级系统进行试验，结果表明该系统的 分级准确率为90.00%，分级速度约3个/s。该系统具有成本低、结构简单、移动方便等优点，可以满足苹果 内部品质果园产地检测分级需求。
分类： 农、林、牧、渔 >> 农、林、牧、渔业科学其他学科 提交时间： 2023-02-17 合作期刊: 《智慧农业（中英文）》
摘要： 为同时实现果园智能植保机自主导航及自动对靶喷雾，研制了一种果园自主导航兼自动对靶喷雾 机器人。首先采用单个3D LiDAR （Light Detection and Ranging） 采集果树信息确定兴趣区（Region of Inter⁃ est，ROI），对ROI内点云进行2D化处理得到果树质心坐标，通过随机一致性（Random Sample Consensus， RANSAC） 算法得到果树行线，并确定果树行中间线（导航线），进而控制机器人沿导航线行驶。通过编码 器及惯性测量单元（Inertial Measurement Unit，IMU） 确定机体速度及位置，IMU矫正采集到的果树分区冠 层信息，最后通过程序判断分区冠层的有无控制喷头是否喷雾。结果表明，机器人自主导航时最大横向定 位偏差为21.8 cm，最大航向偏角为4.02，相比于传统连续喷雾机施药液量、空中漂移量及地面流失量分别 减少20.06%、38.68%及51.40%。本研究通过单个3D LiDAR、编码器及IMU在保证喷雾效果的前提下，实 现了喷雾机器人自主导航及自动对靶喷雾，降低了农药使用量及飘失量。
分类： 农、林、牧、渔 >> 农、林、牧、渔业科学其他学科 提交时间： 2023-02-17 合作期刊: 《智慧农业（中英文）》
摘要： 针对果园管理数字化程度低、构建方法较为单一等问题，本研究提出了一种基于激光点云的三维 虚拟果园构建方法。首先采用手持式三维点云采集设备（3D-BOX） 结合即时定位与地图构建-激光测距与 测绘（Simultaneous Localization and Mapping-Lidar Odometry and Mapping，SLAM-LOAM） 算法获取果园点云 数据集; 然后通过统计滤波算法完成点云数据离群点与噪声点的去除，并结合布料模拟算法（Cloth Simula⁃ tion Filtering，CSF） 与DBSCAN （Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise） 聚类算法，实现 地面去除与果树聚类分割，进而使用VoxelGrid滤波器降采样; 最后利用Unity3D引擎，构建虚拟果园漫游场 景，将作业机械的实时GPS（Global Positioning System） 数据从WGS-84坐标系转换为高斯投影平面坐标系， 并通过LineRenderer显示实时轨迹，实现作业机械运动轨迹控制与作业轨迹的可视化展示。为验证虚拟果园 构建方法的有效性，在海棠果园与芒果园开展果园构建方法测试。结果表明，所提出的点云数据处理方法 对海棠果树与芒果树聚类分割的准确率分别达到了95.3%与98.2%; 通过与实际芒果园的果树行距、株距对 比，虚拟芒果园的平均行间误差约为3.5%，平均株间误差约为6.6%。并且将Unity3D构建出的虚拟果园与 实际果园相比，该方法能够有效复现果园三维实际情况，得到了较好的可视化效果，为果园的数字化建模 与管理提供了一种技术方案。
分类： 动力与电气工程 >> 工程热物理学 提交时间： 2017-11-07 合作期刊: 《工程热物理学报》
摘要： 为了解干燥过程中玉米籽粒内部水分的扩散过程，优化干燥工艺参数，本文采用模拟研究和实验研究方法分析干燥过程中玉米籽粒内部水分分布随时间的变化规律。玉米籽粒由种皮、角质胚乳、粉质胚乳和胚四组分组成，四种组分水分扩散系数各不相同，本文分别假设玉米籽粒由单组分均质体和多组分非均质体组成，分别建立了玉米籽粒的干燥数学模型，利用COMSOL Multiphysics模块模拟研究了玉米籽粒内部的水分变化情况，并通过玉米籽粒的薄层干燥实验进行了实验验证。研究结果表明，建立的两个模型均可有效模拟玉米籽粒薄层干燥过程;80℃的模拟值与实验值的差异较70℃的小;玉米籽粒多组分模型精度优于单组分模型精度。
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