摘要:玉米机械化收获技术是玉米产业转变发展方式、提质增效、增强国际市场竞争力的重要途径之一，也是玉米全程机械化的研究重点和难点。当前我国玉米收获正处于由机械化摘穗收获方式向籽粒直收转变、收获装备转型升级的关键阶段。本文从机械化果穗收获和机械化籽粒直收两方面分析了国内外收获技术与装备研究现状和发展动态，分析了自动对行、割台高度自动调节、产量与水分检测技术和脱粒参数自动控制等智能化收获技术的研究进展，提出了建立标准化、机械化检测方法与技术手段，兼顾不同需求发展高性能、高效率、高可靠性农业装备，提升装备智能化水平的发展思路。

摘要:为了准确理解柑橘采摘机器人在自然环境下的作业场景，获取采摘目标及周围障碍物的位置信息，构建了基于卷积神经网络和Kinect V2相机的识别定位系统。首先，对采摘场景中的果树提出5类目标物分类准则，包含1类可采摘果实和4类障碍物目标；然后，在YOLO V3（You only look once）卷积层模块中添加3层最大池化层，对预测候选框进行K-means聚类分析，增强模型对枝叶类物体特征的提取能力，实现采摘场景的准确理解；最后，采用Kinect V2相机的深度图映射得到采摘目标和障碍物的三维信息，并在自然环境下进行了避障采摘作业。实验结果表明，构建的识别定位系统对障碍物和可采摘果实的识别综合评价指数分别为83.6%和91.9%，定位误差为5.9mm，单帧图像的处理时间为0.4s，采摘成功率和避障成功率分别达到80.51%和75.79%。

摘要:针对已有播种深度检测技术测量精度有待提高、缺乏有效实时播种深度评价系统且通信方式不易扩展等问题，设计了一种基于CAN总线的播种深度监测评价系统。系统主要由车载平板计算机、数据采集评价单元(ECU)和播深测量装置等组成，阐述了播种深度测量原理，设计了基于限深轮摆动角度的播深测量装置并建立相应测量模型，基于ISO 11783标准制订了智能化总线通信协议，开发了基于LabVIEW的实时监测评价上位机界面。为研究播种深度变化特性，以耕作方式和作业速度为试验因素，开展了二因素裂区试验。对数据进行了频谱分析，结果表明，播种深度变化主频幅值随车速增加呈减小趋势，且免耕地变化大于旋耕地，而振荡频率受耕作方式和车速变化影响较小，主要集中在0.4Hz以下。田间监测评价试验结果表明，所得播种深度监测图可在一定程度上表征地块土壤信息，相比人工测量方式，系统监测的稳定一致性较好，在6~10km/h车速下，其对平均播深、合格率、标准〖JP2〗差和变异系数最大值分别为50.01mm、78.95%、8.95mm和17.90%，相对误差分别处于4.20%~9.74%、6.11%~17.92%、10.93%~16.32%和18.83%~19.79%之间，满足实际播种深度监测评价需求。

摘要:设计了一种基于Android和CAN总线的玉米精量播种机监控系统，通过GPS接收器采集播种机速度，采用CAN总线分布式控制方式完成主控制器和各个播种单体之间的指令传输，通过Android智能设备进行人机交互，实现播种行数任意拓展、拖拉机位置实时监控、播种作业参数在线调整、作业面积实时统计等功能。台架试验结果表明，系统人机交互功能正常，排种器驱动电机调速相对误差小于0.46%。与eTrex209x手持式GPS+北斗双星接收机的田间作业面积对比试验表明，本系统作业面积统计平均相对误差为0.81%，略高于eTrex209x的0.29%，测量标准差为0.06hm2，优于eTrex209x的0.11hm2；与地轮驱动播种对比试验的结果表明，随着作业速度的提高两种驱动方式的作业质量整体都呈下降趋势，但本系统播种合格指数、变异系数受速度影响较小，当作业速度达到12km/h时，变异系数为18.92%，合格指数为90.05%，分别优于地轮驱动方式的22.17%、83.25%。

摘要:针对我国稻麦轮作区常规稻茬麦机械化播种时存在田间稻秸量大、耗工耗时和播期延误等问题，提出了全量碎秸行间集覆、洁区种带宽幅播种的技术思路，设计了一种全秸硬茬地碎秸行间集覆小麦播种机，该机能一次性完成碎秸清秸、行间覆秸、种带施肥旋耕、播种镇压等工序，适宜在稻收后未作任何秸秆移出及耕整地处理的全秸硬茬地作业。对秸秆粉碎装置、碎秸导流装置和种带旋耕装置等关键部件进行了理论分析，确定了相关结构与参数；为在种带内高质、顺畅、满播小麦，设计了播种及镇压装置；以粉碎刀辊转速、径向距离和作业速度为试验影响因素，以清秸率和种带宽度变异系数为评价指标，设计了三水平三因素正交试验。结果表明，工作参数为粉碎刀辊转速2200r/min、径向距离20mm、作业速度0.8m/s和旋耕刀辊转速300r/min时，对应田间试验的碎秸平均长度为110mm、平均碎秸合格率为91.47%、平均种带清秸率为92.58%、平均种带宽度变异系数为10.91%、平均播深为41mm、平均播深合格率为97.32%；长势跟踪及测产结果表明，与常规播种方式相比，未出现明显缺苗弱苗现象，两种播种方式的产量基本相同。

摘要:针对甘薯秧蔓垄沟匍匐生长不易全部机械回收的难题，设计了一种甘薯秧蔓回收机，并对关键部件仿垄刀辊机构和风机抛送装置进行了设计计算，该机可一次性完成甘薯秧蔓切割、粉碎、抛送和回收作业。以刀辊转速、离地间隙、风机转速为试验因素，甘薯秧蔓粉碎合格率、含土率、回收率为试验指标，采用响应面分析方法，建立了试验因素与试验指标之间的回归模型，分析了试验因素对试验指标的影响。试验结果表明：最优工作参数组合为刀辊转速2070r/min、离地间隙16mm、风机转速890r/min，秧蔓粉碎合格率均值为93.10%、含土率均值为8.56%、回收率均值为91.19%，研究结果满足甘薯秧蔓回收机的使用要求。

摘要:为解决我国棉花高效收获问题，设计了水平摘锭式高效采棉头，针对其关键工作部件槽形凸轮，建立了参数化设计的数学模型，采用Matlab中的GUI模块进行人机交互可视化设计，生成槽形凸轮曲线，导入UG中得到三维模型和工程图纸并加以制造。利用ADAMS虚拟样机仿真软件，分析采棉滚筒线速度与作业速度之比K对摘锭运动轨迹与采摘时间的影响，得出K和作业速度的合理取值范围。利用矢量方程图解法，分析脱棉盘转速与采棉滚筒转速、摘锭转速的匹配关系，得出其取值范围。为验证理论分析和优化高效采棉头的运动参数，搭建采棉头室内综合试验台，选取作业速度、摘锭转速、脱棉盘转速为试验因素，含杂率、撞落棉率、采净率和生产效率为试验指标，采用Box-Benhnken Design中心组合试验设计原理，利用DesignExpert软件对试验结果进行回归分析和响应面分析，得到最佳参数组合为：作业速度6.17km/h、摘锭转速4272r/min、脱棉盘转速2109r/min，最优参数组合下含杂率为8.78%、撞落棉率为1.59%、采净率为97.17%、生产效率为0.467hm2/h，并进行3次验证试验，得到平均含杂率为8.81%、撞落棉率为1.66%、采净率为97.21%、生产效率为0.467hm2/h，试验结果与理论结果基本相符。

摘要:针对杭白菊采摘耗费人力、采摘效率低等问题，设计了一种小型实用的梳齿往复式杭白菊采摘装置。根据杭白菊的生长特性和采摘要求，利用SolidWorks软件进行采摘装置的结构建模，该采摘装置利用梳齿梳脱和辊刷清扫作用以及曲柄摇杆机构的急回特性实现杭白菊的采收作业。为了获得该装置的最佳工作参数，进行了田间试验。首先，通过单因素采摘试验，确定了梳齿往复频率、梳齿间距、梳齿工作深度为影响采摘效果的3个主要因素；然后，以梳齿往复频率、梳齿间距、梳齿工作深度为试验因素，以杭白菊采摘率、含杂率、破损率和落地损失率为评价指标，进行了正交试验，试验结果表明：在梳齿往复频率40r/min、梳齿间距6.5mm、梳齿工作深度200mm的参数组合下，采摘效果最佳，此时，杭白菊的采摘率为92.47%，含杂率为11.07%，破损率为1.48%，落地损失率为1.41%。所设计的梳齿往复式杭白菊采摘装置获得到了较好的采摘效果。

摘要:为了提高种子重力分选机分选性能，降低设备使用调节难度，提出了种子进入分选台面的预分层工艺，设计了配套的分层喂料系统，计算确定了结构参数。在SolidWorks中建立了系统模型，采用SolidWorks-Simulation对模型工作应力和位移进行分析。采用SolidWorks-Flow Simulation对流场进行仿真和系统结构参数优化。在5TZX-50型重力分选机上进行试验，利用DesignExpert 软件进行Box-Behnken响应面分析，建立了性能指标与影响因素的数学回归模型，选出了气流速度为3.40m/s、振动频率为9.75Hz、导流板倾角为29.65°的最佳组合，该组合下除轻杂率和除重杂率试验值为95.12%和96.37%。试验表明，除杂率与目标优化预测值的误差不大于1.36%，分层喂料系统满足设计要求。

摘要:针对等径变距螺旋喂料结构出料量不稳的问题，在等距螺旋结构流量计算式的基础上，提出一种变距螺旋结构流量的计算方法，并推导出流量计算式。根据流量计算式，采用响应面法对变距螺旋结构进行螺距设计，以流量作为响应值，应用DesignExpert软件设计试验，得到螺旋喂料结构进料段最佳螺距组合为S1=0.35D，S2=0.60D，S3=0.85D，S4=D。根据所得的最佳参数组合，用SolidWorks软件建立螺旋喂料结构三维模型并导入EDEM软件，以小米物料进行离散元分析，仿真质量流量平均值为0.321kg/s，与变距实际计算流量值0.319kg/s的误差为0.627%，与实际要求流量值误差为3.7%，验证了变距流量式的可靠性和响应面设计的可行性，可为定量变距螺旋结构的设计计算提供参考。

摘要:为解决我国植保无人机实际作业过程中普遍存在的由空间位置定位精度不足和飞行参数不稳定造成的雾滴分布不均匀、重喷、漏喷等问题，以多旋翼无人机系统为平台，基于ROS(Robot operating system)和MAVROS构建了由协同计算机与开源飞行控制器组成的二级控制系统，结合基于RTK-GPS的绝对位置测量和基于激光雷达的相对距离探测方法，融合外部传感器与飞行控制器板载传感器数据对无人机状态估计进行修正，提高了无人机飞行参数和飞行轨迹的稳定性。为进一步提高植保无人机自主作业性能，基于ROS设计了飞行任务管理系统，实现了无人机精准自主任务点之间的直线飞行。真实飞行试验结果表明：无人机自主飞行过程中水平方向平均定位误差为0.145m，垂直方向平均定位误差为0.053m。

摘要:为解决目前轮式自走方捆打捆机行走速度自动控制问题，设计了一种基于工作负荷反馈的轮式自走方捆打捆机行走速度控制系统。分析了带传动无级变速装置的工作原理和控制特性，进行了控制系统的总体设计与液压回路设计，确定了无级变速装置传动比与油缸伸长量的数学模型。道路增、减负荷试验表明，在设置阈值为0.2km/h、允许偏差为0.1km/h时，最大动态偏差小于5%，最大余差小于1%，速度达到稳定所需调整时间小于5s。该控制系统根据机具模拟负荷自动控制行走速度，可实现自动行走控制与手动行走控制的切换，为轮式自走农业机械通用底盘行走速度的智能调节提供了参考。

摘要:猕猴桃喷雾授粉作业时，花蕊区花粉液沉积量是保证猕猴桃产量和品质的关键。构建了双流式喷雾授粉试验装置，分别采用沉积量测试和图像灰度分析的方法，分析了气压、液流量和喷雾距离对授粉沉积质量和径向分布特征的影响，确定了双流体喷嘴授粉的对靶喷施控制参数，并通过棚架式猕猴桃田间授粉试验，验证了采用沉积量下限参数作业时，双流式授粉方式对坐果率、单果质量和畸形率的改善效果。试验研究表明：在盛花期（单花花冠完全展开时）采用质量分数为0.1%的花粉液，单朵猕猴桃雌花花蕊区最少沉积42.9mg花粉液，才可保证猕猴桃充分授粉；双流体喷嘴采用气压0.20MPa、花粉液流量0.125L/min、喷雾脉冲时长0.1s、喷雾距离35cm等作业参数时，可提高花粉液在花朵柱头区的有效沉积，改善对靶授粉作业品质。田间试验表明：采用双流体喷嘴喷雾授粉的坐果率达86.7%，平均果实质量达91.5g，优于电动喷雾器和手动喷雾器授粉方式。

摘要:为了深入研究诱导轮内部的空化流动特性，基于诱导轮空化流动可视化实验台进行了一系列实验，获取了诱导轮的外特性、空化区发展过程以及相应的压力脉动特性。结果表明：流量越大，空化性能曲线越早发生断裂，但存在某个流量使诱导轮具备最佳空化性能；随着空化数的降低，空化首先发生于泄漏涡中，泄漏涡空化逐渐与泄漏流中的剪切层空化连成一片，形成稳定的泄漏空化区，流量越小，空化区面积越大，叶尖的压力脉动幅值也随着空化区面积增大而升高，由于空化区对称分布，压力脉动由叶片通过频率主导；进一步降低空化数时，开始出现各类空化不稳定现象，小流量下出现明显的回流涡空化，大流量下出现同步旋转空化，后者会引起大幅的压力振荡，同时会导致扬程部分下降。空化区进一步发展，导致大流量下发生低频轴向流动不稳定现象，空化喘振。空化区发展至叶轮出口时，影响出口液流角，诱导轮完全失去作功能力，发生空化性能断裂。

摘要:为预测区域尺度的玉米成熟期，以4d的MODIS叶面积指数产品（LAI）为数据源，选择黑龙江省、吉林省和辽宁省3省玉米为研究对象，结合农业气象资料和全球多模式集合预报资料（THOPREX interactive grand gloabal ensemble,TIGGE），采用积温-辐射和LAI曲线积分面积两种模型，提前10d对东北地区玉米成熟期进行逐日动态预测。结果表明，LAI曲线积分面积模型的预测结果在时效和精度上均为最优，该模型决定系数R2达到0.87，均方根误差（RMSE）为2.5d，并且有效地克服了当前成熟期预测方法空间分辨率低和预测时效性差等局限性。LAI曲线积分面积模型适用于大面积农作物成熟期预测。

摘要:提高径流小区数字地面模型精度是应用三维重建技术研究面蚀细沟间与细沟侵蚀过程的关键。以位于黑龙江省海伦市的中国科学院海伦水土保持监测研究站的裸地小区为研究对象，以验证点与控制点误差比和数字高程模型（Digital elevation model，DEM）误差为指标，优化Agisoft PhotoScan三维重建径流小区的处理参数，降低DEM误差。PhotoScan的精度参数和相机模型设置对DEM误差有较大影响。优化后的验证点与控制点误差比降低35%，改善了径流小区DEM对地面控制点的过度拟合。优化后的相机模型包含焦距、像主点、径向畸变、切向畸变等。基于单点和点云的验证结果表明，优化过程误差降低约40%。相对于默认参数设置下的验证点误差（20.0mm），优化后的验证点误差为11.0mm，与细沟侵蚀深度标准相当（沟深大于等于10mm），因此优化后的径流小区三维重建过程更适宜于细沟侵蚀过程的三维表达。

摘要:为探究无人机多光谱遥感技术快速监测植被覆盖下的土壤含盐量问题，以内蒙古河套灌区沙壕渠灌域内4块不同盐分梯度的耕地为研究区域，利用无人机搭载多光谱传感器获取2018年8月遥感影像数据，并对0~40cm〖JP〗的土壤进行盐分测定。分别引入敏感波段组、光谱指数组、全变量组作为模型输入变量，采用支持向量机（Support vector machine，SVM）、BP神经网络（Back propagation neural network，BPNN）、随机森林（Random forest，RF）、多元线性回归（Multiple linear regression, MLR）4种回归方法，建立基于3组输入变量下的土壤盐分反演模型，并进行精度评价，比较不同输入变量、不同回归方法对模型精度的影响，评价并优选出最佳盐分反演模型。结果表明，通过分析3个变量组的R2和RMSE，光谱指数组在4种回归方法中均取得了最佳的反演效果，敏感波段组和全变量组在不同的回归方法中反演效果不同。4种回归方法中，3种机器学习算法反演精度明显高于MLR模型，且MLR模型中的敏感波段组和全变量组均出现了“过拟合”现象，RF算法在3种机器学习算法中表现最优，SVM算法和BPNN算法在基于不同变量组的模型中表现也不相同。基于光谱指数组的RF的盐分反演模型在12个模型中取得了最佳的反演效果，R2c和R2v分别达到了0.72和0.67，RMSEv仅为0.112%。

摘要:为提高卫星遥感对裸土期土壤盐渍化的监测精度，以河套灌区沙壕渠灌域为研究区域，利用无人机多光谱遥感和GF-1卫星遥感分别获取图像数据，并同步采集土壤表层含盐量；将实测含盐量与无人机和GF-1卫星两种数据的光谱因子进行相关性分析，引入多元线性回归模型（Multivariable linear regression，MLR）、逐步回归模型（Stepwise regression，SR）和岭回归模型（Ridge regression，RR），分别构建盐渍化监测模型；采用改进的TsHARP尺度转换方法，将无人机数据建立的趋势面应用到GF-1卫星尺度上，经过转换残差校正，对升尺度结果进行定性和定量分析。结果表明：在两种遥感数据的光谱波段和盐分指数中，蓝波段B1、近红外波段B5、盐分指数SI、盐分指数S5和改进的光谱指数NDVI-S1与表层土壤盐分的相关性较好，相关系数均在0.3以上；在3种回归模型中，利用无人机多光谱影像数据和GF-1多光谱影像数据反演表层土壤含盐量的最优模型分别是SRU模型和MLRS模型；升尺度后土壤含盐量的反演精度高于直接采用卫星遥感数据反演的精度。本研究可为裸土期土壤盐渍化的大范围快速精准监测提供参考。

摘要:采用膜下滴灌棉花种植模式，在机械采摘过程中地膜易混入籽棉，对后续棉花加工影响极大。地膜无色透明且无荧光效应，常规方法很难识别。为了解决地膜的分选问题，提出一种基于短波近红外高光谱和深度学习的籽棉地膜分选算法。首先，针对高光谱图像中地膜与非地膜像素点光谱特征区分不明显的问题，利用堆叠自适应加权自编码器逐层提取与输出相关的低维非线性高阶特征；然后，将此高阶特征作为分类器的输入，采用粒子群优化的极限学习机实现初步分类；最后，对分类结果进行类型合并，运用形态学方法以及连通域分析，剔除误识别区域，得到优化后的地膜分类结果。经仿真试验及现场测试，算法对地膜识别率达到95.5%，地膜选出率达95%，满足实际生产需求。

摘要:为了快速、无损检测植物叶片叶绿素含量，基于叶绿素a和叶绿素b在光波长约660nm和460nm处有最大吸收峰的现象，设计了一种便携式植物叶片叶绿素含量无损检测仪。该检测仪主要由单片机、光源模块、光传感器、电源模块和输入输出模块等组成；其软件采用Keil C51编写，主要包括主函数、按键子函数、光采集子函数、数据处理子函数、显示子函数等。以菠菜、大青菜和油麦菜为试验对象，研究了460nm和660nm处植物叶片的吸光度与叶绿素含量之间的关系，结果表明，随着叶绿素含量的增加，吸光度增大，其关系可用二元一次方程描述（决定系数为080）。与分光光度法相比，本文设计检测仪的叶绿素含量检测误差为-0.32~0.20mg/g，平均绝对误差为0.14mg/g；与SPAD-502型叶绿素仪相比，本文设计检测仪的SPAD值绝对测量误差为-3.3~1.8，平均绝对误差为1.1，且成本低，响应时间小于2s。

摘要:为探索作物生长监测诊断仪（CGMD-402型）在作物长势监测应用中的精准性与适用性，连续2年在不同氮肥水平下进行不同玉米品种的实验。使用作物生长监测诊断仪采集冠层归一化差值植被指数（Normalized differential vegetation index，NDVI）、比值植被指数（Ratio vegetation index，RVI），并同步以ASD FR-2500型野外高光谱辐射测量仪获取冠层光谱反射率，构建NDVI、RVI高光谱植被指数；通过对比两种仪器获取的植被指数特征及其定量关系，评价CGMD-402型作物生长监测诊断仪监测精度；基于CGMD-402型作物生长监测诊断仪获取的NDVI、RVI，建立叶面积指数（Leaf area index，LAI）监测模型，并对模型监测精度进行验证。结果表明：玉米冠层NDVI、RVI随施氮量增加而增加，增加幅度分别为8.20%~36.59%、4.40%~25.16%；CGMD-402型作物生长监测诊断仪与ASD FR-2500型野外高光谱辐射测量仪获取的NDVI、RVI相关系数分别为0.991、0.985，决定系数分别为0.983、0.969，说明CGMD-402型作物生长监测诊断仪具有较高的监测精度，可替代ASD FR-2500型野外高光谱辐射测量仪获取NDVI、RVI指数；利用CGMD-402型作物生长监测诊断仪获取NDVI、RVI，建立LAI监测模型的决定系数分别为0.911、0.898；以独立数据对模型精度进行验证，模型预测值与田间实测值间决定系数分别为0.963、0.954，相对误差分别为6.65%、9.37%，表明二者具有高度一致性。研究表明，利用作物生长监测诊断仪能有效监测玉米不同品种LAI动态变化，可以替代AccuPARLP-80型植物冠层分析仪获取玉米LAI数据。

摘要:研究东北森林带景观格局及演变，对评估我国东北地区生态安全具有重要意义。以东北森林带为研究区，选取2000年、2005年、2010年、2015年的MODIS遥感影像，将东北森林带景观类型划分为森林、草地、湿地、农田、人工表面和其他用地6类。对东北森林带2000—2015年景观格局变化进行生态系统结构、生态系统转换方向、景观指数变化分析，运用MCE-CA-Markov模型，模拟2020年东北森林带景观格局变化趋势。研究结果表明：15年间，生态系统整体呈稳定状态，前10年生态系统改善趋势较强，后5年转变趋势变缓。人工表面逐年增加，城市化进程有所加快；草地的破碎化在15年间有所加剧，而森林的破碎化程度较低且变动较小；运用MCE-CA-Markov模拟景观格局演变是可行的，模拟东北森林带2015年景观格局结果与MODIS分类结果一致，Kappa系数为0.9181，相对精度达到80.88%；预测结果显示，2020年东北森林带的森林、农田比例将进一步下降，草地、人工表面比例进一步上升。研究表明东北森林带的生态环境恢复和重建将面临较大压力。

摘要:应用地统计学和地理信息系统方法，分析内蒙古自治区巴彦淖尔市磴口县地下水埋深对景观格局演变的响应。首先，通过半变异函数模型分析了磴口县地下水埋深的空间异质性特征，进而利用克里金插值对研究区2008、2016年的地下水埋深空间分布进行了拟合；其次，基于磴口县2008年与2016年的景观格局分布数据，研究了其景观格局演变特点；最后利用GIS叠加分析手段，将地下水埋深变化与景观格局演变数据进行耦合，分析了地下水埋深对景观格局演变的响应机制。研究结果如下：①空间上，磴口县地下水埋深大体遵循由东北向西南逐渐加深的趋势，研究时段内其空间异质性呈上升趋势，空间异质性中的随机扰动增强。②县域主要景观类型为林地，其次为沙地、裸地与水体，研究时段内建筑用地与水体增加明显，耕地与沙地略有减少。③景观格局演变对地下水埋深有较明显的影响，建筑用地的扩张使其加深，地表灌溉系统的不断完善使其上升。总体来看，磴口县地下水资源利用效率有较明显的提高。

摘要:以乔木林地上碳密度为研究对象，基于调查获取的乔木林地上碳密度、Landsat 8多光谱影像及DEM数据，提取植被指数、纹理特征、主成分变换因子、缨帽变换因子和地形因子作为建模变量，采用皮尔森相关系数法、结合平均残差平方和准则法对变量进行筛选，采用协同克里格插值和地理加权回归方法构建乔木林地上碳密度模型，分析对比两种方法的估算效果。结果表明：地理加权回归法构建的估算模型精度（R2为0.74，RMSE为6.84t/hm2，MAE为5.13t/hm2，RE为0.74%）优于协同克里格插值法（R2为0.47，RMSE为9.72t/hm2，MAE为7.41t/hm2，RE为0.12%），并且较好地保留了估算变量的空间异质性，变异系数分别为0.5372、0.4968，可获得较高的估算精度。本研究可为大尺度范围内的乔木林地上碳密度及其他森林参数的估算提供参考。

摘要:为了解决单基线PolInSAR在更宽的森林高度范围内反演森林高度误差大的问题，提出了多基线PolInSAR的基线选择方法。使用JPL/NASA于2016年2 月27日在加蓬森林区域获得UAVSAR L波段5个轨道的多基线全极化PolInSAR数据反演森林高度，基于相干分离最大算法(Maximum coherence difference，MCD)使复相干达到最大分离，改进PROD方法与ECC方法，并对这两种方法进行对比分析，同时使用NASA于2016年3月4日获取的激光雷达数据LVIS RH100验证反演的森林高度。通过绘制两种基线选择方法对应的kz、冠层复相干幅度与LVIS RH100的密度图来评估ECC方法和PROD方法选择基线的差异，并结合获得的森林高度图、误差图、密度图，分析对比两种基线选择方法的优劣。反演的森林高度出现低估高大森林（误差为负值）、高估低矮森林（误差为正值）的现象，同时低矮与高大森林区域的误差较大，且ECC方法的低估或高估的程度比PROD方法大，精度低于PROD方法。ECC方法将相干区域的线性程度作为判断标准，PROD方法综合考虑了复相干的相干分离程度(相干直线的拟合效果)与复相干幅度，在一定程度上缓解了ECC方法低估高大森林与高估低矮森林的问题，反演的森林高度优于ECC方法，精度比ECC方法提高了9.63%。PROD方法更适用于反演低矮与高大森林，ECC方法更适用于反演中等高度的森林。

摘要:生成式对抗网络是基于对抗过程生成数据模型的新框架，它能够生成高质量的图像数据，为解决小样本数据、非均衡数据分析等提供了行之有效的方法。菌菇作为重要的真菌之一，其种类繁多，数据长尾分布、非均衡性等为其表型智能化识别与分类带来了困难。针对蘑菇表型数据，设计了一个高效的蘑菇表型生成式对抗网络MPGAN。研究了菌菇表型数据生成技术，设计了用于菌菇表型数据生成的生成式对抗网络结构，系统分为模型训练和表型图像生成两个模块。为了提升生成质量，使用Wasserstein距离和带有梯度惩罚的损失函数。利用开源数据和私有数据集测试学习率、处理所需的批次数EPOCH与Wasserstein距离。系统生成的菌菇表型数据为后期菌菇数据分类与识别提供了大数据基础。

摘要:为实现低成本无损精确测定叶片面积，基于运动恢复结构算法获取点云，提出了一种融合叶片点云分割、表面重建及叶片面积无损估测等过程的植物叶片面积提取方法。首先，基于运动结构恢复算法，以智能手机获取的可见光图像重建植物的三维点云；其次，为了还原叶片表面形状，基于HSV颜色空间，使用阈值分割法去除叶片点云的噪点；使用K-means聚类算法对点云的三维坐标矩阵进行分类，实现单片叶片点云的分割；基于滚球算法重建叶片的表面网格模型；最后，通过计算网格面积求得叶片面积。与常规叶面积测定方法进行了对比，本文方法的计算结果与扫描叶片法测定值相比平均误差为1.21cm2，误差占叶片面积的平均百分比为4.67%；与叶形纸称量法测定值相比平均误差为1.41cm2，误差占叶片面积的平均百分比为6.05%。结果表明，本文方法成本低、精确度高，可满足植物叶片面积无损精确测定的需求。

摘要:为了监测种鸡行为、了解鸡群的健康状况，实现本交笼养下种鸡个体行为的自动识别，设计了一种基于九轴加速度传感器和蓝牙无线传输的本交笼种鸡个体行为实时监测系统。采用小波sym降噪对原始数据预处理，根据不同行为的加速度曲线波动性提取加速度数据特征值，利用K-means聚类算法对行为特征进行识别，得到稳定的聚类中心；进行了加速度传感器读写距离测试和以充电宝、锂电池作为供电设备的供电情况对比；同时利用视频监控验证种鸡的5种行为。结果表明，该系统能够快速且连续不间断地采集本交笼种鸡个体行为信息，准确识别种鸡个体的多种行为，采食行为平均识别精度为94.31%，饮水行为平均识别精度为92.53%，打斗行为平均识别精度为84.03%，交配行为平均识别精度为72.00%，振翅行为平均识别精度为9231%。本研究有助于无损、快速识别种鸡个体行为，为本交笼养模式配套设施设备优化设计和高效管理提供科学依据。

摘要:为了准确识别屠宰加工中肉鸡的击晕状态，提出了一种基于快速区域卷积神经网络的肉鸡击晕状态检测方法。对输入图像进行归一化处理，通过卷积神经网络（VGG16）提取肉鸡的卷积特征图，利用区域建议网络提取预测框，在卷积特征图上采用非极大值抑制算法去除重复表述的预测框；将所得的各预测框映射到卷积特征图上，得到预测框在卷积特征图上的候选区域，将其输入感兴趣区域池化层；通过感兴趣区域池化层将大小不一的候选区域进行池化操作、得到统一的输出数据，最后通过全连接层与柔性最大值分类器，输出各击晕类别的概率和预测框的坐标。将2319个样本图像按2∶1的比例随机分为训练集与测试集，对模型进行训练与实验验证。结果表明，本文建立的基于Faster-RCNN的肉鸡击晕状态分类模型对773个测试集肉鸡样本击晕状态分类的总准确率达到96.51%，对肉鸡击晕状态的预测速度可达每小时37000只，基本满足肉鸡屠宰生产线要求。

摘要:鱼的行为变化除了可以反映其自身健康状况外，还对分析水质变化具有重要意义，而精确、快速的鱼体目标检测是行为变化分析的基础。针对现有多目标鱼体检测算法存在检测定位精确度低的问题，提出了一种简单、有效的多目标鱼体对象提议检测算法。提取鱼体图像的骨架和边缘信息，制定新的窗口打分策略生成候选窗口，训练PCA卷积核提取鱼体图像前景和背景特征，利用支持向量机（Support vector machine,SVM）识别得到鱼体目标所在的候选窗口，运用非极大值抑制算法剔除冗余窗口完成目标检测。实验表明，基于新的窗口打分策略生成的候选窗口比Edge Boxes算法得到的候选窗口具有更高的召回率，召回率最高可达96.9%，对候选窗口的最高识别准确率可达95.71%。通过本文算法和Edge Boxes-PCANet算法得到的漏检率、误检率和平均检测时间表明，本文算法的综合表现更优，说明本文算法可以高效精确地实现多目标鱼体检测。

摘要:为探究适宜的水稻节水灌溉模式，于2016—2017年在蒸渗测坑内进行水稻栽培试验。基于2年试验数据对SWAP-WOFOST模型进行参数的率定与验证，基于1956—2015年60年的降雨资料完成丰、平、枯3种年型的分组，同时改进了SWAP的灌溉排水模块以适应本地化的灌排需求，并由率定后的模型模拟了丰、平、枯3种年型下4种节水灌溉模式的稻田水分运移及水稻生长过程，通过对比不同水文年型下田间水分管理及水稻产量的差异，分析了4种节水灌溉模式的节水、减排与高产效果。结果表明：经率定的SWAP-WOFOST模型可以较好地模拟干湿交替条件下稻田水分运移和水稻生长过程；节水灌溉技术可以减少灌排水量与灌排次数，减少水稻的生理需水和田间渗漏，并能够维持水稻高产，提高水分利用效率；60年模拟期内，控制灌排的灌溉水分生产率在丰、平、枯3种年型下分别为5.52、4.65、3.83kg/m3，各年型下均为最高，控制灌溉的作物水分生产率在丰、平、枯3种年型下分别为2.45、2.31、2.06kg/m3，各年型下均为最高。应用熵权TOPSIS模型对水稻节水灌溉技术方案进行评价优选，结果表明，在保证产量的前提下控制灌排模式具有稳健的节水省工效果。

摘要:为探究水肥多因子耦合对樱桃番茄生长、产量、品质等方面的综合调控效果，获取最适水肥因素组合，以灌水量、施N量、施K2O量、施CaO量为试验因子，进行正交旋转组合设计，利用多层次模糊评判方法对表征樱桃番茄生长的4类因素及14类子因素进行综合评判，构建水肥多因子对樱桃番茄综合生长的调控模型。结果表明：当其他因素为中间水平时，樱桃番茄的综合生长随灌水量增加呈线性关系，随施N量、施K2O量、施CaO量的增加均呈开口向下的抛物线关系；灌水量与施K2O量及施CaO量均呈负交互效应；多因子耦合作用中，灌水量、施N量、施K2O量、施CaO量编码值为1682、0、-0744、-1223更有利于樱桃番茄的综合生长；对于不同水平施CaO量而言，灌水量、施N量、施K2O量、施CaO量编码值为1.682、0.521、0.071、-1最有利于樱桃番茄综合生长。灌水量为补充至灌溉上限用量的91.34%~100%、施N量为12.26~13.50g/株、施K2O量为2.92~5.13g/株、施CaO量为2.69~4.39g/株时，多层次模糊综合评判指数有最优区间，最有利于樱桃番茄的综合生长。

摘要:为探索简易塑料草莓大棚的人工智能种植，根据关中地区简易大棚的特点构建了大棚环境感知、计算机后台种植模型智能处置决策、用户手机微信告知及执行检查评价等环节的简易大棚物联网架构，开发智慧种植管理系统。该系统基于标准化技术体系分期给用户下达工艺单，基于环境感知由后台计算机给每个种植户下达处置要求，实施区应用效果良好，单个大棚产量和收入分别提高79.7%和169.6%，农药残留和药物资金投入分别降低15.6%和23.5%，节约灌水量29.8m3，水分产量利用效率和水分经济利用效率分别提高137.6%和255.4%。

摘要:为阐明不同水氮管理模式下玉米叶片衰老过程对玉米中氮素转移的影响，进行了大田试验，通过设置3个灌溉水平（150、300、450m3/hm2）和4个施氮水平（0、180、220、260kg/hm2），探究不同水氮组合下玉米叶片衰老启动时间、叶片衰老速率、最大绿叶衰减速率出现时间及叶片衰老过程对叶片氮转移效率和籽粒灌浆过程的影响。结果表明：各处理叶片衰老启动时间均发生在吐丝后10d左右，其受灌水和施氮影响较小；在灌水充足条件下，增加施氮量可以降低叶片衰老速率，延长最大绿叶衰减速率出现时间；施氮量相同时，随灌水量增加吐丝期叶片氮素积累量呈先增加、后减小的趋势；在一定范围内，叶片氮转移效率随最大绿叶衰减速率出现时间的增加而提高，最高可提升25.78个百分点；籽粒灌浆速率呈先慢后快、最后趋于平缓的变化规律，且在吐丝后30～40d达到最大，延缓叶片衰老速率有助于提高百粒质量；当灌水量为300m3/hm2、施氮量为260kg/hm2时，最大绿叶衰减速率出现时间为吐丝后48.90d，叶片氮转移效率最高，百粒质量最大，是最佳灌水、施氮组合。

摘要:为探明控制灌排条件下旱涝交替胁迫对水稻不同生育阶段荧光参数和光合特性的影响，以农田水位为调控技术指标，采用蒸渗测坑进行水稻栽培试验，在分蘖期、拔节孕穗期、抽穗开花期、乳熟期分别设置先旱后涝胁迫（HZL）、先涝后旱胁迫（LZH）2种旱涝交替胁迫模式，测定叶片相对叶绿素含量（SPAD）、主要荧光参数及光合指标的变化。结果表明，旱涝交替胁迫会减少SPAD，其中HZL处理产生的抑制作用更强；分蘖期、拔节孕穗期旱涝交替胁迫光能转化效率、光化学淬灭系数、最大潜在电子传输速率、光饱和点、净光合速率、潜在水分利用效率等荧光参数和光合指标可以恢复甚至超过对照水平，而在抽穗开花期、乳熟期产生不可逆的影响；旱涝交替胁迫下蒸腾速率、气孔导度分别在分蘖期、乳熟期受到抑制，拔节孕穗期得到促进；HZL处理提高了非光化学淬灭系数，其他主要荧光参数和光合指标HZL低于LZH处理。水稻分蘖期、拔节孕穗期LZH处理对光合作用的补偿作用更大，抽穗开花期、乳熟期HZL处理对光合作用的抑制作用较LZH处理更明显，因此，在水稻生育后期应尽量避免重度的旱涝交替胁迫，尤其要避免发生旱涝急转。

摘要:为有效防止坡耕地耕层质量退化，以红壤小流域典型种植制度坡耕地耕层为研究对象，采用耕层质量指数法（Cultivatedlayer quality index,CLQI）分析了坡耕地耕层质量变化特征，基于聚类和主成分分析法划分了耕层障碍类型，并定量辨识了耕层质量环境影响因子作用特点。结果表明：红壤小流域坡耕地耕层土壤属性参数变化特征差异明显（P<0.05），其中耕层平均厚度为(18.88±3.17)cm，接近作物生长适宜厚度；土壤饱和导水率为（3.39±2.6）mm/min，耕层土壤入渗及持水性能略低；平均pH值为5.06±0.64，土壤呈弱酸性；土壤全量养分贫瘠，速效养分含量丰富。小流域坡耕地耕层质量总体处于合理水平，但存在明显退化趋势，以合理耕层（Ⅲ级）为主（占72.2%），较不合理耕层（Ⅳ级）占22.2%，中度合理耕层（Ⅱ级）占5.6%；不同坡位耕层质量指数由大至小依次为坡下（0.482）、坡上（0.454）、坡中（0.444）。红壤坡耕地耕层类型可划分为粘重板结型障碍耕层、养分贫瘠型障碍耕层、水分限制型障碍耕层、土壤酸化型障碍耕层、薄化型障碍耕层和无障碍耕层6类；粘粒含量、土壤有机质含量、土壤饱和导水率、pH值和耕层厚度可作为耕层障碍类型诊断及调控指标。红壤坡耕地耕层质量关键性环境影响因子为有效土层厚度、单位面积坡耕地化肥施用量、坡向和耕作方式，施有机肥、深松耕作和秸秆覆盖具有明显调控效应。研究结果可为红壤坡耕地耕层土壤有效恢复、调控途径拟定及坡耕地合理耕层构建技术选择提供理论指导。

摘要:针对目前土壤介电计算模型适应性差等问题，基于双线性理论构建了双线性介电计算模型。为探究双线性介电计算模型对土壤介电测量的适应性，选用7种不同质地土壤分别配置0、5、10、15、20、25、30cm3/cm3体积含水率，在0.001～3GHz频域内进行不同含水率下介电谱测量。分析发现，该模型介电谱可很好地反映土壤不同含水率下混合介质的介电特性；土壤含水率介电法测量理想频率点为1.50288GHz。在理想频率点上，基于复介电常数实部和视在介电常数构建了2个土壤含水率频域测量经验公式，通过试验数据分析，土壤含水率复介电实部测量式的计算值与干燥法含水率测量值对比，两者R2为0.9126，RMSE为0.0294cm3/cm3、RPD为3.343；土壤含水率视在介电测量式计算值与干燥法含水率测量值对比，两者R2为0.8907，均优于其他3种经典公式（Topp公式、Roth公式、Malicki公式）。双线性介电计算模型对土壤介电常数计算有良好的适应性，基于该模型建立的土壤含水率频域测量式对土壤含水率有较高的测量精度。

摘要:为利用遥感信息提取技术实现流域大尺度范围的土壤重金属运移估算，对大夏河流域进行采样调查，通过分析大夏河流域及其支流的土壤和水体样品，测定重金属As、Cd、Cr、Cu、Pb的含量和分布特征，结果表明，5种重金属含量从大到小依次为Cr、As、Cu、Pb、Cd。根据流域河网分形特征，提出采用分布式运移模型估算大夏河流域的重金属运移量。应用GIS技术，采用网格法对大夏河流域及其子流域进行分维数提取并修正，其水系分维值为1.0163，小于1.6，判定大夏河流域地貌处于幼年期。对流域的相似性进行了建模验证与分析，并根据相似流域分维值和径流数据拟合关系，研究子流域径流量，进一步估算分布式重金属运移量，通过对比SCS-CN模型估算量进行验证。大夏河流域重金属As、Cd、Cr、Cu、Pb的运移量估算结果为0.6710、0.2099、6.2816、1.7465、1.8377t/a。

摘要:以麦秸为研究对象，利用碱处理、微波处理、酸处理和水热处理等手段制备不同预处理的麦秸样本，探究其微观结构、化学组分变化以及Pb2+吸附效果差异，以期为研究麦秸Pb2+吸附机理、提高吸附效果提供理论依据。结果表明：经水热、硫酸、磷酸-双氧水、微波、碱和碱-双氧水等不同理化预处理的麦秸，其Pb2+吸附量分别为1.01、1.51、3.99、6.57、9.56、9.76mg/g。酸性条件可以有效去除半纤维素，微波处理对麦秸组分的改变相对较弱，碱性条件主要有利于去除木质素，双氧水进一步增强了对木质素的降解作用。定量分析结果表明，麦秸化学组分质量分数与Pb2+吸附量存在一定量化关系，其中半纤维素质量分数与Pb2+吸附量间呈正相关，木质纤维组分影响麦秸Pb2+吸附的重要性从大到小依次为：AIL（酸不溶木质素）、半纤维素、木质素、其他组分、纤维素、ASL（酸溶木质素），表明半纤维素和木质素在麦秸Pb2+吸附中占据权重最高。

摘要:碧根果在生产加工过程中易酸败，误食会对人体造成多方面危害。针对此问题，提出一种基于多特征融合和水平集的碧根果品质检测方法。以薄壳碧根果为研究对象，首先，对采集的原始图像进行预处理，解决目标对象与背景区域比例不匹配问题；然后，通过改进边缘指示函数的自适应距离正则化水平集算法（Distance regularized level set evolution, DRLSE）对图像进行感兴趣区域（Region of interest, ROI）分割，最后提取图像灰度直方图统计特征、灰度共生矩阵、Tamura和局部二值模式等多特征，并进行融合分析，建立支持向量机（Support vector machine, SVM）判别模型，实现碧根果无损品质检测。试验采集了200个正常、酸败碧根果样本图像，对其进行图像酸败及多特征分析。结果表明，采用本文方法判别碧根果酸败的分类准确率高达96.15%，在此基础上识别碧根果酸败程度，平均识别率为90.81%。

摘要:为快速无损检测生鲜鸡肉糜中超量添加的大豆蛋白含量，采集了鸡肉糜中掺杂的3种典型大豆蛋白的高光谱图像。在鸡肉糜中分别掺入质量分数0~30%的大豆蛋白粉（SPF）、大豆浓缩蛋白（SPC）和大豆分离蛋白（SPI），并于可见-近红外（400~1000nm）光谱范围采集样品的高光谱图像，基于波段运算提取感兴趣区域的平均光谱，建立了原始及预处理光谱的偏最小二乘回归（PLSR）定量模型，发现模型对SPC预测效果最优（R2p=0.9984）、SPF次之、SPI最差。进一步利用二维相关光谱（2DCOS）自相关峰提取特征波长，建立的多光谱模型对于3种大豆蛋白的检测限分别可达0.53%、0.58%和1.02%。将以上多光谱模型应用到原始光谱图像，实现了不同大豆蛋白及其掺假梯度的可视化表征。

摘要:大豆亲脂蛋白（Lipophilic protein, LP）和羟丙基甲基纤维素（Hydroxypropyl methylcellulose, HPMC）在中性条件下（pH值74）复合后，可自发组成LP-HPMC复合物，但仍有部分未自组装的LP和HPMC存在于溶液中，目前仍无法实现LP-HPMC最大程度复合以及最多结合位点的目标。采用荧光光谱和红外光谱研究了不同超高压处理对LP-HPMC复合程度以及作用力的影响，采用乳化活性和乳化稳定性测定、表面疏水性分析、动态光散射粒度分析等解析了超高压对LP-HPMC结构变化与功能性质表达的构效关系。结果表明：LP-HPMC复合物通过非共价相互作用结合，蛋白二级结构发生相应改变。当压力为400MPa时，复合物有最大的溶解度和最小的表面疏水值，分别为41.1%和57.832，此时乳化活性和乳化稳定性指标也最佳。

摘要:采用大豆分离蛋白-乳清分离蛋白(SPI-WPI)作为乳化剂制备O/W（水包油）乳液，通过测定粒径、Zeta电位、乳化活性指数、乳化稳定性系数、乳液稳定性系数、扫描电镜、流变等指标，探究不同蛋白混合比例及浓度对复合乳液稳定性及流变特性的影响。结果表明：当SPI-WPI乳液蛋白质量分数为2.0%、SPI与WPI质量比为1∶9时，乳液体积平均粒径最小，为288.56nm，Zeta电位绝对值达到最大，为35.0mV，乳化活性指数最大，为108.23m2/g，乳化稳定性指数最大，为3.78471min，稳定性系数最大，为93.59%，此时乳液稳定性最好。当SPI-WPI乳液蛋白质量分数为2.0%、SPI与WPI质量比为9∶1时，乳液的粘度最大，乳液的剪切应力最大，流变特性较好。添加乳清分离蛋白增大了乳液的稳定性，降低了乳液的粘度和剪切力。

摘要:改变蛋白质聚合结构是获得蛋白质不同功能性质的有效手段。研究了低pH值（1.5~3.5）条件下大豆蛋白各主要成分（可溶性大豆蛋白、7S、11S、酸性亚基、碱性亚基）热致凝胶的聚合类型。通过流变特性、质构特性、聚合物形态和聚合驱动力的结果可以看出，多数大豆蛋白组分在pH值2.0时形成柔长细链状的细链凝胶，7S和酸性亚基纤维化明显，pH值3.5处多为颗粒形、短簇片状的颗粒凝胶；细链凝胶表观粘度降低幅度较颗粒凝胶大，硬度相对较低；细链凝胶的主要驱动力以非共价键的疏水相互作用为主，颗粒凝胶的主要驱动力以共价键二硫键为主。

摘要:为提高多轮轮毂电机驱动车辆动力学综合控制性能，提出了一种基于分层模型的直接横摆力矩控制策略。上层为运动跟踪控制层，设计了基于车轮转角的前馈控制器，对车辆横摆角速度稳态增益进行调节，同时将滑模控制进行改进，设计了滑模条件积分控制器进行反馈控制，使横摆角速度追踪其期望值；下层为转矩优化分配层，基于稳定性优先原则，建立了以减小轮胎负荷率为目标的优化函数，并且将控制分配问题转换为二次规划问题进行求解。依托某型8×8轮毂电机驱动样车进行实车试验，结果表明，在连续转向工况和双移线工况下，所提出的控制策略使车辆最大横摆角速度偏差分别降至理想横摆角速度的6%和9%以内。此外，该策略能够有效控制轮胎负荷率，实现转向行驶时的转矩优化分配，改善了车辆操纵稳定性。

摘要:针对重型车辆电液复合转向系统（Electrohydraulic hybrid steering system，EHHS）无人驾驶模式下的转向跟踪控制问题，首先建立了考虑EHHS系统参数不确定性及外界干扰影响的转向系统完整非线性动力学模型；然后提出了一种自适应双闭环转向跟踪控制策略，外控制环设计参数自适应率，以有效适应模型参数摄动，采用改进滑模控制计算期望转向力矩，内控制环则利用PI控制转向电机电流，实现对期望转向力矩跟踪；最后利用Matlab/Simulink对EHHS系统模型以及提出的控制策略进行仿真验证。结果表明，提出的自适应控制可有效缩短EHHS系统转角跟踪阶跃响应反应时间，降低转向轮角度跟踪误差，并保证转角跟踪精度不受系统参数摄动的影响，有效提高了EHHS系统无人驾驶模式下的转向跟踪控制性能。

摘要:针对轴向柱塞泵配流盘吸油和排油切换过程中，存在闭死压缩和闭死膨胀，产生气穴现象和压力正超调和负超调，引起流量脉动的问题，设计了2D（二维）双联活塞泵。利用活塞的旋转进行配流，且活塞的配流槽两两对称分布，可双向配流，省去了独立的配流机构，零遮盖的配流方式消除了闭死压缩和闭死膨胀的影响。利用两个活塞串联的方式，消除流量叠加时产生的结构性流量脉动。建立了瞬时流量和压力特性数学模型，分析了各项结构参数与腔内压力和出口流量之间的关系，得出配流面积是影响流量脉动的主要因素。最后，搭建实验平台，制作样机，并对样机进行测试。实验结果表明，该样机容积效率可达96%，流量脉动为6.3%，说明2D泵的结构能获得很高的容积效率，且利用旋转配流以及双活塞串联的方式能够有效地降低流量脉动。优化结果表明，加入阻尼槽结构的配流窗口，进一步降低了流量脉动。

摘要:基于具有2R1T和2T1R运动模式的并联机构，在其动平台上串联平面平行四边形机构后，提出了一种混联变自由度支链，分析了串联变自由度支链和混联变自由度支链的运动模式。采用旋量理论分析了具有串联和混联变自由度支链的机构在运动模式变换过程中的自由度特征，验证了该机构在不同运动模式下驱动副选取的合理性。在机构自由度和机构驱动副选取合理性分析时，选取不同的杆件作为动平台，简化了分析过程。结果表明，该含有混联变自由度支链的并联机构具有3T、2T1R和2R1T运动模式，当该机构在上述3种运动模式的一般位形下，3个驱动副可以实现对机构的控制。机构在从3T运动模式变换为2T1R运动模式时，机构需通过3T1R瞬时自由度位形；机构在从2T1R运动模式变换为2R1T运动模式时，机构需通过2R2T瞬时自由度位形。当该机构在运动模式变换时，处于3T1R或2R2T瞬时自由度时，机构处于约束奇异位形，需增加1个辅助驱动副，以实现机构运动模式的变换。该机构使用较少的驱动副可以实现多种运动模式，运动模式变换时不需对机构进行重新组装，可以快速实现机构重构。

摘要:针对视觉抓取木板机器人的Eye-in-Hand视觉与机器人本体之间关联的手眼标定问题，提出了基于标定方程的求解优化。首先通过机器人带动相机以多个不同位姿观测标定板，得到多个标定方程，采集一次数据建立一个标定方程，再对所有标定方程运用Kronecker product算法和最小二乘法求解。为避免误差传递，将得到的解作为优化初始值，建立雅可比矩阵、误差函数，并采用Levenberg-Marquardt算法对初始值优化，得到精确解。在ROS系统中搭建仿真试验平台，通过3D可视化工具Rviz验证了标定结果的有效性。标定结果的精度分析表明，相同采集图像数量、不同噪声水平下，本文标定方法位置解精度比传统标定方法平均提高了30%；同一噪声水平、不同采集图像数量下，本文标定方法位置解精度比传统标定方法平均提高了31.1%。木板抓取试验结果表明，视觉系统抓取定位精度比传统标定方法平均提高了39.2%，抓取成功率为96.2%。