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国内外田间机械除草技术研究现状 被引量:87
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作者 李江国 刘占良 +3 位作者 张晋国 李洪文 张小丽 赵娟伟 《农机化研究》 北大核心 2006年第10期14-16,共3页
农田草害一直是阻碍农业生产快速、持续发展的一个重要因素。虽然我国农田杂草综合治理已经取得了长足进步,但杂草危害、演替、抗药性、除草剂药害等问题仍相当严重。为此,从除草作业的缺陷出发,分析了当今国内外田间除草技术的研究现... 农田草害一直是阻碍农业生产快速、持续发展的一个重要因素。虽然我国农田杂草综合治理已经取得了长足进步,但杂草危害、演替、抗药性、除草剂药害等问题仍相当严重。为此,从除草作业的缺陷出发,分析了当今国内外田间除草技术的研究现状以及化学除草技术与机、电、光等技术的结合情况;通过与美国、德国等西方发达国家先进除草技术的比较,分析了我国除草技术的不足之处,并指出了除草技术的发展趋势。 展开更多
关键词 农业工程 机械除草技术 综述 除草机 喷药机械
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除草机器人田间机器视觉导航 被引量:44
2
作者 侯学贵 陈勇 郭伟斌 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期106-108,112,共4页
建立了除草机器人模型,利用VC++开发了基于机器视觉的除草机器人杂草识别和导航系统应用软件,引导除草机器人沿农作物行自动行走。提出新的图像分割算法,在RGB空间直接将农作物分割出来,再利用优化的Hough变换检测出农作物行中心线,根... 建立了除草机器人模型,利用VC++开发了基于机器视觉的除草机器人杂草识别和导航系统应用软件,引导除草机器人沿农作物行自动行走。提出新的图像分割算法,在RGB空间直接将农作物分割出来,再利用优化的Hough变换检测出农作物行中心线,根据摄像头姿态和透视变换原理确定除草机器人位姿。试验表明,分割一幅真彩色图像(分辨率:1536×1152)只需450ms,并能够适应自然光线变化。优化的Hough变换算法使运算时间减少了1/2,导航距和导航角平均误差分别为-0.6mm和0°,证明了此导航方案的可行性。 展开更多
关键词 除草机器人 导航 机器视觉 HOUGH变换
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基于直接施药方法的除草机器人 被引量:30
3
作者 陈勇 田磊 郑加强 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第10期91-93,129,共4页
研究了控制农田杂草的直接施药方法,并研制了基于该方法的除草机器人。计算机从摄像头采集的地面图像中识别出杂草目标,然后通过伺服控制器来控制机械臂动作,末端执行器切割杂草并涂抹除草剂。田间和温室的化学除草试验表明,利用直接施... 研究了控制农田杂草的直接施药方法,并研制了基于该方法的除草机器人。计算机从摄像头采集的地面图像中识别出杂草目标,然后通过伺服控制器来控制机械臂动作,末端执行器切割杂草并涂抹除草剂。田间和温室的化学除草试验表明,利用直接施药方法,极其微量的药物即可除掉杂草。该研究减少了除草剂用量并消除雾滴飘移现象,保护了生态环境。 展开更多
关键词 农业机器人 除草 机器视觉
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水平圆盘式苗间除草装置试验台优化试验 被引量:21
4
作者 韩豹 吴文福 申建英 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期142-146,共5页
为优化水平圆盘式苗间除草装置的设计并确定其关键参数的最优组合,在分析其构成及工作原理的基础上,以苗间除草部件为研究对象,通过4因素4水平正交试验,分析了除草部件作业速度、齿盘转速、锄齿数目及其安装半径4个因素对苗间除草性能... 为优化水平圆盘式苗间除草装置的设计并确定其关键参数的最优组合,在分析其构成及工作原理的基础上,以苗间除草部件为研究对象,通过4因素4水平正交试验,分析了除草部件作业速度、齿盘转速、锄齿数目及其安装半径4个因素对苗间除草性能的影响,优化出最佳工作参数组合。试验结果表明,锄齿数目和作业速度对苗间除草装置的性能影响显著。最佳优化方案是:锄齿数目12、其安装半径160mm、齿盘转速170r/min和作业速度2.1m/s,该条件下苗间除草装置的伤苗率为4.41%、苗间除草率可达73.1%、埋苗率小于3%,满足旱田作物苗间除草作业的农艺要求。 展开更多
关键词 农业机械 杂草防治 优化 除草机 苗间松土除草
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玉米中耕除草复合导航系统设计与试验 被引量:20
5
作者 张漫 项明 +3 位作者 魏爽 季宇寒 仇瑞承 孟庆宽 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第S1期8-14,共7页
为了实现玉米中耕除草过程中的自动导航作业,提高自动除草的效率和准确性,设计了一种玉米中耕除草复合导航系统。系统由基于GNSS的农机自动导航部分和基于机器视觉的农具自动导航部分组成,可通过GNSS位置信息进行农机自动导航,同时根据... 为了实现玉米中耕除草过程中的自动导航作业,提高自动除草的效率和准确性,设计了一种玉米中耕除草复合导航系统。系统由基于GNSS的农机自动导航部分和基于机器视觉的农具自动导航部分组成,可通过GNSS位置信息进行农机自动导航,同时根据摄像头获取的玉米作物行信息控制农具铲刀进行行间除草。对农机的转向控制部分和前轮转角检测部分进行了机械改装,以PLC和步进电机驱动器为基础设计了农机转向控制电路和农具液压控制电路;以横向偏差和横向偏差变化率作为模糊控制的输入变量设计了自适应模糊控制方法;采用摄像头获取玉米作物行,通过扫描滤波方法进行作物行检测。农机独立导航除草试验和农机具复合导航试验结果表明:在车速为0.6 m/s时,农机自动导航最大横向偏差为10.04 cm,平均偏差为4.62 cm;农机具复合导航时的最大偏差为6.35 cm,平均偏差为2.73 cm;农机具复合导航系统能较好地满足玉米中耕除草的要求。 展开更多
关键词 玉米 中耕除草 复合导航 GNSS 机器视觉
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基于机器视觉的除草机器人杂草识别 被引量:19
6
作者 金小俊 陈勇 +1 位作者 侯学贵 郭伟斌 《山东科技大学学报(自然科学版)》 CAS 2012年第2期104-108,共5页
根据杂草颜色特征,提出了新的图像分割算法,在RGB空间直接将杂草从土壤背景中分割出来。首先顺序搜索图像中每一个像素点,如果当前像素RGB值中G>R且G>B,则将该像素值置1(杂草),否则为0(背景),从而完成图像分割。然后采用8邻域消... 根据杂草颜色特征,提出了新的图像分割算法,在RGB空间直接将杂草从土壤背景中分割出来。首先顺序搜索图像中每一个像素点,如果当前像素RGB值中G>R且G>B,则将该像素值置1(杂草),否则为0(背景),从而完成图像分割。然后采用8邻域消除孤立点,并确定杂草区域位置。利用Visual C++开发了除草机器人杂草识别软件,设计了除草机器人结构模型。试验表明,该分割算法实时性好,可有效识别出杂草,并能够适应户外自然光变化。除草机器人机械臂能够准确定位,完成除草动作。 展开更多
关键词 除草机器人 杂草识别 机器视觉 颜色特征
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基于物联网的果园避障除草机定位导航控制系统研究 被引量:15
7
作者 刘玉洁 陈聪 《农机化研究》 北大核心 2018年第9期223-226,共4页
开发具有自主知识产权的智能农业机械,提高农业机械的自动化程度,对推进我国农机科技的进步具有重要意义。除草机是农业作业生产的重要机具,但还处于初试研究阶段,自动程度并不高。为了提高除草机械的自动化和智能化程度,将物联网技术... 开发具有自主知识产权的智能农业机械,提高农业机械的自动化程度,对推进我国农机科技的进步具有重要意义。除草机是农业作业生产的重要机具,但还处于初试研究阶段,自动程度并不高。为了提高除草机械的自动化和智能化程度,将物联网技术引入到了除草机的自动化设计过程中,并采用无线传感网络节点定位技术,实现了除草机的自主定位和导航,从而可以有效地避开障碍物,对果园除草作业具有重要的作用。为了验证装置的可行性,对除草机的定位和导航性能进行了测试,结果表明:采用物联网定位技术可以成功地实现除草机的定位和避障,定位误差较小,避障准确率较高,可以满足果园自动化除草作业的需求,对于自动化除草机的研究具有重要的意义。 展开更多
关键词 除草机 无线传感网络 定位导航 物联网 避障
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智能农业除草机器人研究现状与趋势分析 被引量:15
8
作者 兰天 李端玲 +2 位作者 张忠海 于功敬 金勋俊 《计算机测量与控制》 2021年第5期1-7,共7页
智能农业除草机器人融合了环境分析、路径导航、视觉识别和运动控制等多种技术,是应用于精准农业中除草作业的智能机器人系统,作为农业机械化研究的热点备受国内外学者关注;对除草机器人的国内外研究现状进行了梳理,进一步分析了除草机... 智能农业除草机器人融合了环境分析、路径导航、视觉识别和运动控制等多种技术,是应用于精准农业中除草作业的智能机器人系统,作为农业机械化研究的热点备受国内外学者关注;对除草机器人的国内外研究现状进行了梳理,进一步分析了除草机器人的特点与优势;总结了除草机器人系统控制、移动导航和机器视觉等关键技术的研究进展,指出关键技术的发展前景与空间;结合除草机器人的技术研究特点与市场环境分析了其未来发展趋势;针对目前除草机器人存在的问题提出解决思路与研究方法,为除草机器人智能化、自动化和集成化发展研究提供理论参考。 展开更多
关键词 农业 除草机器人 智能控制 移动导航 机器视觉
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手扶式茶园除草机的研制 被引量:13
9
作者 程方平 庹洪章 +2 位作者 易文裕 余满江 熊昌国 《中国农机化学报》 2017年第8期50-54,共5页
针对现有茶园除草人工除草效率低、化学除草农药残留、茶蓬间距较小,除草机不易进入等问题,研制一种手扶式茶园除草机。阐述机具的基本结构、工作原理、性能参数、动力传动方案及关键部件的设计,重点对除草轮进行设计并试验。试验结果表... 针对现有茶园除草人工除草效率低、化学除草农药残留、茶蓬间距较小,除草机不易进入等问题,研制一种手扶式茶园除草机。阐述机具的基本结构、工作原理、性能参数、动力传动方案及关键部件的设计,重点对除草轮进行设计并试验。试验结果表明:使用刀片偏角为75°的除草轮时作业速度稳定,除草效果较好。经茶园试验,在正常工作情况下计算得到的除草率为90%,纯草地作业效率可达453.6m2/h,在行距为1.5m的茶园作业效率可达972m2/h。该除草机可满足茶园行间除草使用,能较大的减轻劳动强度,提高工作效率。 展开更多
关键词 除草机 除草轮 刀片偏角 手扶式
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XQ-7型驱动式中耕除草复式作业机 被引量:12
10
作者 张惠友 侯书林 +2 位作者 董欣 杨树森 郑树舟 《东北农业大学学报》 CAS CSCD 1998年第1期62-67,共6页
介绍了所设计的驱动式中耕除草复式作业机的结构、工作原理、性能参数及主要工作部件的设计。经试验测试,该机结构简单,通用性好,作业适应性强,各项作业性能指标完全满足农艺要求。
关键词 中耕除草 驱动式 复式作业机 结构 工作原理
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铺膜插秧后水田3SCJ-1型除草机设计与试验 被引量:11
11
作者 王金武 李超 +2 位作者 李鑫 李响 王金峰 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期102-109,共8页
为实现铺膜插秧种植方式的有机水稻全程绿色无污染化作业,解决地膜两侧单行内杂草难以根除的问题,根据农艺要求,设计了一种针对铺膜插秧后除草作业的3SCJ-1型单行水田除草机。阐述了基本结构组成和工作原理,分析了除草部件的运动学与动... 为实现铺膜插秧种植方式的有机水稻全程绿色无污染化作业,解决地膜两侧单行内杂草难以根除的问题,根据农艺要求,设计了一种针对铺膜插秧后除草作业的3SCJ-1型单行水田除草机。阐述了基本结构组成和工作原理,分析了除草部件的运动学与动力学特征,建立了除草部件、机架与仿形浮漂整体的力学模型,推导出除草机的驱动扭矩。以机器前进速度和除草深度为试验影响因素,除草率作为评价指标,对除草性能进行单因素田间试验,并运用Design-Expert 8.0.6软件对试验数据进行分析,得到影响因素与评价指标之间的数学模型。试验结果表明:当机器前进速度从0.3 m/s增大至0.6 m/s时,除草率先增大后减小,并在前进速度为0.45 m/s时,除草率达到最大值(78.52%);当除草深度从50 mm增大至110 mm时,除草率持续增大,但考虑到除草机的功耗,最佳除草深度取为50~100 mm,在除草深度为100 mm时,除草率为79.26%。除草机平均除草率为78.02%,满足铺膜插秧种植方式水田除草的农艺要求。 展开更多
关键词 有机稻 水田 除草机 铺膜插秧 试验
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苗间除草机械末端执行装置研究现状 被引量:11
12
作者 王洪昌 涂鸣 +2 位作者 刘念 曾荣 佟金 《安徽农业科学》 CAS 2018年第17期22-26,29,共6页
针对苗间除草技术的特点,国内外从纯机械除草方式出发,结合机器视觉、自动控制和导航技术,形成了苗间智能除草机械装备。综述了目前苗间除草机械末端执行装置的研究现状,并提出了发展趋势。
关键词 苗间 除草机械 末端执行装置
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葡萄园自动避障除草机的设计与仿真 被引量:9
13
作者 杜文圣 王睿晗 《机械制造》 2019年第6期70-72,共3页
针对蓬莱市葡萄园矮化密植的种植特点,设计了一种既能完成行间除草,又能完成株间除草的葡萄园自动避障除草机。应用Unigraphics软件完成除草机的样机三维模型设计,将模型导入ADAMS软件进行虚拟样机仿真,并应用ANSYS软件对立式除草刀进... 针对蓬莱市葡萄园矮化密植的种植特点,设计了一种既能完成行间除草,又能完成株间除草的葡萄园自动避障除草机。应用Unigraphics软件完成除草机的样机三维模型设计,将模型导入ADAMS软件进行虚拟样机仿真,并应用ANSYS软件对立式除草刀进行受力分析。通过仿真,确认这一除草机能够满足葡萄园除草的要求。 展开更多
关键词 葡萄园 除草机 设计 仿真
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组合梳齿式株间除草机构优化试验 被引量:7
14
作者 韩豹 吴文福 李兴 《农业工程》 2011年第1期16-19,共4页
设计了一种适合玉米和大豆作物株间作业的组合梳齿式除草机构,为优化该机构的设计并确定其关键参数的最优组合,利用正交试验方法对试验数据进行处理,通过极差分析,确定了除草部件工作参数对株间除草率和伤苗率的影响程度,优化出最佳工... 设计了一种适合玉米和大豆作物株间作业的组合梳齿式除草机构,为优化该机构的设计并确定其关键参数的最优组合,利用正交试验方法对试验数据进行处理,通过极差分析,确定了除草部件工作参数对株间除草率和伤苗率的影响程度,优化出最佳工作参数组合。试验结果表明,梳齿数目和梳齿盘转速对株间除草机构的性能影响显著。最佳优化方案:梳齿数目6、梳齿间距50 mm、梳齿盘转速180 r/m in和作业速度2.3 m/s,该条件下苗间除草装置的伤苗率为2.73%,苗间除草率可达87.6%。研究结果为设计性能可靠的株间除草机构提供了理论依据。 展开更多
关键词 农业机械 杂草防治 优化 除草机 株间除草机构
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除草机器人机器视觉自动导航技术研究 被引量:8
15
作者 何东健 张庭锋 +1 位作者 李邦国 修伟杰 《安徽农业科学》 CAS 2020年第18期201-205,共5页
针对除草机器人导航系统存在的成本高和实时性亟待改进的问题,在对自动导航机器人进行总体设计和搭建原型的基础上,通过对RGB和HSI颜色空间进行对比试验,确定视觉导航系统路径提取采用HSI颜色模型。研究了作物与土壤分割方法、导航路径... 针对除草机器人导航系统存在的成本高和实时性亟待改进的问题,在对自动导航机器人进行总体设计和搭建原型的基础上,通过对RGB和HSI颜色空间进行对比试验,确定视觉导航系统路径提取采用HSI颜色模型。研究了作物与土壤分割方法、导航路径和参数自动检测方法,用Otsu算法对H分量图像进行目标和背景分割,再使用数学形态学、Canny边缘检测、Hough直线检测等操作获取垄间边缘,并计算出导航偏角参数,从而对实现对机器人行走的控制。结果表明,设计的导航系统平均导航误差为3.01°,偏差基本达到应用要求,可实现自动导航。 展开更多
关键词 除草机器人 自动导航 机器视觉 图像处理 路径
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计算机视觉技术在果园除草机上的应用研究 被引量:7
16
作者 张雨滋 《农机化研究》 北大核心 2018年第3期208-211,216,共5页
果园杂草与树木竞争营养和水分,还是病虫害滋生和栖息的场所,导致果园减产10%~20%,并降低果园产品的质量。化学除草方法的效率高、成本低,有利于保持果园的土壤环境和微生物群落。传统的大面积喷洒带来药液的浪费和残留问题,而变量喷药... 果园杂草与树木竞争营养和水分,还是病虫害滋生和栖息的场所,导致果园减产10%~20%,并降低果园产品的质量。化学除草方法的效率高、成本低,有利于保持果园的土壤环境和微生物群落。传统的大面积喷洒带来药液的浪费和残留问题,而变量喷药则根据杂草的位置和密度,相应地调节除草剂的喷洒时机和剂量,能够减少除草剂用量。变量喷药的前提是获得杂草的位置、分布和密度信息,目前常用计算机视觉技术来实现。为此,利用计算机视觉技术识别获取果园杂草的分布和密度信息,通过处理器控制执行装置进行变量喷药,并设计了果园化学除草的机械。试验结果表明:视觉系统对苹果园和葡萄园单张图像的处理时间为80ms,机械的最佳作业速度为0.3m/s和0.4m/s,具有较高的除草效果和效率,能在果园生产中应用推广。 展开更多
关键词 计算机视觉 果园 除草机 变量喷药
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3ZCS-7型复式中耕除草机的设计 被引量:6
17
作者 梁远 汪春 +3 位作者 张伟 车刚 马永财 杨忠国 《农机化研究》 北大核心 2010年第6期21-24,共4页
为解决大型拖拉机的农机具配套不足问题,研究开发了与大功率拖拉机配套的多功能中耕除草机。该机采用垂直旋转弹齿式除草装置实现作物苗间除草,同时采用单元组的随行导向限深仿形技术及抖动式高性能的排肥装置,能够一机完成行内与行间... 为解决大型拖拉机的农机具配套不足问题,研究开发了与大功率拖拉机配套的多功能中耕除草机。该机采用垂直旋转弹齿式除草装置实现作物苗间除草,同时采用单元组的随行导向限深仿形技术及抖动式高性能的排肥装置,能够一机完成行内与行间除草、深松、侧深施肥和中耕等作业,减少了田间作业次数,降低了作业成本,改善了土壤和生态环境。田间试验证明,该机作业性能稳定,杂草除净率高,伤苗率低。 展开更多
关键词 中耕 除草机械 施肥机械 设计
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除草机机构设计及除草效果研究 被引量:4
18
作者 张小丽 于国英 +1 位作者 柴民杰 李江国 《安徽农业科学》 CAS 2012年第10期6322-6324,共3页
[目的]研究设计一种新型除草机,提高除草效率,维护农业生态环境。[方法]对除草机的关键部件除草轮进行了设计,并对除草效果的影响因素进行了试验研究。[结果]确定了除草轮主要技术参数:相邻两齿的夹角α为22.5°、齿根宽L为60 mm、... [目的]研究设计一种新型除草机,提高除草效率,维护农业生态环境。[方法]对除草机的关键部件除草轮进行了设计,并对除草效果的影响因素进行了试验研究。[结果]确定了除草轮主要技术参数:相邻两齿的夹角α为22.5°、齿根宽L为60 mm、齿根过渡圆角r1为10°、刀齿前刀面圆弧r为400 mm和后刀面圆弧R为480 mm、入土角β为83°~88°、滚切刀中心离地间隙H为450 mm、刀齿后刀面圆弧中心离地间隙h为198 mm和刀齿前刀面圆弧中心离地间隙K为56 mm、刀齿的垂直长度M为80 mm、滚切刀的厚度δ为4mm。试验结果得出土壤含水率与相邻2除草轮之间的间距相互制约的关系。[结论]该滚切式除草机在土壤含水率为16.6%,滚切式除草机相邻2个除草轮之间的间距为60~80 mm时,除草效果好。 展开更多
关键词 除草机 除草轮 土壤含水率
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抛推组合式草土分离前胡除草机设计与试验 被引量:4
19
作者 曹成茂 向旺 +3 位作者 罗坤 吴正敏 张雪晨 秦宽 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期106-114,共9页
针对丘陵山区前胡种植使用除草机时存在草土不分离导致杂草复生、碎石飞射伤人的问题,设计了一款抛推组合式草土分离除草机。对称螺旋结构的除草轮将土推向两侧,避免碎石飞射伤人。刀齿将杂草抛向后方实现草土分离,防止杂草复生。螺旋... 针对丘陵山区前胡种植使用除草机时存在草土不分离导致杂草复生、碎石飞射伤人的问题,设计了一款抛推组合式草土分离除草机。对称螺旋结构的除草轮将土推向两侧,避免碎石飞射伤人。刀齿将杂草抛向后方实现草土分离,防止杂草复生。螺旋结构除草轮采用中轴对称左右旋向相反布置,使得碎石沿轴向两边飞离,有效防止碎石飞射伤到后方机手。通过理论分析确定除草轮的齿形、齿数,分别进行除草轮在杂草-土壤、碎石-土壤模型中的运动分析。使用EDEM和ANSYS耦合仿真,验证其工作性能和物理性能。通过田间试验,验证除草轮能够实现草土分离,得出机具的最佳工作参数为:除草轮转速13 r/s、前进速度400 mm/s、除草深度35 mm,平均除净率为86.7%。 展开更多
关键词 前胡 除草机 抛推组合式 耦合仿真
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水稻行线检测和导航信息提取方法——基于相机位姿
20
作者 刘汉文 李彦明 +2 位作者 刘子翔 黄飞 刘成良 《农机化研究》 北大核心 2024年第12期15-21,共7页
为了避免除草机器人在自动驾驶除草过程中碾压和损伤水稻苗,针对单目相机行线检测结果难以提取正确的导航信息导致无法保证除草机器人行驶在正确路径上的问题,提出了基于相机位姿的水稻行线检测和导航信息提取方法。在所规定的坐标系下... 为了避免除草机器人在自动驾驶除草过程中碾压和损伤水稻苗,针对单目相机行线检测结果难以提取正确的导航信息导致无法保证除草机器人行驶在正确路径上的问题,提出了基于相机位姿的水稻行线检测和导航信息提取方法。在所规定的坐标系下,利用相机位姿建立像素坐标系与世界坐标系对应坐标的映射关系,根据映射关系对图像进行透视变换并选择感兴趣区域;对感兴趣区域进行图像预处理,采用滑窗法进行水稻行识别;根据坐标映射关系,将水稻行识别结果转换为世界坐标系下的导航信息。试验结果表明:本算法可以实现水稻行线检测与导航信息的提取,同时对于行线弯曲、断行、行线连通等典型情况也适用。在Nvidia Jetson TX2平台上,处理1幅图像并提取导航信息的平均用时约为0.5s,水稻行线识别准确率为97%,成功识别所提取导航线的平均误差为39.0909mm,可以满足除草机器人行线跟踪的实时性与准确性要求。 展开更多
关键词 水稻行 导航信息 除草机器人 相机位姿 机器视觉 透视变换
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