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四边形田块下油菜联合收获机全覆盖作业路径规划算法 被引量:20
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作者 罗承铭 熊陈文 +2 位作者 黄小毛 丁幼春 王绍帅 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期140-148,共9页
为解决无人农场模式下油菜联合收获作业过程中自主导航作业路径自动规划及优化问题,该研究提出了两套完整的针对任意四边形边界田块的油菜联合收获全覆盖作业路径规划算法。采用“理论分析-算法设计及程序编码-算例测试与仿真评估”的... 为解决无人农场模式下油菜联合收获作业过程中自主导航作业路径自动规划及优化问题,该研究提出了两套完整的针对任意四边形边界田块的油菜联合收获全覆盖作业路径规划算法。采用“理论分析-算法设计及程序编码-算例测试与仿真评估”的技术路线及方法,首先分析油菜联合收获机的作业特点与机具特性,拟定油菜联合收获无人化作业过程对路径规划工作的基本要求,再通过等距偏置处理和扫描线填充算法生成全覆盖作业路径,并采用OR-Tools软件对方向平行路径进行调度优化。通过4块典型实际田块进行仿真计算和测试,结果表明,算法耗时在0.17~4.73 s之间,混合路径相对于目前生产中广泛使用的环形作业路径,在未经行调度优化时,倒车次数减少36.36%~40.00%;混合路径中,行调度优化后倒车次数相对于未调度优化时减少33.33%~60.87%,非作业路径长度减少7.20%~20.23%。该研究为长江中下游区域稻油轮作无人农场中油菜无人化联合收获提供了作业路径规划方面的理论与技术支撑。 展开更多
关键词 农业机械 收获 算法 油菜 路径规划 调度优化 无人农场
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凸多边形田块下油菜联合直播机组作业路径规划 被引量:5
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作者 黄小毛 张垒 +1 位作者 王绍帅 罗承铭 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期33-40,150,共9页
针对无人农场场景下油菜联合直播机组自动导航自主作业需求,提出一套对凸多边形边界田块具有普适性的油菜联合直播作业路径规划算法。在拟定油菜直播作业对路径规划算法基本要求的基础上,将作业区域分成内部方向平行作业区与外围轮廓平... 针对无人农场场景下油菜联合直播机组自动导航自主作业需求,提出一套对凸多边形边界田块具有普适性的油菜联合直播作业路径规划算法。在拟定油菜直播作业对路径规划算法基本要求的基础上,将作业区域分成内部方向平行作业区与外围轮廓平行作业区,对应方向平行作业路径和轮廓平行作业路径;进一步将作业路径分为工作路径和非工作路径,对后者包括的行间转移衔接路径、区域衔接路径、拐角衔接路径、进入路径和退出路径等的生成原理进行详细阐述,通过“最小跨度法”得到方向平行路径最优作业方向,通过贪婪算法与Google OR-Tools对方向平行路径行调度次序进行排序优化。综合考虑作业路径总长度、算法耗时和重漏面积等指标,针对油菜联合直播机组免少耕和旋耕播种作业,以东方红-LX804型拖拉机+2BFQ-6型免耕直播机等机组为对象,对比测试了4个实际典型田块下不同作业参数、地头转弯策略和调度策略下的算法性能。测试结果表明,规划所得路径对应的油菜播种作业面积覆盖率大于等于95.14%,重播率小于等于2.63%,有效工作路径占比大于等于57.39%,算法耗时小于等于8003 ms,算法稳定高效,满足油菜联合直播作业对路径规划的基本要求。 展开更多
关键词 油菜 联合直播机 自动导航 路径规划 无人农场
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基于嵌入式控制器的智能化狮头鹅养殖系统的设计
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作者 黄仕凰 胡毅 +4 位作者 赖均涛 魏树豪 罗静 林婉玲 刘汉旭 《自动化应用》 2024年第24期142-145,共4页
为解决狮头鹅养殖过程中的生产效率低下、食品安全性难以保障以及资源投入和环境影响较大等问题,进一步提高养殖效率与管理水平,设计一种基于嵌入式控制器的智能化狮头鹅养殖系统。设计采用物联网技术和STM32控制器,在系统中加入ESP-CA... 为解决狮头鹅养殖过程中的生产效率低下、食品安全性难以保障以及资源投入和环境影响较大等问题,进一步提高养殖效率与管理水平,设计一种基于嵌入式控制器的智能化狮头鹅养殖系统。设计采用物联网技术和STM32控制器,在系统中加入ESP-CAM模块,精准监控和调节狮头鹅的生长环境,包括饲料投放、饮水供应、温湿度控制等。通过上位机GUI界面进行集中养殖数据管理,并整合巴法云云端服务进行数据存储、分析和远程访问,实现了狮头鹅养殖的智能化和无人化。经实验验证,系统在提高生产效率、保障食品安全性以及降低资源消耗和环境影响方面取得了显著成效,具有重要的实践意义。 展开更多
关键词 智能化养殖系统 物联网技术 上位机GUI界面 无人化养殖
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我国智能农机的研究进展与无人农场的实践 被引量:100
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作者 罗锡文 廖娟 +5 位作者 胡炼 周志艳 张智刚 臧英 汪沛 何杰 《华南农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期8-17,I0003,共11页
智慧农业是现代农业的高级形式,无人农场是实现智慧农业的重要途径,智能农机是无人农场的物质支撑。本文以植物生产为例,介绍了智能农机的智能感知、自动导航、精准作业和智慧管理4项功能在智慧农业中的地位和关键技术的研究进展;介绍... 智慧农业是现代农业的高级形式,无人农场是实现智慧农业的重要途径,智能农机是无人农场的物质支撑。本文以植物生产为例,介绍了智能农机的智能感知、自动导航、精准作业和智慧管理4项功能在智慧农业中的地位和关键技术的研究进展;介绍了华南农业大学集成相关智能农机创建水稻无人农场的实践和无人农场的5个特点,包括耕种管收生产环节全覆盖、机库田间转移作业全自动、自动避障异况停车保安全、作物生产过程实时全监控和智能决策精准作业全无人。在2020年的中稻和2021年的早稻生产中,水稻无人农场的稻谷产量均高于当地的平均产量,表明了其巨大的发展潜力。无人农场的建设为解决“谁来种田”和“如何种田”的问题提供了重要途径。 展开更多
关键词 智慧农业 智能农机 自动导航 精准作业 无人农场 信息技术 水稻生产
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农业机械与信息技术融合发展现状与方向 被引量:68
5
作者 陈学庚 温浩军 +2 位作者 张伟荣 潘佛雏 赵岩 《智慧农业(中英文)》 2020年第4期1-16,共16页
为理清国内外农业机械与信息技术融合发展现状,找到重点发展方向,借此大力推进中国农业机械智能化发展,本文首先分析了国外农业机械与信息技术融合发展的现状,总结了其发展的五大特点。之后指出中国农业机械化发展虽然成效显著,但仍存... 为理清国内外农业机械与信息技术融合发展现状,找到重点发展方向,借此大力推进中国农业机械智能化发展,本文首先分析了国外农业机械与信息技术融合发展的现状,总结了其发展的五大特点。之后指出中国农业机械化发展虽然成效显著,但仍存在农机信息化融合的区域及结构发展不平衡、企业和农民对农业机械信息化的认可度还不高、基础研究与关键技术研究薄弱、农机作业信息系统管理水平不高且缺乏统一标准等问题。最后提出了中国农业机械与信息技术融合发展的方向,包括促进智能感知技术发展与导航技术研究、推进农业机械装备智能化、构建农机智慧作业系统、推进农机自主作业技术研究与无人农场建设、加强农机信息化技术标准制定与复合型人才培养等。农业机械与信息技术融合是中国现代农业机械发展的必然趋势,利用信息技术促进农业机械的发展,能够最大化发挥信息技术的引导效应,提高农业生产效率,对于推进中国农业机械高质高效发展具有重要意义。 展开更多
关键词 农业机械 信息技术 融合发展 智慧作业系统 无人农场 智能感知 导航
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机器视觉技术在现代农业生产中的研究进展 被引量:42
6
作者 杨涛 李晓晓 《中国农机化学报》 北大核心 2021年第3期171-181,共11页
机器视觉技术已经广泛应用于农业生产的各个环节,详细阐述机器视觉的概念、组成部分、工作原理以及发展历程,总结国内外的研究成果,介绍机器视觉技术在作物病虫草害识别与监测、作物生长信息监测与产量估计、果蔬识别定位与采摘、种子... 机器视觉技术已经广泛应用于农业生产的各个环节,详细阐述机器视觉的概念、组成部分、工作原理以及发展历程,总结国内外的研究成果,介绍机器视觉技术在作物病虫草害识别与监测、作物生长信息监测与产量估计、果蔬识别定位与采摘、种子产前检测与果蔬分级以及农业机器人视觉导航等领域的研究进展与应用情况,提出农业场景视觉系统在稳定性、可靠性、准确性以及嵌入式视觉系统硬件计算能力与核心算法等方面还有待提高与突破,国内高水平学者集中的研究机构匮乏,行业创新能力不足,本土企业竞争力较弱等劣势;认为3D视觉技术、多传感器融合的视觉系统以及与5G深度融合的视觉系统将会成为未来农业生产领域的主要研究方向。此外,机器视觉技术的应用势必会带动产业升级、推动农业智能化发展,为无人农场建设提供有力的技术保障。 展开更多
关键词 机器视觉 农业机器人 视觉导航 3D视觉技术 多传感器融合 无人农场
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农机自动驾驶系统研究进展与行业竞争环境分析 被引量:23
7
作者 杨涛 李晓晓 《中国农机化学报》 北大核心 2021年第11期222-231,共10页
农机自动驾驶系统是无人农场的关键技术之一,已在拖拉机、联合收割机、农业机器人等农业装备中有一定的应用并成为学术界研究的热点。从硬件基础与底层技术方面详细梳理农机自动驾驶技术原理,指出其核心内容在于环境感知、决策与规划、... 农机自动驾驶系统是无人农场的关键技术之一,已在拖拉机、联合收割机、农业机器人等农业装备中有一定的应用并成为学术界研究的热点。从硬件基础与底层技术方面详细梳理农机自动驾驶技术原理,指出其核心内容在于环境感知、决策与规划、控制与执行3个环节,并逐一分析各环节实现原理与国内外主要研究成果;总结农机自动驾驶相对有人驾驶在作业精度、效率、降低作业强度等方面优势与在动态路径规划、地头自动转向以及系统可靠性与安全性方面的不足;同时,分析全球农机自动驾驶产业竞争环境,着重阐述中国市场竞争环境,指出农机自动驾驶系统价格及服务体系、机械化水平、下游消费者受教育程度低等问题是制约产业发展的主要因素;预测未来研究热点将集中在机群协同作业、障碍物检测、主动避障以及与5G融合塑造以无人化为核心的无人农业等方面。对于我国无人农业的建设与发展、重塑中国农业生产模式有较好的借鉴意义。 展开更多
关键词 农机自动驾驶系统 无人农场 精准农业 视觉感知 路径规划 导航
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大田无人农场关键技术研究现状与展望 被引量:23
8
作者 尹彦鑫 孟志军 +11 位作者 赵春江 王昊 温昌凯 陈竞平 李立伟 杜经纬 王培 安晓飞 尚业华 张安琪 颜丙新 武广伟 《智慧农业(中英文)》 2022年第4期1-25,共25页
无人农场是智慧农业的一种表现形式,也是建设农业强国和实现农业现代化的重要探索。无人农场以数据、知识和智能装备为核心要素,将现代信息技术与农业深度融合,实现农业全过程生产所需的信息感知、定量决策、智能控制、精准投入及个性... 无人农场是智慧农业的一种表现形式,也是建设农业强国和实现农业现代化的重要探索。无人农场以数据、知识和智能装备为核心要素,将现代信息技术与农业深度融合,实现农业全过程生产所需的信息感知、定量决策、智能控制、精准投入及个性化服务一体化。本文系统地阐述了大田无人农场的概念与总体技术架构,讨论了信息感知与智能决策、精准作业系统与装备、自动驾驶、无人化农机装备以及无人农场管控平台等五项大田无人农场的关键技术与装备,深入分析了发展中国大田无人农场亟待解决的关键科学与技术问题。以吉林省公主岭市玉米无人农场为例介绍了物联网、大数据、云计算以及人工智能等技术在玉米全程无人化生产中的具体应用及效果。最后,展望了无人农场在解决全球农业生产面临的“无人种田”等共性问题中发挥的重要作用,分析了中国发展无人农场存在的机遇和挑战,提出了中国发展无人农场的战略目标与思路。 展开更多
关键词 无人农场 自动驾驶 智能感知 智能决策 智能装备 管控平台
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中国大田无人农场关键技术研究与建设实践 被引量:12
9
作者 罗锡文 胡炼 +5 位作者 何杰 张智刚 周志艳 张闻宇 廖娟 黄培奎 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期1-16,共16页
智慧农业是现代农业的发展方向,无人农场是实现智慧农业的重要途径。为了探索和推广无人农场在现代农业中的应用,华南农业大学对大田无人农场的关键技术进行了深入研究,包括无人农场作业环境、作业对象和作业机械装备信息的数字化感知技... 智慧农业是现代农业的发展方向,无人农场是实现智慧农业的重要途径。为了探索和推广无人农场在现代农业中的应用,华南农业大学对大田无人农场的关键技术进行了深入研究,包括无人农场作业环境、作业对象和作业机械装备信息的数字化感知技术;土地整治、耕整、种植、播种、田间管理和收获方案的智能化决策技术;农机自动导航和农机精准作业的精准化作业技术;农作物生长、农机运维和农场经营管理的智慧化管理技术。2020年在广东增城创建全球首个无人农场,实现了五大功能,包括耕种管收生产环节全覆盖,机库田间转移作业全自动,自动避障异况停车保安全,作物生产过程实时全监控,智能决策精准作业全无人。取得了显著的经济、社会和生态效益,2021年广东增城水稻无人农场种植的优质丝苗米十九香产量达到9934.35 kg/hm^(2),比当地的平均产量高32%;2023年湖南益阳千山红镇再生稻无人农场两季产量达到17988 kg/hm^(2),说明了人不下田也能种地,也能种好地。截至2023年11月,在国内15个省启动了30个无人农场的建设,包括水稻、小麦、玉米和花生4种作物,实践结果证明了无人农场和智慧农业发展的巨大潜力,为解决“谁来种地”和“如何种地”提供了重要途径。 展开更多
关键词 智慧农业 无人农场 水稻 智能农机 现代农业
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农业机器人技术进展、挑战与趋势 被引量:11
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作者 赵春江 范贝贝 +1 位作者 李瑾 冯青春 《智慧农业(中英文)》 CSCD 2023年第4期1-15,共15页
[目的/意义]农业机器人是全球农业装备的战略制高点和竞争焦点,也是加快推动中国农业强国建设的重点方向之一。世界农业强国与中国均围绕本国农业发展特点,正在加强农业机器人政策与规划布局,带动农业机器人产业进入稳定增长期。[进展]... [目的/意义]农业机器人是全球农业装备的战略制高点和竞争焦点,也是加快推动中国农业强国建设的重点方向之一。世界农业强国与中国均围绕本国农业发展特点,正在加强农业机器人政策与规划布局,带动农业机器人产业进入稳定增长期。[进展]本文阐述了农业机器人概念及特征,全球农业机器人发展政策与战略规划布局,以及产业发展状况。针对农田作业机器人、果园采摘机器人和设施蔬菜生产机器人等3类典型农业机器人的产业背景、前沿进展、发展面临的挑战和关键技术卡点开展了深入分析。[结论/展望]展望了在全球农业劳动力的日益短缺的大背景下,农业机器人产业快速发展面临的机遇,提出了未来农业机器人技术在自主导航、自主学习、实时监控、作业管控等方面的发展趋势。 展开更多
关键词 农业机器人 智能农机 精准作业 无人农场 自主导航
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设施温室影像采集与环境监测机器人系统设计及应用 被引量:11
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作者 郭威 吴华瑞 朱华吉 《智慧农业(中英文)》 2020年第3期48-60,共13页
中国设施园艺近30年来发展迅速,面积目前居世界首位,但由于务农人数呈下降趋势,如何用“机器代替人力”成为当前研究热点。为实现设施温室生产的数据感知环节作物影像和环境监测数据精细化采集,本研究设计了一套多自由度设施温室影像采... 中国设施园艺近30年来发展迅速,面积目前居世界首位,但由于务农人数呈下降趋势,如何用“机器代替人力”成为当前研究热点。为实现设施温室生产的数据感知环节作物影像和环境监测数据精细化采集,本研究设计了一套多自由度设施温室影像采集与环境监测机器人系统。机器人由感知中枢、决策中枢和执行中枢三部分构成,分别进行机器视角环境感知、数据分析与决策指令生成和动作执行。在感知层实现多角度图像、实时视频和监测数据网格化精确采集,为作物多源异构数据精细化汇聚奠定基础;传输层通过无线网桥将监测数据与控制指令汇聚至本地数据中心;数据处理层通过作物基础模型分析进行控制指令反馈信息,同时对上传图像进行预处理;最终在应用层提供web端和手机端智能服务。系统可广泛地应用在设施温室生产与研究中,用于黄瓜、番茄、大棚桃等作物的全生育期图像、实时视频和监测数据收集与分析处理,已在北京小汤山国家精准农业基地7号日光温室、石家庄市农林科学研究院5号日光温室进行示范应用,取得了较好的效果。 展开更多
关键词 设施温室 农业机器人 环境监测 机器视觉 病害识别 远程控制 深度学习
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无人农场中的智能控制技术应用现状与趋势 被引量:8
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作者 钱震杰 金诚谦 +1 位作者 刘政 杨腾祥 《智能化农业装备学报(中英文)》 2023年第3期1-13,共13页
在中国城镇化浪潮下,土地流转也将成为土地高效集约化利用带来契机。未来农业,技术先行,无人农场技术模式是对农业未来的可持续发展进行的一种大胆的尝试与探索。该研究分析自主定位导航技术、在线专业传感器、工作障碍信息感知技术、... 在中国城镇化浪潮下,土地流转也将成为土地高效集约化利用带来契机。未来农业,技术先行,无人农场技术模式是对农业未来的可持续发展进行的一种大胆的尝试与探索。该研究分析自主定位导航技术、在线专业传感器、工作障碍信息感知技术、路径规划决策技术、多机协同技术、自主作业和变量作业等技术的研究应用现状,研判农业大数据、智能决策系统和机器人作业装备等关键核心技术前沿和发展趋势,提出农业智能设备的专用传感器、精准操作决策控制系统、实用的智能设备仍然是无人农场实际应用的关键环节。研究表明无人农场技术模式当前存在基础数据积累不足、环境—作物—装备互作机理不明、智能装备多参数融合调控策略缺乏等重大问题,需要重点关注农业大数据、智能决策系统、机器人操作设备、无人农场领域示范等核心技术,为无人农场农业生产自动化、智能化和环境可持续性的优化发展提供了一定思路。 展开更多
关键词 无人农场 智能控制技术 农业感知传感器 智能自主作业
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四端法土壤电导率原位快速检测传感器设计与试验 被引量:8
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作者 钟翔君 杨丽 +3 位作者 张东兴 崔涛 和贤桃 杜兆辉 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期90-99,共10页
实现土壤电导率的快速获取可为农业生产精准管理提供有效的数据支撑。目前,田间电导率采集在农业生产前进行,需要专门的电导率检测设备对种植田块开展大范围数据采集并生成电导率空间分布图,该方式操作繁琐、费时费力,同时检测的电导率... 实现土壤电导率的快速获取可为农业生产精准管理提供有效的数据支撑。目前,田间电导率采集在农业生产前进行,需要专门的电导率检测设备对种植田块开展大范围数据采集并生成电导率空间分布图,该方式操作繁琐、费时费力,同时检测的电导率值由于时间滞后原因,难以准确反映农业生产各环节(如播种)实施过程中的真实电导率情况。针对上述问题,基于交流“电流-电压”四端法原理,该研究设计了一种土壤电导率原位快速检测传感器,用于搭载在不同的农业生产机具上,实现土壤电导率的实时检测与作业参数的在线调整。该传感器以STM32处理器为核心,配合电源电路、交流信号源电路、有效值检测电路及其他外围电路搭建了硬件及软件架构,同时集成了信息的实时检测与显示、定时存储与无线传输等功能,实现了土壤电导率的原位高精度获取。传感器标定试验及工作稳定性试验结果表明,传感器输出值与DDB-303A电导率仪测得的电导率值呈明显线性关系,线性拟合R^(2)为0.995,且在不同电导率水平下,连续测量的标准偏差均小于0.76μS/cm,具有较高的准确性及工作稳定性。与JXBS-3001传感器在实验室条件下(温度25℃),对配置的不同电导率浓度土样(含水率<15%)检测的对比试验结果表明,所设计的电导率传感器的测量误差及响应时间更低,绝对误差为-5.9~19.4μS/cm,相对误差为-1.05%~2.39%,响应时间小于2.01 s。利用电导率传感器在现场(温度20.6℃)对地块不同位置测量的绝对误差为-11.36~25.30μS/cm,相对误差为-7.91%~7.88%。综合而言,该研究所设计的土壤电导率传感器能快速准确的检测土壤电导率信息,可为无人农场的土壤信息采集提供一种高精度的检测工具。 展开更多
关键词 土壤 电导率 传感器 STM32 快速检测 无人农场
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无人农场的代际演进动力及路径研究 被引量:8
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作者 张彦军 刘利永 +1 位作者 李道亮 牛曼丽 《山东农业科学》 2020年第8期160-166,共7页
我国农业正在加速迈向规模化生产和集约化经营,家庭农场、企业化农场、国有农场等各类农场将成为农业生产组织模式的主体。农场的出现和发展有利于农业生产力和生产方式的进步,特别是在新一代信息技术的推动下,农场的智能化程度不断提升... 我国农业正在加速迈向规模化生产和集约化经营,家庭农场、企业化农场、国有农场等各类农场将成为农业生产组织模式的主体。农场的出现和发展有利于农业生产力和生产方式的进步,特别是在新一代信息技术的推动下,农场的智能化程度不断提升,国内外已经出现了无人化农场的雏形。本文系统阐述了农场的演替历史,提出无人农场是农场演进的必然方向和终极形态;构建了无人农场从远程控制到无人值守再到自主作业不断迭代升级的三个进阶状态,对各阶状态的主要特征进行了总结;分析了影响无人农场演进的主要动力因素,并提出了无人农场三个进阶状态依次演进的内在规律。 展开更多
关键词 无人农场 代际演进 演进动力 演进路径
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系统布局无人农场推进我国现代农业发展 被引量:6
15
作者 李道亮 《学术前沿》 CSSCI 北大核心 2020年第24期56-61,共6页
无人农场开启了未来农业新模式,以"三全"无人化为最根本特征,其从远程测控走向自主作业经历了初级、中级、高级三个阶段。未来无人农场将会依靠物联网、大数据与云计算、人工智能、智能装备与机器人等四大共性关键技术助力,... 无人农场开启了未来农业新模式,以"三全"无人化为最根本特征,其从远程测控走向自主作业经历了初级、中级、高级三个阶段。未来无人农场将会依靠物联网、大数据与云计算、人工智能、智能装备与机器人等四大共性关键技术助力,同时得益于基础设施系统、智能装备系统、测控系统、农场管控云平台系统等四大系统的协同,将实现无人大田农场、无人果园、无人温室、无人牧场、无人渔场等五种类型。无人农场将引领我国现代农业新技术发展、生产现代化模式及农业发展战略方向,在此过程中需加强对无人农场相关模式的研究,编制无人农场发展规划,探索无人农场发展的商业模式,进一步优化和完善无人农场的政策环境。 展开更多
关键词 无人农场 现代农业 农业技术革命
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智能农机多机协同收获作业控制方法与试验 被引量:2
16
作者 满忠贤 何杰 +5 位作者 刘善琪 岳孟东 胡炼 黄培奎 汪沛 罗锡文 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期17-26,共10页
为提高多台无人化智能收获机和运粮车协同作业效率,该研究以2台不同型号水稻收获机和1台运粮车为研究对象,开展了智能农机多机协同收获作业控制方法研究。根据协同作业控制决策约束条件,建立协同收获作业中有限个状态过程的改进型连续... 为提高多台无人化智能收获机和运粮车协同作业效率,该研究以2台不同型号水稻收获机和1台运粮车为研究对象,开展了智能农机多机协同收获作业控制方法研究。根据协同作业控制决策约束条件,建立协同收获作业中有限个状态过程的改进型连续时间马尔科夫链模型。以减少非作业时间为优化目标,通过模型预测未来一段时间内每台收获机的卸粮时间,动态更新每台收获机的卸粮顺序和时间。仿真试验结果表明:该研究控制方法相对于仓满后再召唤运粮车的卸粮方式有效减少了作业时间,协同收获任务的农机平均作业时间减少了13.58%。田间试验结果表明:智能农机多机协同作业控制方法实现了2台水稻收获机和1台运粮车协同自主作业,在场景1中,相对于仓满召唤卸粮模式,收获机1和收获机2非作业时间分别减少了71.25%和42%,收获效率提高了6.65%和5.22%;在场景2中,相对于仓满召唤卸粮模式,收获机1和收获机2非作业时间分别减少了77.64%和37.09%,收获效率提高了12.07%和5.78%。该文提出的控制方法可以实现收获-卸粮转运自主作业,减少了收获机的非作业时间,提高了作业效率,可为无人农场智能收获协同作业提供支撑。 展开更多
关键词 农业机械 无人农场 收获 多机协同策略 运粮
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水稻收获转运双机协同自主作业策略与试验 被引量:5
17
作者 张闻宇 张智刚 +3 位作者 张帆 丁凡 胡炼 罗锡文 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第15期1-9,共9页
针对水稻收获机与转运车双机协同自主作业环节多、粮食转运过程复杂等问题,该研究设计了一种基于有限状态机(Finite State Machine,FSM)的水稻收获机与转运车协同作业策略,分析了水稻收获机与转运车协同作业模式,建立有限状态机模型。首... 针对水稻收获机与转运车双机协同自主作业环节多、粮食转运过程复杂等问题,该研究设计了一种基于有限状态机(Finite State Machine,FSM)的水稻收获机与转运车协同作业策略,分析了水稻收获机与转运车协同作业模式,建立有限状态机模型。首先,基于作业环节设计触发条件、评估方法和执行流程等基础模块;然后,根据双机协同的各项状态建立状态信息矩阵;最后,依据协同触发事件与状态转移的逻辑设计状态转移链。构建协同作业时分复用控制逻辑框架,并运用Stateflow软件进行仿真分析,为验证所设计策略的田间实际作业效果,搭建了履带式水稻收获转运双机协同试验系统,收获速度为0.8 m/s,收割幅宽1.9 m,共28条收获边,协同路径选择在短边的机耕道上,连续协同工作时间大于等于120 min,采用套圈路径自主收获0.7 hm^(2)水稻,期间共进行6次自动协同转运作业,将所收获的粮食转运到卡车上。试验结果表明,该策略可以实现水稻收获/卸粮转运自主作业,收获效率为0.35hm^(2)/h,为实现水稻收获双机智能转运协同功能奠定了基础,可为水稻无人农场建设提供技术支持。 展开更多
关键词 农业机械 水稻 收获 无人农场 转运 双机协同策略
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基于自主作业的农业机械动态路径规划方法研究 被引量:1
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作者 张绍雷 孙友强 +2 位作者 张俊卿 俞鹏飞 黄河 《仪表技术》 2024年第4期49-54,共6页
针对无人农场中农机从下田点到初始作业位置以及从终止作业位置到下田点的自主行驶需求,提出了基于自主作业的农业机械动态路径规划方法。该方法将农机行驶路径明确划分为工作路径和非工作路径,并深入阐述了非工作路径中进入路径和退出... 针对无人农场中农机从下田点到初始作业位置以及从终止作业位置到下田点的自主行驶需求,提出了基于自主作业的农业机械动态路径规划方法。该方法将农机行驶路径明确划分为工作路径和非工作路径,并深入阐述了非工作路径中进入路径和退出路径的生成原理。为验证该方法的可行性,选取了4个典型的凸多边形地块进行了实际测试。实验结果表明,所规划的路径完全满足农机自主进入和退出地块的要求,确保了农机在无人农场中的高效、自主作业。 展开更多
关键词 无人农场 自主作业 农业机械 下田点 进入路径 退出路径 动态路径规划
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棉田无人化作业模式发展现状与展望
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作者 杨豫新 蒋永新 +1 位作者 罗文杰 石鑫 《新疆农机化》 2024年第5期50-52,64,共4页
在当前农业现代化和智能化的大背景下,无人农场的概念逐渐受到重视。特别是在棉田的种植过程中,传统的人工作业方式已经难以满足高效、精准的农业生产需求。本文总结了无人化棉田作业模式,通过综合分析国内外相关研究成果,梳理当前无人... 在当前农业现代化和智能化的大背景下,无人农场的概念逐渐受到重视。特别是在棉田的种植过程中,传统的人工作业方式已经难以满足高效、精准的农业生产需求。本文总结了无人化棉田作业模式,通过综合分析国内外相关研究成果,梳理当前无人化技术在棉花种植、管理、收获等环节的应用现状,指出当前研究的不足,并提出未来研究方向与策略建议,以期为我国无人化棉田的发展提供参考。 展开更多
关键词 现代农业 智能化 无人农场 无人化棉田
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基于无人农场概念的一站式果园采摘机设计研究
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作者 曹荣 魏加兴 《工业设计》 2024年第12期157-160,共4页
针对现代农业采摘过程中人工成本高昂、果实易损以及因错过采摘时段导致的经济损失等问题,文章基于无人农场和一站式服务理念构建了果园采摘机设计体系,并对果园采摘机进行设计实践。首先,通过对国内外果园采摘机的设计现状进行综合调研... 针对现代农业采摘过程中人工成本高昂、果实易损以及因错过采摘时段导致的经济损失等问题,文章基于无人农场和一站式服务理念构建了果园采摘机设计体系,并对果园采摘机进行设计实践。首先,通过对国内外果园采摘机的设计现状进行综合调研,系统分析了果园采摘机的设计要素,并据此明确设计的切入点;其次,从无人农场视角界定了果园采摘机的工作场景,通过将机器组件模块化、末端执行机构分离化来达到一站式设计;最后,根据产品特性系列化其外观造型,完成一站式果园采摘机的设计实践,以期为农业现代化的转型提供新思路和新方案。 展开更多
关键词 工业设计 无人农场 一站式服务理念 果园采摘机
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