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基于改进YOLOv5的苹果轻量化检测算法 被引量：2
1
作者 王红君 刘紫宾 +1 位作者 赵辉 岳有军 《农机化研究》 北大核心 2025年第7期65-71,共7页
为解决苹果采摘机器人检测算法存在的网络结构复杂和参数量大的问题,提出一种基于YOLOv5的轻量化苹果检测算法。首先,将YOLOv5主干网络替换为MobileNetv3,为降低网络的计算复杂度,将深度可分离卷积引入到特征融合网络中;然后,在网络的... 为解决苹果采摘机器人检测算法存在的网络结构复杂和参数量大的问题,提出一种基于YOLOv5的轻量化苹果检测算法。首先,将YOLOv5主干网络替换为MobileNetv3,为降低网络的计算复杂度,将深度可分离卷积引入到特征融合网络中;然后,在网络的关键位置引入注意力机制,以提高算法对苹果不同特征的提取能力;最后,使用CIoU作为改进网络的损失函数,以提升模型的检测效果。试验结果表明:改进模型的检测精度为91.5%,相较于SSD、Faster R-CNN,检测精度分别提高了2.35%、3.07%,相比于YOLOv5s检测精度提高了8.20%,且模型大小约为YOLOv5s的1/3。 展开更多
关键词 苹果 检测算法 YOLOv5 轻量化 注意力机制
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自然环境下柑橘采摘机器人避障规划研究 被引量：1
2
作者 鲍秀兰 包有刚 +3 位作者 马萧杰 马志涛 任梦涛 李善军 《农业机械学报》 北大核心 2025年第2期420-428,共9页
针对柑橘枝-叶-果丛生密布、位姿随机生长情况,为了实现对内生交错和枝果层叠的果实安全交互采摘,本文提出了一种柑橘避障采摘方法。为了提高定位精度和采摘效率,将手眼标定问题转换为求解T_(1)X=XT_(2)的问题,完成了相机坐标系到机械... 针对柑橘枝-叶-果丛生密布、位姿随机生长情况,为了实现对内生交错和枝果层叠的果实安全交互采摘,本文提出了一种柑橘避障采摘方法。为了提高定位精度和采摘效率,将手眼标定问题转换为求解T_(1)X=XT_(2)的问题,完成了相机坐标系到机械臂基坐标系的标定;针对自然环境下柑橘开心树形进行了基于点云密度的树木骨架提取,并通过点密度阈值法对枝干点云进行降噪处理,提高运算速度;利用八叉树地图法进行枝干障碍物地图搭建,通过层次包围盒法拟合机械臂并进行碰撞检测,以时间最优为目标,提出一种符合采摘农艺需求的改进RRT-connect避障规划算法,在RRT-connect算法上引入目标偏置,对采样点进行优选导向。为验证该避障方法的可行性,以标准矮化密植栽培柑橘果园为研究对象,搭建了采摘机器人避障系统。针对自然环境下果树内部和贴近树干生长柑橘果实分别进行多组避障采摘试验。试验结果表明,针对贴近树干生长果实的避障运动时间为9.5 s,避障采摘成功率为91%;针对果树内部生长的果实避障运动时间为10.5 s,避障采摘成功率为88%。 展开更多
关键词 柑橘 采摘机器人 自然环境 避障规划
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名优茶机采关键技术及其装备研究现状和发展趋势 被引量：3
3
作者 叶春 赵爽 +4 位作者 徐光浩 刘和来 陈道根 吴罗发 舒时富 《中国茶叶》 2025年第5期9-15,共7页
随着我国茶产业的迅速发展,名优茶采摘环节关键技术装备缺乏、自动化程度低等问题日益凸显。文章综述了名优茶采摘环节技术装备的研究现状,系统归纳了近年来名优茶采茶机在鲜叶识别、目标定位、采摘末端执行器及整机方面的研发及推广应... 随着我国茶产业的迅速发展,名优茶采摘环节关键技术装备缺乏、自动化程度低等问题日益凸显。文章综述了名优茶采摘环节技术装备的研究现状,系统归纳了近年来名优茶采茶机在鲜叶识别、目标定位、采摘末端执行器及整机方面的研发及推广应用情况,分析了不同方法和装备的技术特点,总结了其优势和不足,并针对目前名优茶采摘技术装备短板,指出了名优茶采摘机器人研发面临的挑战和未来的发展趋势。对于如何实现名优茶全自动化采摘,文章认为对茶叶进行精准定位识别、采摘路径规划、末端执行器的优化设计及鲜叶分级装备研发是其必要措施。 展开更多
关键词 名优茶 采摘 识别 定位
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奶牛个体精准饲喂装置的设计与试验
4
作者 叶岩 马君 +4 位作者 孙先明 李源源 祝天宇 王婷婷 李尧 《农机化研究》 北大核心 2025年第6期179-184,共6页
为了提高奶牛个体产奶量、降低生产成本,设计了一种集奶牛个体自动识别、采食量自动监测、控制奶牛进食权限、数据自动采集、数据分析与处理于一体的奶牛个体精准饲喂装置。装置利用无线射频识别技术识别奶牛身份,对射探测器判定奶牛个... 为了提高奶牛个体产奶量、降低生产成本,设计了一种集奶牛个体自动识别、采食量自动监测、控制奶牛进食权限、数据自动采集、数据分析与处理于一体的奶牛个体精准饲喂装置。装置利用无线射频识别技术识别奶牛身份,对射探测器判定奶牛个体位置,称重传感器实时监测饲喂槽内饲料质量变化,控制系统根据设定的个体奶牛日粮采食量实现奶牛个体采食量的自动计量和差异化饲喂。试验结果表明:奶牛个体识别率为100%,对射探测器的识别准确率不低于98%,饲喂闸门开启响应时间不大于2.5 s,个体奶牛采食量测量误差为8.6%,较好地实现了奶牛个体采食量、采食次数、采食行为的在线、实时和自动化的数据采集与分析。装置可作为奶牛个体精细化饲养、新饲料配方和养殖模式创新等相关研究的试验平台。 展开更多
关键词 奶牛 精准饲喂 饲喂槽 身份识别 无线射频识别
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红枣矮化密植模式下小型振动采收机参数分析与试验
5
作者 马少辉 杨蕊 +3 位作者 杨凯 谢婉莹 杜凯 牛顿 《中国农机化学报》 北大核心 2025年第5期6-11,共6页
为提高新疆矮化密植模式下红枣机械化采收率,针对矮化密植枣园枣树行距、株距、高度、树干径和冠直径小的特点,设计研制基于小型电动三轮车的振动采收机。分析振动落果条件,测量不同采收时间红枣与枣枝的连接力;对机具振动电机转速、偏... 为提高新疆矮化密植模式下红枣机械化采收率,针对矮化密植枣园枣树行距、株距、高度、树干径和冠直径小的特点,设计研制基于小型电动三轮车的振动采收机。分析振动落果条件,测量不同采收时间红枣与枣枝的连接力;对机具振动电机转速、偏心块质量、夹持高度和激振时长关键参数进行分析与田间试验,利用极差分析法和各因素相关性主体间效应检验的数据处理。结果表明,当电机转速为1140 r/min,偏心块质量为650 g,夹持高度为300 mm,振动时间为9 s时,为最优组合;各因素对采收率影响显著强弱顺序依次为夹持高度、振动转速、偏心块重量和振动时长,并对最优组合进行验证试验,平均采收率为90.31%;对未振落红枣果实的含水率和连接力进行测定,平均含水率为39.21%,连接力为1~5.5 N,大于被振落红枣的含水率和连接力。为矮化密植模式红枣振动采收机设计提供理论依据和技术参考。 展开更多
关键词 红枣 采收机 振动采收 矮化密植模式 参数分析 农业机械
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油茶花苞采集机械手的设计与试验
6
作者 赵青 李立君 +2 位作者 吴泽超 李骏 郭鑫 《农机化研究》 北大核心 2025年第1期46-53,共8页
丘陵地区油茶林地众多,油茶花苞采集暂无机械化设备,故设计了一款六自由度的油茶花苞采集机械手。通过油茶花苞生物学特性分析,使用旋扭式末端执行器可以实现油茶花苞的高效采集,采净率为90%。通过机械手工作空间分析,确定了机械手的尺... 丘陵地区油茶林地众多,油茶花苞采集暂无机械化设备,故设计了一款六自由度的油茶花苞采集机械手。通过油茶花苞生物学特性分析,使用旋扭式末端执行器可以实现油茶花苞的高效采集,采净率为90%。通过机械手工作空间分析,确定了机械手的尺寸,并将末端执行器搭载到机械手上进行了油茶林田间试验。试验结果表明:搭载了旋扭式末端执行器六自由度机械手,可以到达采摘区间的边界位置,末端在x、y、z方向的最大偏差分别为3.4、3.3、3.4 cm,为油茶花苞智能化采集提供了依据。 展开更多
关键词 采集机械手 生物学特性 末端执行器 油茶花苞
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攀爬式椰子采摘机设计与试验
7
作者 李健 李行行 +2 位作者 张伟 王泉澎 李海东 《中国农机化学报》 北大核心 2025年第8期1-6,21,共7页
为降低椰子采摘风险和工作强度,设计一种攀爬式爬树采摘机器人。该机器人由攀爬机构、采摘机械臂、视觉传感器、末端剪切机构组成。通过Adams软件模拟垂直攀爬和水平旋转运动,并对机械臂进行工作空间可视化,验证机构的合理性。采摘试验... 为降低椰子采摘风险和工作强度,设计一种攀爬式爬树采摘机器人。该机器人由攀爬机构、采摘机械臂、视觉传感器、末端剪切机构组成。通过Adams软件模拟垂直攀爬和水平旋转运动,并对机械臂进行工作空间可视化,验证机构的合理性。采摘试验结果表明,当电压在12 V以下时,攀爬速度与电压呈线性关系,且稳定性满足要求;末端执行机构在电压值为15~24 V时,单果平均剪切时间为2.8 s,平均采摘成功率为81.5%,且随着电压升高,采摘所需的时间逐渐缩短。为椰子采摘机的设计提供理论依据和试验验证,为未来椰子采摘机器人的开发和应用提供一定的指导。 展开更多
关键词 椰子 攀爬式采摘机 爬树机构 动力学仿真 ADAMS
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便携式蓝莓采摘机设计与分析
8
作者 王海滨 徐光飞 +2 位作者 李耀翔 郭艳玲 狄海廷 《中国农机化学报》 北大核心 2025年第11期8-13,27,F0003,共8页
针对我国蓝莓山地种植以及部分农户经营面积小的情况,以手电钻作为驱动部件,设计一款便携式蓝莓采摘机。通过分析采摘机的机械结构和工作原理,得到采摘机的运动学方程和动力学方程,在Adams中仿真分析采摘机力学特性。仿真结果表明,机器... 针对我国蓝莓山地种植以及部分农户经营面积小的情况,以手电钻作为驱动部件,设计一款便携式蓝莓采摘机。通过分析采摘机的机械结构和工作原理,得到采摘机的运动学方程和动力学方程,在Adams中仿真分析采摘机力学特性。仿真结果表明,机器行程速比系数增加时,采摘装置的滑块位移、手电钻驱动转矩和系统功率曲线呈“W”形变化。当行程速比系数为1.3时,系统驱动转矩和功率最大,分别为2.7 N·m、34 W,小于手电钻额定值,满足设计要求。利用自制的便携式采摘机进行蓝莓采摘正交试验,试验结果表明,手电钻转速对机器的采摘效率、成熟果实采净率和未成熟果实脱落率影响最大,行程速比系数对果实损坏率影响最大。当采摘装置行程速比系数为1.3、手电钻转速为150 r/min、手电钻驱动转矩为35 N·m时,机器的采摘效率和采果质量最佳,机采与人采效率比值为5.9。为国产小型蓝莓采摘机设计与开发提供理论参考和技术支持。 展开更多
关键词 蓝莓 便携式采摘机 行程速比系数 正交试验
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三元缓释肥与蚯蚓粪对空心菜生长的影响
9
作者 李秀平 郑林纯 +3 位作者 梁春辉 黄敏 张艳来 闫晓东 《广东农工商职业技术学院学报》 2025年第1期40-44,共5页
空心菜是南方一年四季主要的食用蔬菜,富含多种纤维素,具有清热解毒和利尿凉血的功效。为探究缓释肥与蚯蚓粪对空心菜生长效果,本实验以台湾竹叶空心菜为试验材料,设置CK、50 g缓释肥、500 g蚯蚓粪、50 g缓释肥和500 g蚯蚓粪混合4个处理... 空心菜是南方一年四季主要的食用蔬菜,富含多种纤维素,具有清热解毒和利尿凉血的功效。为探究缓释肥与蚯蚓粪对空心菜生长效果,本实验以台湾竹叶空心菜为试验材料,设置CK、50 g缓释肥、500 g蚯蚓粪、50 g缓释肥和500 g蚯蚓粪混合4个处理,分析其对空心菜生长和品质的影响。结果表明,50 g缓释肥、500 g蚯蚓粪、50 g缓释肥和500 g蚯蚓粪混合三种处理的株高分别比对照增加了32.7%、43.4%、25.2%,对空心菜株高影响效果显著。叶片数中缓释肥、蚯蚓粪处理分别比对照增加了32.3%、45.5%,具有显著性,相对单因素处理,缓释肥和蚯蚓粪二因素混合处理降低了0.01%,没有显著区别。茎径分别比对照增加了0.8%、2.6%、0.2%,与对照相比,蚯蚓粪处理组效果更显著。鲜重分别比对照增加了24.0%、43.3%、42.3%,均具有显著性。干重分别比对照增加了13.9%、30.6%、18.1%,均显著优于对照组。维生素C含量分别比对照增加了76.3%、86.3%、71.83%,均有显著性促进效果。结果表明:施用500 g蚯蚓粪肥料对空心菜生长有显著的促进效果。 展开更多
关键词 空心菜 缓释肥 蚯蚓粪 生长 品质
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基于激光仿形的三轴式自动割胶装置设计与试验
10
作者 张喜瑞 陈璿立 +4 位作者 张志富 刘俊孝 周洁 董学虎 符少华 《农业机械学报》 北大核心 2025年第1期254-266,共13页
为解决天然橡胶产业中胶工劳动强度高、技术难度大等问题,设计了一种基于激光仿形的三轴式自动割胶装置,通过分析天然橡胶树树围和人工割胶轨迹,确定三轴移动机构结构参数和算法程序,结合STM32开发板控制割胶轨迹;设计贴树割胶机构和仿... 为解决天然橡胶产业中胶工劳动强度高、技术难度大等问题,设计了一种基于激光仿形的三轴式自动割胶装置,通过分析天然橡胶树树围和人工割胶轨迹,确定三轴移动机构结构参数和算法程序,结合STM32开发板控制割胶轨迹;设计贴树割胶机构和仿形旋转机构,分析3种状态下距离测量值,结合多个舵机完成装置贴树仿形割胶。以割胶角度、割胶深度和橡胶树树围为试验因素,以割胶深度合格率与割面平滑度合格率为试验指标,利用Design-Expert软件设计并进行室内割胶试验。试验结果表明,当割胶角度为24°、割胶深度为4.96 mm时,装置对不同橡胶树树围具有优异的割胶效果,其中橡胶树树围为583 mm时割胶效果最佳,此时割胶深度合格率为91.38%,割面平滑度合格率为89.73%,满足割胶作业要求。 展开更多
关键词 天然橡胶 自动割胶装置 三轴式 激光测距
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红枣振动响应分析及激振参数研究
11
作者 魏娟 王新岭 +2 位作者 刘永 张雪晶 胡定贤 《西北林学院学报》 北大核心 2025年第2期226-235,共10页
林果收获是果园机械化劳动强度最大的环节,为研究振动参数对红枣采摘的影响,提高果树振动采摘响应均匀性,同时提高红枣采收效率,本文以红枣为研究对象,考虑红枣的柄和果实之间的耦合关系,建立红枣“柄-果”系统的双摆振动模型。研究表明... 林果收获是果园机械化劳动强度最大的环节,为研究振动参数对红枣采摘的影响,提高果树振动采摘响应均匀性,同时提高红枣采收效率,本文以红枣为研究对象,考虑红枣的柄和果实之间的耦合关系,建立红枣“柄-果”系统的双摆振动模型。研究表明,通过拉格朗日求解动力学模型,获得系统的固有振动频率为11.03 Hz;获取枣树柔性体,利用ADAMS仿真软件对振动采摘系统进行刚柔耦合动力学仿真分析,获得枣树在偏心块激振下的位移轨迹和加速度响应;以振幅、激振频率和夹持高度为试验指标建立多元回归方程并进行响应面分析,通过模型双目标优化获取最佳振动参数,在振幅12.8 mm、激振频率10.25 Hz、夹持高度534 mm时,加速度响应均值为110.56 m/s^(2),加速度变异系数为0.358,通过优化,进一步提高枣树响应均匀性,提高采收效果。 展开更多
关键词 果实运动 振动特性 动力学模型 响应面优化
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基于气流运送的榛子收获机设计与试验 被引量：1
12
作者 时延鑫 王东伟 +5 位作者 牟波 何晓宁 尚书旗 纪瑞琪 朱浩 鞠鑫林 《农机化研究》 北大核心 2025年第3期70-76,共7页
榛子多种植于丘陵山区,受地形影响大型收获机械难以在果树间工作,故成熟期落地榛子多由人工进行捡拾,工作效率低、成本高,制约了我国榛子产业的健康发展。针对这一问题,设计了一种基于气流运送的榛子收获机。该机采用气力式捡拾,通过气... 榛子多种植于丘陵山区,受地形影响大型收获机械难以在果树间工作,故成熟期落地榛子多由人工进行捡拾,工作效率低、成本高,制约了我国榛子产业的健康发展。针对这一问题,设计了一种基于气流运送的榛子收获机。该机采用气力式捡拾,通过气送管道将榛子吸入到气吸沉降室内,经喂入滚筒送入脱苞、筛分滚筒进行榛子脱苞和脱苞后的物料筛分,再经清选舱装置进行杂质清选,完成落地榛子的收获。通过田间试验研究风机转速、气送管道移动速度和筛分滚筒转速对榛子收获捡拾率和含杂率的影响,结果表明:在风机转速3 500 r/min、筛分滚筒转速30 r/min和气送管道移动速度0.6 m/s下,收获质量最佳。 展开更多
关键词 收获机 气流运送 脱苞 筛分 清选 榛子
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酿酒葡萄收获机自动对行驾驶局部路径动态规划算法 被引量：1
13
作者 戴祯 郭延超 +5 位作者 王笑乐 张志宁 戴宝宝 杨洋 张铁 陈黎卿 《农业机械学报》 北大核心 2025年第2期124-135,共12页
葡萄精准对行采收可有效减少收获机振动机构与篱架碰撞几率,是实现大规模机械化采收的重要手段。基于Frenet坐标系下行间局部行驶场景模型,本文提出一种葡萄收获机自动对行路径规划算法。以全局作业路径为参考线,通过车载激光雷达实时... 葡萄精准对行采收可有效减少收获机振动机构与篱架碰撞几率,是实现大规模机械化采收的重要手段。基于Frenet坐标系下行间局部行驶场景模型,本文提出一种葡萄收获机自动对行路径规划算法。以全局作业路径为参考线,通过车载激光雷达实时识别前方葡萄行,利用K-means算法聚类葡萄点云;采用Lattice算法根据行驶车速对前方行驶区域动态点阵采样,基于五次多项式生成局部路径簇;以前、后轮转向极限位置为收获机轮廓特征点,进行特征点与横向条带分割的葡萄行最小包络矩形碰撞检测,并计算各条局部路径相对葡萄行和参考线的偏离代价;根据作业工况和环境条件确定葡萄行偏离参考线的决策限值,采用动态规划算法对加权求和后的偏离代价进行寻优,获得路径簇中代价最小路径作为当前局部路径;利用机器人仿真软件Gazebo和Rviz联合仿真并开展实车试验。结果表明,规划的局部路径相对葡萄行平均横向偏差为4.37 cm,最大横向偏差为10.95 cm,生成局部路径平均绝对曲率为0.0612 m^(-1),最大绝对曲率为0.2011 m^(-1)。在全局路径相对葡萄行偏移较大时,局部路径能够有效纠正偏差,满足葡萄收获作业对行驾驶要求。在单次规划6 m路径的仿真试验中,本文算法平均耗时213 ms/次,最大耗时337 ms/次;规划6 m路径实车试验中,本文算法平均耗时577 ms/次,最大耗时816 ms/次。研究结果可为葡萄园场景下农机局部路径规划提供参考。 展开更多
关键词 葡萄收获机 对行局部路径 动态撒点采样 路径偏移计算 偏离代价寻优
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振动式油茶果采收机收集性能试验 被引量：1
14
作者 龙啸 闵淑辉 +2 位作者 廖凯 高自成 曹靖宜 《林业工程学报》 北大核心 2025年第2期123-129,共7页
为了建立油茶果在收集伞和输送机构中的碰撞模型,基于镜面反射和运动学原理构建了油茶果恢复系数测试装置,对油茶果的碰撞特性进行了试验测定和分析。采用湖南浏阳市种植的大果油茶果品种开展碰撞特性测定正交试验,结果表明,影响油茶果... 为了建立油茶果在收集伞和输送机构中的碰撞模型,基于镜面反射和运动学原理构建了油茶果恢复系数测试装置,对油茶果的碰撞特性进行了试验测定和分析。采用湖南浏阳市种植的大果油茶果品种开展碰撞特性测定正交试验,结果表明,影响油茶果恢复系数的因素主次顺序为:碰撞材料、碰撞角度、伞布拉力和下落高度,其中碰撞材料影响极为显著、碰撞角度和伞布拉力影响较为显著。为研究油茶果采收机的收集性能,对收集机构进行简化,研究不同碰撞材料、碰撞角度、伞布拉力的组合对油茶果集中率的影响。收集性能正交试验结果表明:碰撞材料对油茶果的集中率影响最大,碰撞角度影响油茶果的最小掉落距离,伞布拉力影响油茶果的最大掉落距离;当碰撞材料为油布、碰撞角度为20°、伞布拉力为60 N时,集中率为95.33%,收集效果最好。该研究结果可为油茶果采收机收集和输送装置关键部件的优化设计提供参考。 展开更多
关键词 油茶果 碰撞恢复系数 收集率 振动式采收机
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基于BiFPN和Triplet注意力机制的YOLOv5s缺陷苹果识别算法 被引量：1
15
作者 惠永永 赵春雨 +1 位作者 宋昭漾 赵小强 《华南农业大学学报》 北大核心 2025年第3期419-428,共10页
【目的】为了充分利用上下文信息和融合多尺度特征,提出基于BiFPN和Triplet注意力机制的YOLOv5s(BTF-YOLOv5s)缺陷苹果识别算法。【方法】首先,加权双向特征金字塔网络(BiFPN)引入额外的权重学习不同输入特征的重要性,模型通过自顶向下... 【目的】为了充分利用上下文信息和融合多尺度特征,提出基于BiFPN和Triplet注意力机制的YOLOv5s(BTF-YOLOv5s)缺陷苹果识别算法。【方法】首先,加权双向特征金字塔网络(BiFPN)引入额外的权重学习不同输入特征的重要性,模型通过自顶向下和自底向上的双向路径,实现多尺度特征的反复融合,提高多尺度的检测能力;其次,将Triplet注意力机制应用到Neck层以增强模型对目标之间的关联和上下文信息的表示能力,使模型更专注于苹果特征的学习;最后,采用Focal-CIoU损失函数调整损失权重,使模型更关注缺陷苹果的识别,提升模型的感知能力。通过消融试验对比不同损失函数,改变注意力机制在YOLOv5s结构中的位置,并与主流算法进行比较。【结果】BTF-YOLOv5s在初始YOLOv5s模型基础上,准确率、召回率和mAP方面分别提高了5.7、2.2和3.5个百分点,模型内存使用量为14.7 MB;平均精度比SSD、YOLOv3、YOLOv4、YOLOv5s、YOLOv7、YOLOv8n、YOLOv8s和YOLOv9的分别提升了5.7、3.5、13.3、3.5、2.9、2.6、2.8和0.3个百分点。【结论】模型在缺陷苹果识别中表现出显著的优越性,为采摘机器人在采摘过程中实现优质苹果与缺陷苹果的自动分拣提供了一定的技术支持。 展开更多
关键词 YOLOv5s 缺陷苹果 注意力机制 损失函数 目标检测 采摘机器人
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YOLOv8轻量化的果园复杂环境下苹果检测算法 被引量：1
16
作者 周晖 杨洁 赵祥飞 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第6期2274-2283,共10页
针对目前复杂果园环境下苹果目标检测算法存在模型参数量大、计算复杂度高,难以在计算资源匮乏的设备上应用的问题,提出了一种改进YOLOv8的果园复杂环境下轻量化苹果目标检测算法YOLOv8n-Apple。引入骨干网络VanillaNet,减少模型参数量... 针对目前复杂果园环境下苹果目标检测算法存在模型参数量大、计算复杂度高,难以在计算资源匮乏的设备上应用的问题,提出了一种改进YOLOv8的果园复杂环境下轻量化苹果目标检测算法YOLOv8n-Apple。引入骨干网络VanillaNet,减少模型参数量,降低模型复杂度;将原始模型C2f模块替换为C2fGhost模块,通过较少的卷积运算来获得相似特征图进一步减少模型参数;使用轻量级上采样算子CARAFE,避免传统上采样算子语义缺失和感受野过小的问题;由于传统损失函数不能完全捕捉到目标之间的相对位置和大小差异,采用WIoU边界框作为回归损失函数。收集包含远景顺光、远景背光、近景顺光、近景背光等成熟苹果照片共计3120张,从不同角度和背景进行采集,并改进数据增强,避免数据集单个不确定性;本文提出果园环境下改进后的苹果检测模型平均检测精度分别比SSD、Faster R-CNN、YOLOV5、YOLOV7、YOLOV8高7.5个百分点、4.8个百分点、2.2个百分点、3.8个百分点和3.4个百分点,达到90%,检测速度达到286帧,模型大小1.8 MB,比原始模型提高了41帧,模型大小仅有其60.0%。 展开更多
关键词 神经网络 苹果检测 轻量化 YOLOv8 VanillaNet
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枸杞采收机械与采收方式综述 被引量：1
17
作者 杨青沛 吴健 杨建华 《林业机械与木工设备》 2025年第3期4-10,共7页
近年来,我国宁夏枸杞的种植面积和产量逐年提高,传统的人工采摘模式面临严峻挑战,难以满足枸杞产业快速增长的需求。枸杞的采收、分选等是枸杞生产加工过程中的重要环节,需要加快推进枸杞果实采收和分选过程的机械化与智能化,提高生产效... 近年来,我国宁夏枸杞的种植面积和产量逐年提高,传统的人工采摘模式面临严峻挑战,难以满足枸杞产业快速增长的需求。枸杞的采收、分选等是枸杞生产加工过程中的重要环节,需要加快推进枸杞果实采收和分选过程的机械化与智能化,提高生产效率,减少劳动成本,从而推动枸杞产业规模化、集约化发展。概述了枸杞的生物学特性及其在国内的种植概况,对枸杞的采收方法,如剪切式、振动式、梳刷式、气流式及组合式采摘进行了总结和分类,同时对枸杞采收存在的问题进行了总结分析,并给出对应建议,以及给出了现阶段我国枸杞机械化采收的未来发展趋势。系统介绍了枸杞采收机械装备及关键技术,可为枸杞采收及分选装备研发提供参考。 展开更多
关键词 枸杞 采收机械 智能化采收 发展现状 提升建议
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油茶果采收机收集系统设计与试验
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作者 曹春风 陈飞 +2 位作者 李立君 廖凯 高自成 《农机化研究》 北大核心 2025年第10期43-50,58,共9页
针对油茶果采收机收集率低、收集困难等问题,设计了一种收集系统,可完成推料、输送、收集任务,提高采摘效率。采用Box-Benhnken响应面试验设计理论,以螺距、叶片直径、叶片宽度和螺旋速度为影响因素,以推送率Y 1和推送时间Y 2为作业质... 针对油茶果采收机收集率低、收集困难等问题,设计了一种收集系统,可完成推料、输送、收集任务,提高采摘效率。采用Box-Benhnken响应面试验设计理论,以螺距、叶片直径、叶片宽度和螺旋速度为影响因素,以推送率Y 1和推送时间Y 2为作业质量评价指标,进行四因素三水平正交试验。建立各因素与指标之间的回归数学模型,并分析各因素对响应值的交互影响,同时对模型进行优化求解,获得最优参数组合为:螺距59.9 mm、叶片直径60.5 mm、叶片宽度19.3 mm、螺旋转速118 r/min,对应的推送率为88.24%、推送时间为8.3 s。对得出的优化结果圆整再进行田间试验,结果表明:在最优参数组合下,平均推送率为87.6%,平均推送2 kg油茶果的时间为8.4 s,满足设计要求。研究结果可为油茶果采收机收集系统的设计和无轴螺旋运输大中颗粒物料提供参考。 展开更多
关键词 油茶果采收机 收集系统 离散元仿真 响应面分析 EDEM
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冷浸田立式锥辊主动挤压沟垄定型装置设计与试验
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作者 张和 蒋啸虎 +3 位作者 吴明亮 刘光辉 王成伟 罗海峰 《农业工程学报》 北大核心 2025年第4期21-31,共11页
针对传统开沟起垄装置在土壤黏重、湿度大的冷浸田条件下作业面临沟垄难以定型、沟型稳定性较差等问题,该研究采用先旋耕起垄再二次主动挤压的作业方式,设计了一种立式锥辊主动挤压沟垄定型装置。根据土壤挤压和沟垄定型原理,对厢面压... 针对传统开沟起垄装置在土壤黏重、湿度大的冷浸田条件下作业面临沟垄难以定型、沟型稳定性较差等问题,该研究采用先旋耕起垄再二次主动挤压的作业方式,设计了一种立式锥辊主动挤压沟垄定型装置。根据土壤挤压和沟垄定型原理,对厢面压辊和立式锥辊结构参数进行了优化设计,对机具前进速度、沟垄定型装置转速及旋耕刀轴转速进行了合理匹配。通过单因素试验明确了土壤含水率、垄体角度和机具前进速度对沟宽和垄高稳定性的作用规律;通过EDEM仿真,以机具前进速度、沟垄定型装置转速和旋耕刀轴转速为试验因素,以沟顶宽稳定性系数和土壤回流率为评价指标,进行了二次正交旋转组合试验,得到较优参数组合,即当机具前进速度为0.56 m/s、沟垄定型装置转速为92.25 r/min、旋耕刀轴转速为194.56 r/min时,沟顶宽稳定性系数为93.52%,土壤回流率为6.75%;田间试验结果表明,主动挤压沟垄定型装置作业后垄高为186 mm、沟顶宽为351 mm、垄顶宽为1 710 mm、微沟宽为45 mm、微沟深为22 mm;垄高、沟顶宽、垄顶宽、微沟宽和微沟深稳定性系数分别为95.36%、91.90%、92.65%、96.52%和95.77%,其中沟顶宽稳定性系数与仿真结果基本一致;相比于传统开沟起垄装置作业效果,垄高、沟顶宽和垄顶宽稳定性系数分别提高6.90、7.78和6.88个百分点。各项指标均满足冷浸田机械化沟垄定型作业要求。 展开更多
关键词 农业机械 冷浸田 立式锥辊 沟垄定型 EDEM仿真
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基于振动分离特性的荔枝振动器结构优化
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作者 赵紫艳 王慰祖 +2 位作者 王艳飞 李君 冼昊岚 《农机化研究》 北大核心 2025年第4期9-17,共9页
为了研究荔枝振动分离特性,以此为基础优化振动器结构,利用往复振动采收装置在不同振动参数下对荔枝进行振动分离试验,并采用MatLab软件分析高速相机拍摄的荔枝运动视频,获得荔枝运动参数(轨迹、速度、加速度等)。为了确定振动机构的最... 为了研究荔枝振动分离特性,以此为基础优化振动器结构,利用往复振动采收装置在不同振动参数下对荔枝进行振动分离试验,并采用MatLab软件分析高速相机拍摄的荔枝运动视频,获得荔枝运动参数(轨迹、速度、加速度等)。为了确定振动机构的最优工作参数,利用Design-Expert软件处理试验数据并得到回归模型,再通过响应曲面分析振动频率、振幅和振动距离对荔枝分离特性(分离时间、碰撞次数和惯性力)的影响,对回归模型进行优化,结果表明:当振动频率为9.7 Hz、振幅为80 mm、振动距离为29.4 mm时,既能保证较短的分离时间又能减轻荔枝果实所受的机械损伤。为了基于最优工作参数对振动器进行结构优化,以采收效率高和损伤小为目标,以尺寸约束、角度约束和强度约束为约束条件,建立多目标优化模型。优化后的振动器为对心曲柄滑块机构,曲柄长度为56 mm,连杆为127 mm,角速度为62 rad/s。经验证,优化后的振动器可以提高采收效率,减少果实所受损伤,为荔枝振动采收器的设计提供依据。 展开更多
关键词 荔枝 振动采收 图像处理 分离特性 结构优化
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