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微型无人机低空变量喷药系统设计与雾滴沉积规律研究 被引量：77
1
作者 王玲 兰玉彬 +3 位作者 WClint Hoffmann Bradley KFritz 陈度 王书茂 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期15-22,共8页
针对我国施药机械和农药使用技术严重落后带来的农药用量大、资源有效利用率低、农作物产量和品质下降等问题,设计了微型无人机脉宽调制型变量喷药系统,并利用风洞的可控多风速环境,通过荧光粉测试方法对悬停无人机变量喷药的雾滴沉积... 针对我国施药机械和农药使用技术严重落后带来的农药用量大、资源有效利用率低、农作物产量和品质下降等问题,设计了微型无人机脉宽调制型变量喷药系统,并利用风洞的可控多风速环境,通过荧光粉测试方法对悬停无人机变量喷药的雾滴沉积规律进行了试验研究。变量喷药系统由地面测控单元和机载喷施系统两部分组成,基于Lab Windows/CVI的地面测控软件,采用频率为10 Hz、占空比可调的脉冲信号经无线数传模块远程控制机载喷施系统;机载喷施系统以ARM Cortex-M3系列的STM32F103VC微处理器为核心,接收地面控制信号实时调节电动隔膜泵电动机转速,以改变系统喷雾压力和喷药量,实现变量喷雾调节。悬停风洞试验中,选择了PWM占空比、喷孔直径、电动离心喷头转速等变量,对不同距离和风速条件下雾滴沉积效果进行了试验研究。试验结果表明,风速是影响雾滴沉积效果的最显著因素,雾滴沉积以抛物线形式分布在采集区域,沉积高峰区随风速增加不仅远离喷头,且飘移沉积量逐渐减少;雾滴粒径在风速小于3 m/s时对沉积效果影响不显著,当风速大于3 m/s时,不同粒径的雾滴均发生飘移,飘移沉积量明显减少且沉积范围向远离喷头运动;粒径101.74μm的雾滴更易发生飘移,沉积高峰区集中在距离喷头4 m以外,且飘移沉积量明显低于粒径164.00μm与228.16μm的雾滴。 展开更多
关键词 无人机 变量喷药 系统设计 雾滴沉积
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多旋翼无人机旋翼下方风场对航空喷施雾滴沉积的影响 被引量：51
2
作者 陈盛德 兰玉彬 +3 位作者 BRADLEY K F 李继宇 刘爱民 毛越东 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期105-113,共9页
风场是影响航空喷施雾滴沉积分布特性的重要因素之一。为了揭示多旋翼无人机旋翼下方风场对雾滴沉积分布的影响机理,通过无人机旋翼风场测量系统测量多旋翼电动无人机旋翼下方的风场分布,同时结合航空喷施雾滴在水稻冠层的沉积情况,分... 风场是影响航空喷施雾滴沉积分布特性的重要因素之一。为了揭示多旋翼无人机旋翼下方风场对雾滴沉积分布的影响机理,通过无人机旋翼风场测量系统测量多旋翼电动无人机旋翼下方的风场分布,同时结合航空喷施雾滴在水稻冠层的沉积情况,分析旋翼下方X、Y、Z 3个方向的风场对雾滴沉积分布的影响,并对试验结果进行了方差分析和回归分析。结果表明:在无人机旋翼下方3向风场中,X和Y向风速对有效喷幅区内雾滴沉积量的影响不显著,Z向风速的影响极显著;X向风速对有效喷幅区内雾滴沉积穿透性的影响不显著,Y和Z向风速的影响分别为显著和极显著;X和Y向风速对雾滴沉积飘移的影响均不显著,Z向风场的影响显著;且当水平方向上X、Y向风速峰值越小、垂直方向上Z向风速峰值越大时,雾滴沉积均匀性越好,最佳值达到36.44%。另外,有效喷幅区内雾滴沉积量与因素Z向风速之间的回归模型及有效喷幅区内雾滴沉积穿透性与因素Y和Z向风速之间的回归模型的决定系数R^2分别为0.868和0.842,表明模型可以为实际作业提供指导。 展开更多
关键词 多旋翼无人机 旋翼下方风场 雾滴沉积
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翻耕法对土壤斥水性改良效果 被引量：6
3
作者 陈俊英 吴普特 +2 位作者 张智韬 向友珍 李援农 《排灌机械工程学报》 EI 北大核心 2012年第4期479-484,共6页
为了消除土壤斥水性对农业生产的不利影响,对以色列具有强斥水性的2种土壤(黏性土、砂质土)、4种不同深度的翻耕处理(0～2.5,0～10,0～20,0～30 cm)和种植与否(种植、不种植)共进行16个处理,研究翻耕法对土壤斥水性的改良效果.对于种植... 为了消除土壤斥水性对农业生产的不利影响,对以色列具有强斥水性的2种土壤(黏性土、砂质土)、4种不同深度的翻耕处理(0～2.5,0～10,0～20,0～30 cm)和种植与否(种植、不种植)共进行16个处理,研究翻耕法对土壤斥水性的改良效果.对于种植的处理,每隔4个月重新进行翻耕处理一次,对于不种植的处理,在试验过程中不再进行翻耕处理,以1年时间为试验期,在每个阶段开始和结束时测定土壤斥水持续时间,最后对各试验在不同阶段土壤斥水持续时间进行比较分析.结果表明:对斥水性土壤进行翻耕处理的物理方法可以暂时消除土壤的斥水性,但斥水性又会在灌溉一段时间后重新出现,经过多次翻耕可有效地消除土壤的斥水性,消除效果随翻耕次数、时长和翻耕深度呈显著的正相关关系.翻耕法对黏性土壤的改良效果明显好于砂质土壤.研究结果可为物理方法进行土壤改良提供理论依据. 展开更多
关键词 土壤斥水性 翻耕法 土壤改良 黏性土 砂质土
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涌泉根灌土壤湿润体运移模型 被引量：13
4
作者 张智韬 吴普特 +2 位作者 陈俊英 朱德兰 樊晓康 《排灌机械工程学报》 EI 北大核心 2013年第2期173-179,共7页
为了探明涌泉根灌土壤入渗湿润体运移的变化规律,以黏壤土为例,在室内选取不同土壤容重、初始含水率、灌水器套筒透水部长度和埋深等4个因素进行试验,研究这些因素对涌泉根灌土壤入渗湿润锋随时间运移关系的影响.结果表明:土壤入渗湿润... 为了探明涌泉根灌土壤入渗湿润体运移的变化规律,以黏壤土为例,在室内选取不同土壤容重、初始含水率、灌水器套筒透水部长度和埋深等4个因素进行试验,研究这些因素对涌泉根灌土壤入渗湿润锋随时间运移关系的影响.结果表明:土壤入渗湿润锋运移速率随土壤容重的增大而减小,随土壤初始含水率的增大而增大,随套筒透水部管长的增长而增大,但不同埋深对灌水器湿润锋的推进速度无显著影响,涌泉根灌土壤入渗湿润体随时间的运移符合幂指数关系,幂指数在水平和垂直向分别为0.32和0.2.以此为基础分别建立了湿润锋在水平和垂直向运移距离的预测模型,并建立了包括土壤容重、初始含水率和灌水器套筒透水部长度的综合预测模型.用建立的综合模型对涌泉根灌土壤入渗湿润锋运移距离进行预测,并对预测值与试验值进行了比较后得出,综合模型的预测精度较高. 展开更多
关键词 土壤 涌泉根灌 湿润体 湿润锋运移 入渗 模型
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变频与传统微波加工中猪、牛、羊、鸡、鸭肉的蛋白质成分对比及组织结构 被引量：1
5
作者 刘钟栋 刘迎九 +5 位作者 Zhuang Hong 李燕 李本军 黎晓云 文春溪 张萌 《食品科技》 CAS 北大核心 2013年第2期130-134,共5页
使用传统微波炉和变频微波炉分别对猪肉、牛肉、羊肉、鸡肉、鸭肉原料进行蒸煮加工,测定肉制品的蒸煮损失率、可溶性蛋白质、氨基酸价指标,然后使用扫描式电子显微镜、质构仪对肉样品进行组织、质构方面的分析,阐明变频微波和传统微波... 使用传统微波炉和变频微波炉分别对猪肉、牛肉、羊肉、鸡肉、鸭肉原料进行蒸煮加工,测定肉制品的蒸煮损失率、可溶性蛋白质、氨基酸价指标,然后使用扫描式电子显微镜、质构仪对肉样品进行组织、质构方面的分析,阐明变频微波和传统微波加工的的肉制品的营养差异原因。 展开更多
关键词 微波 肉制品 质构 蛋白质 显微
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影响大豆NDVI的气象因素多元回归分析 被引量：14
6
作者 张智韬 兰玉彬 +2 位作者 郑永军 陈立平 宋鹏 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期188-193,共6页
针对太阳辐射、大气温度、空气湿度和风速等气象因素对大豆归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)在每天不同时间的影响,提高大豆NDVI的监测精度。该研究采用Green Seeker手持式光谱仪对大豆苗期、花荚期和成熟... 针对太阳辐射、大气温度、空气湿度和风速等气象因素对大豆归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)在每天不同时间的影响,提高大豆NDVI的监测精度。该研究采用Green Seeker手持式光谱仪对大豆苗期、花荚期和成熟期3个主要生育阶段的NDVI值以小时为单位进行连续监测,并收集测量时的太阳辐射、大气温度、空气湿度和风速等气象数据,采用偏最小二乘法、逐步回归和岭回归方法,建立不同气象因素对大豆NDVI值影响的回归模型,并分析其定量关系。结果表明,影响大豆不同生育期NDVI变化的主要气象因素为太阳辐射和大气温度,风速和空气湿度的影响较小,可以忽略不计。经对3种模型进行预测精度评价后得出,岭回归模型的预测精度最佳,其在3个阶段的预测均方根误差(RMSE)分别为0.034、0.018和0.016,决定系数(R2)分别为0.820、0.908和0.934,其次为逐步回归法,偏最小二乘法的预测精度最低。 展开更多
关键词 植被 气象 回归分析 NDVI 大豆 岭回归
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不同配套产品对涌泉根灌土壤湿润体特性影响 被引量：5
7
作者 陈俊英 吴普特 +2 位作者 朱德兰 张智韬 樊晓康 《排灌机械工程学报》 EI 北大核心 2013年第9期805-810,828,共7页
为了研究不同配套产品对涌泉根灌土壤入渗湿润体特性的影响,以黏壤土为例,采用PVC和PP棉2种材料,分别制作长度为10,15,20,25和30 cm的5个涌泉根灌配套套筒进行试验,分析涌泉根灌不同配套产品土壤入渗湿润锋随时间的运移关系.结果表明:2... 为了研究不同配套产品对涌泉根灌土壤入渗湿润体特性的影响,以黏壤土为例,采用PVC和PP棉2种材料,分别制作长度为10,15,20,25和30 cm的5个涌泉根灌配套套筒进行试验,分析涌泉根灌不同配套产品土壤入渗湿润锋随时间的运移关系.结果表明:2种材料的土壤表面水平湿润半径与时间的自然对数呈线性关系,表层土壤开始出现湿润的时间与套筒长度无关;2种材料的土壤最大水平湿润半径和湿润深度随套筒长度的增大而增大,并与时间呈幂函数关系,其中,PVC材料的水平和垂直向的幂指数分别为0.38和0.17;PP棉材料的水平向幂指数为0.40,垂直向幂指数随管长的增大而减小,并与管长呈线性关系.研究还建立了由表面水平湿润半径反演最大水平湿润半径和湿润深度的预测模型.经验证,模型预测精度较高.研究结果可为涌泉根灌不同配套产品的系统设计、田间布设间距和宽度等参数的确定提供参考. 展开更多
关键词 涌泉根灌 湿润体 配套产品 模型 幂指数
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机载遥感系统在精准农业中的应用(英文) 被引量：4
8
作者 杨成海 《智慧农业（中英文）》 2020年第1期1-22,共22页
数十年来,遥感技术一直被用作精准农业的重要数据采集工具。根据距离地面的高度,遥感平台主要包括卫星、有人驾驶飞机、无人驾驶飞机系统和地面车辆。这些遥感平台上搭载的绝大多数传感器是成像传感器,也可以安装激光雷达等其他传感器... 数十年来,遥感技术一直被用作精准农业的重要数据采集工具。根据距离地面的高度,遥感平台主要包括卫星、有人驾驶飞机、无人驾驶飞机系统和地面车辆。这些遥感平台上搭载的绝大多数传感器是成像传感器,也可以安装激光雷达等其他传感器。近年来,卫星成像传感器的发展极大地缩小了基于飞机的成像传感器在空间、光谱和时间分辨率方面的差距。最近几年,作为低成本遥感平台的无人机系统的出现极大地填补了有人驾驶飞机与地面平台之间的间距。有人飞机具有飞行高度灵活、飞行速度快、载荷量大、飞行时间长、飞行限制少以及耐候性强等优势,因此在未来仍将是主要的精准农业遥感平台。本文的第1部分概述了遥感传感器的类型和三个主要的遥感平台(即卫星、有人驾驶飞机和无人驾驶飞机系统)。接下来的两个部分重点介绍用于精准农业的有人机载成像系统,包括由安装在农用飞机上的消费级相机组成的系统,并详细描述了部分定制和商用机载成像系统,包括多光谱相机、高光谱相机和热成像相机。第4部分提供了五个应用实例,说明如何将不同类型的遥感图像用于精准农业应用中的作物生长评估和作物病虫害管理。最后简要讨论了将不同遥感平台和成像系统用于精准农业上的一些挑战和未来的努力方向。 展开更多
关键词 机载成像系统 载人飞机 多光谱图像 高光谱图像 远红外图像 精准农业
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美国密西西比三角洲农业航空和精准农业技术研发现状、展望与启示（英文） 被引量：2
9
作者 黄岩波 《智慧农业》 2019年第4期12-30,共19页
作物生产管理已经进入智慧农业阶段。智慧农业是由最先进的农业信息技术、智能装备以及大量的数据资源所驱动的先进农业科技理念。智慧农业继承了精准农业概念,把农业生产管理由机械化和信息化提高到高度自动化和智能化的农业生产管理... 作物生产管理已经进入智慧农业阶段。智慧农业是由最先进的农业信息技术、智能装备以及大量的数据资源所驱动的先进农业科技理念。智慧农业继承了精准农业概念,把农业生产管理由机械化和信息化提高到高度自动化和智能化的农业生产管理。精准农业从上世纪八十年代的粗略监测发展到本世纪10年代的详细监测和控制。在精准农业的发展过程中,农业航空在作物保护和肥料施用方面起到了关键的作用。而在作物保护和肥料精准施用方面,基于全球导航产生的带有空间信息遥感数据配方图是至关重要的。随着现代化农业的发展,农业航空会因更有效的土壤和植物健康监测和更加快速的机电系统响应,在推进精准农业实际应用上显得越发重要。本文具体从美国最重要的农业地区之一密西西比三角洲出发,总体介绍了农业航空在精准农业向智慧农业迈进过程中的状况。重点介绍了美国农业部在密西西比三角洲地区在航空应用技术和低空遥感方面的研发工作;为发展新一代精准农业和智慧农业,进一步研发农业航空技术的问题、挑战和机会进行了讨论;最后提出了中国发展智慧农业建议。 展开更多
关键词 航空施药技术 农业航空 大数据 精准农业 遥感 智慧农业30
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影响大豆花荚期NDVI变化的气象因素分析
10
作者 张智韬 兰玉彬 +1 位作者 吴普特 韩文霆 《灌溉排水学报》 CSCD 北大核心 2014年第6期85-87,104,共4页
不同天气、温度和风速条件下,采用GreenSeeker连续测量大豆花荚期NDVI,研究了气象因素对大豆NDVI测量结果的影响。结果表明,大豆NDVI的监测以晴天或晴天少云天气为宜,大气适宜温度不宜低于26℃和高过39℃,适宜风速在3级以下,且监测时间... 不同天气、温度和风速条件下,采用GreenSeeker连续测量大豆花荚期NDVI,研究了气象因素对大豆NDVI测量结果的影响。结果表明,大豆NDVI的监测以晴天或晴天少云天气为宜,大气适宜温度不宜低于26℃和高过39℃,适宜风速在3级以下,且监测时间宜选择在09:00—12:00。大豆整个生育期长期连续监测NDVI时,建议每次测量时选择相同的日监测时间段。 展开更多
关键词 温度 风速 NDVI 花荚期 大气辐射
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