摘要:基于遥感分类实现高精度的土地利用和土地覆被制图是研究热点问题。近年来，以卷积神经网络为代表的深度学习在计算机视觉领域取得了长足发展，同时也被引入到土地利用/覆被遥感制图领域。相比于经典机器学习，深度学习的优势表现为能够自适应提取与分类任务最相关的特征，其缺陷表现为分类精度的提高依赖于海量标签样本。基于深度学习在土地利用/覆被分类中日益增多的研究成果，本文从样本、模型、算法3个角度对其研究进展进行综述。在样本方面，归纳总结了常用的土地利用/覆被样本集，并分析了上述样本集的学术影响力；在模型方面，综述了土地利用/覆被分类中常用的深度学习模型，包括卷积神经网络、循环神经网络、全卷积神经网络等的最新研究成果；在算法方面，综述了样本稀疏条件下的土地利用/覆被分类算法的最新研究进展，具体包括主动学习、半监督学习、弱监督学习、自监督学习、迁移学习等。最后从样本、模型、算法3个角度对未来研究方向进行展望，通过构建大规模遥感样本数据集、持续优化深度学习模型结构、提升样本稀疏条件下深度学习模型的时空泛化能力等研究，可以进一步改善土地利用/覆被分类效果和精度。

摘要:水稻生产田间管理机械自动跟踪水稻行是提高水稻生产田间管理自动化程度的关键。为避免田间管理机械碾压水稻行，本文融合机器视觉和2D激光雷达信息识别水稻行，并进行水稻行跟踪导航控制。首先分别利用机器视觉和激光雷达提取水稻行中心点，并统一空间坐标和目标区域，再采用稳健回归算法拟合水稻行中心线，获取导航基准线并计算出导航参数。然后设计了预瞄追踪PID控制器，最后搭建了水稻行跟踪导航试验平台并进行试验研究。试验结果表明，跟踪模拟水稻行的曲线导航试验标准差为27.51mm；跟踪机械移载的水稻行导航试验横向偏差标准差为43.03mm，航向偏差标准差为3.38°。

摘要:为解决果园苹果采后运输设备自主导航模式单一、无法在任意点起步或停车等问题，设计了一种双导航模式小型果园运输机器人，可根据需求选择行人引领导航或定点导航。根据选择的导航模式，采用基于OpenPose人体姿态识别的目标跟踪控制方法或基于RTK-GNSS（Real time kinematic-global navigation satellite system）的距离-方向控制方法，实现果园环境下的行人引领导航和定点导航。该运输机器人以额定负载为200kg、速度为0.5m/s的条件参数在果园自主作业时，行人引领导航模式下目标跟踪误差平均值小于9cm，其标准差小于4cm；定点导航模式下到达目标点的相对误差小于13cm，其标准差小于1.5cm，绝对误差小于7cm，其标准差小于0.5cm；定点导航模式下机器人急停避障的行驶路径与理想行驶路径间的横向偏差小于56cm，航向偏差小于8°。试验结果表明，该机器人能满足果园自主运输和安全避障的需求。

摘要:针对深松整地装备应用于海南省热带农业区香蕉地时，存在作业阻力大、松土面积小及地表平整度差等问题，本文基于海南香蕉地砖红壤土的物理特性，设计一种可有效降低作业阻力的斜柄折翼式深松铲。运用离散元法建立3层土壤颗粒虚拟仿真土槽模型，使用Hertz-Mindlin with JKR接触模型进行了斜柄折翼式深松铲与直柄凿式深松铲的作业性能对比仿真。结果表明，在确保深松效率的前提下，进行了深松铲最佳作业速度仿真试验，得出斜柄折翼式深松铲的最佳作业速度区间为3.24~3.96km/h；相较于直柄凿式深松铲，斜柄折翼式深松铲工作阻力降低了16.2%，地表平整度提高了25.9%，深松后沟槽宽度减小了36.3%；田间试验结果表明，斜柄折翼式深松铲和直柄凿式深松铲在耕作阻力、地表平整度、深松沟槽宽度实测值与仿真值之间的误差不超过2%，仿真结果可靠性高。仿真分析与田间试验表明，相较于直柄凿式深松铲，斜柄折翼式深松铲在作业过程中对地表轮廓破坏较小，能有效降低对土层的扰动并增大松土面积，作业后地表平整度高、沟槽宽度小，从而能够更好地适应热带农业区香蕉地的作业环境。

摘要:针对砂姜黑土区土壤易形成坚硬土块，传统翻耕、旋耕作业后地表大土块过多，严重影响小麦播种质量的问题，设计了一种对辊挤压式砂姜黑土整地机，可一次性完成土块捡拾、筛分输送、破碎还田和平地镇压等作业。对整机关键部件进行了设计与分析，确定了入土铲刀、筛分输送装置和破碎装置等部件结构与工作参数，同时分析了土壤在筛分输送装置上的受力和运动过程。采用高速摄影对砂姜黑土土块破碎机理进行研究，得到土块破碎过程中位移-载荷变化规律，结果表明土块最大破碎载荷不超过900N；利用EDEM软件对3种辊齿的碎土能力进行仿真分析，确定破碎装置的结构和工作参数。田间试验采用3种作业方式：犁耕+旋耕+捡拾破碎(地块a)；犁耕+捡拾破碎(地块b)；犁耕+旋耕两次(地块c)。其中，地块a农田土块破碎率为89.5％，较地块c高44.4个百分点；地块b较地块c土块数量少55.3%。a、b、c 3个地块地表平整度标准差均值分别为6.92、11.58、17.23mm，结果表明地块a作业后地表平整度最佳，地块b作业效果优于地块c，在一定条件下，对辊挤压式砂姜黑土整地机作业效果优于旋耕机。

摘要:针对新疆现有夹持式穴播器易空穴，充种性能还需进一步提高等问题，结合型孔轮式穴播器和阶梯形型孔对种子适应性强的特点，设计一种组合型孔轮式玉米精量穴播器，通过理论分析建立型孔与取种块间相对运动模型,分析其相对位置对充种性能的影响规律，确定影响排种性能的参数及范围，完成组合型孔和齿板的参数设计。通过单因素试验确定并缩小关键参数范围，以型孔方向角、型孔位置角、穴播器转速为试验因素，以排种合格指数、重播指数、漏播指数为试验指标进行三因素三水平Box-Behnken中心组合试验，得到试验因素与试验指标间的数学模型，应用Design-Expert软件对回归模型进行多目标优化，得到最佳参数为：型孔深度12.3mm，型孔方向角20.3°，型孔位置角44.7°，穴播器转速40r/min，此时排种合格指数89.12%，重播指数7.30%，漏播指数3.87%。在最优参数组合下进行台架验证试验，合格指数为91.14%，重播指数4.23%，漏播指数4.63%。土槽试验结果表明，穴播器前进速度为3.38km/h时，排种合格指数为92.53%，重播指数为3.54%，漏播指数为3.93%，较夹持式穴播器排种合格指数提高了2.53个百分点。

摘要:为提高绿豆精密排种过程离散元仿真模拟试验所用仿真参数的准确度，进一步优化排种部件，基于绿豆种子的本征参数，采用Hertz Mindlin with bonding粘结模型建立种子仿真模型，分别采用自由落体碰撞法、斜面滑动法、斜面滚动法对绿豆种子与接触材料（有机玻璃、Somos8000树脂）间仿真参数进行标定，结果表明：绿豆与有机玻璃碰撞恢复系数、静摩擦因数、滚动摩擦因数分别为0.445、0.458、0.036，与Somos8000树脂碰撞恢复系数、静摩擦因数、滚动摩擦因数分别为0.434、0.556、0.049。以种间接触参数为因素，以实测堆积角与仿真堆积角相对误差为指标，进行了最陡爬坡试验、三因素五水平旋转组合设计试验，以最小相对误差为优化目标，对试验数据寻优分析得到：绿豆种间碰撞恢复系数、静摩擦因数、滚动摩擦因数分别为0.3、0.23、0.03。对标定结果进行排种验证试验，结果表明：仿真试验漏吸率与台架试验漏播率最大相对误差为4.71%、重吸率与重播率最大相对误差为4.94%、单粒率与合格率最大相对误差为0.98%，证明标定结果可靠。该研究结果可为绿豆精密排种装置的设计与仿真优化提供理论参考。

摘要:针对目前气吸式马铃薯播种机所需风机数量多、结构尺寸大、传动复杂等问题，优化设计了气吸式马铃薯播种机一体式风机。一体式风机的进气口、吹管出口分别与排种器的吸管接口、吹管接口相连，为排种作业提供取种负压、投种正压，实现一体式风机吹吸双作用。通过排种过程力学分析确定所需风压，并对风机内部流场进行数值模拟及运动学分析。采用旋转正交组合试验，以叶轮外径、叶片数、叶轮转速为试验因素，以进气口负压和吹管出口正压为试验指标，分析试验结果，优化风机装置的结构参数：叶轮外径为1099mm、叶片数为10个、叶轮转速为2532r/min时，进气口负压为11.6kPa，吹管出口正压为3.7kPa。对优化后一体式风机与双风机进行田间对比试验，分析结果得：优化后一体式风机作业重播指数降低了14.0％、漏播指数降低了17.0％、合格指数提高了0.92％，提高了马铃薯播种机作业质量。

摘要:人参播种中存在因人参种子形状不规则、流动性差，种子在播种前需进行催芽处理，催芽的种子易损伤，造成充种困难、易伤种等问题，为此设计一种链勺式人参精密排种器。通过对充种过程中种子受力情况和运动状态的分析，阐明倾斜充种可提高充种性能的机理；通过对携种过程的理论计算和力学分析，并基于DEM-MBD耦合的单因素仿真试验，分析了不同排种链条的张紧力、不同排种器结构参数和工作参数对其工作性能的影响，确定了链勺式排种器的结构参数；以主动链轮转速、充种倾角和种层高度为试验因素，以充种的单粒率（1粒/勺）、复充率（≥2粒/勺）、漏充率（0粒/勺）为试验指标，基于DEM-MBD耦合进行了二次回归正交旋转组合仿真试验。结果表明：影响单粒率的主次顺序为充种倾角、主动链轮转速、种层高度；当充种倾角为71.73°、主动链轮转速为79.10r/min、种层高度为84.28mm时，充种性能最佳，单粒率为95.68%、复充率为3.57%、漏充率为0.75%；为验证排种器的工作性能，进行了台架试验，结果表明链勺式人参精密排种器的工作性能较好，满足我国非林地人参种植的播种要求。

摘要:针对丘陵山地作物移栽的现有半自动和间歇井窖式成穴装备作业效率和质量较低、人工劳动强度较大等问题，为保证井窖穴体的大深度以及穴体轮廓直径一致的农艺要求，基于非圆齿轮-平行四杆机构设计一种井窖式成穴机构，在阐述机构的组成结构和工作原理的基础上建立其运动学模型。依据运动学模型运用Matlab开发成穴机构的人机交互可视化辅助界面，利用该界面结合二次正交旋转中心组合试验方法建立成穴机构响应指标与试验因素的回归方程，并通过响应曲面得到其影响趋势和交互关系；以回归方程为基础，采用多目标函数优化获取成穴机构的优化参数组合。根据优化后的机构参数组合研制成穴机构样机及田间作业平台并进行田间试验，试验结果表明：穴体深度为181.7mm、穴体直立角度为90.5°、穴体直径最大值为75.6mm、穴体直径最小值为68.5mm、穴体直径方差为7.5mm2、穴距为503.1mm，优化后的成穴机构满足丘陵山地作物移栽井窖成穴的农艺要求。

摘要:针对气动下压式高速移栽机有序供盘和高速取苗作业自动控制需求，本文基于Arduino微控制器设计移栽机自动控制系统。该系统包括苗盘位移监测、有序供盘、高速取苗等任务模块，以苗盘位置和苗盘位移为主要控制条件，根据供盘速度-送盘速度、高速取苗间隔-苗盘位移等参数匹配要求确定供盘速度和取苗间隔控制方法，建立有序供盘、高速取苗两个有限状态机，并基于动态时间片轮询算法设计控制流程，实现有序供盘、高速取苗作业过程自动控制。以供盘位置准确度和取苗位置准确度为指标开展控制系统运行准确性试验，结果表明，高速取苗时（90~150株/min），供盘位置最大相对误差1.27%，取苗位置最大相对误差12.85%，第2~6时序取苗位置最大累积相对误差分别为11.85%、5.63%、4.25%、1.94%和2.44%，均在允许误差范围内，满足作业要求。以供盘成功率、取投苗成功率为指标开展移栽性能试验，试验结果表明，高速作业时自动控制系统运行正常、性能可靠，供盘送盘有效衔接、送盘取苗精准配合，供盘成功率、取苗成功率为100%，投苗成功率不小于94.44%，实现了气动下压式高速移栽机有序供盘、高速取苗过程自动化作业。

摘要:针对花生捡拾收获机作业中因缺少高效顺畅残秧输送收集装置造成花生秧浪费的生产实际问题，设计一种秧蔓气力输送装置。阐述秧蔓气力输送装置的工作原理，确定秧蔓气力输送装置方程及关键参数间的关系，分析输送气流及关键结构对残秧速度的影响。通过Box-Behnken试验设计和DEM-CFD气固耦合仿真，分析左风机转速、主输送管高度、右风机转速对残秧输送效率的影响，仿真试验结果表明：输送效率影响顺序由大到小为左风机转速、右风机转速、主输送管高度。田间试验结果表明，当最优参数为左风机转速1550r/min、右风机转速1200r/min、主输送管高度2.08m，秧蔓气力输送装置主输送管内可有效实现残秧与气流的均匀混合和高效输送，对应的青花6号和驻花2号平均输送效率分别为1533.56、1451.52kg/h，比优化前分别提高9.57%、8.61%。

摘要:为提高果园风送式喷雾靶标区域沉积量，减少果树行间雾滴飘移，在常规气流辅助喷雾基础上，设计了一种多气流协同式V形防飘喷雾装置，通过CFD仿真验证其防飘效果。以V形风场风速、横风风速、喷雾压力为因素，分别进行单因素和三因素三水平的苹果树冠层雾滴飘移沉积试验，探析多气流V形风场对雾滴冠层沉积效果的影响规律。结果表明，当横风风速为3m/s时，多气流协同作用的雾滴沉积密度、沉积量较单一气流分别提高了28.7%、17.4%，飘移量降低了21.8%；且3种因素对雾滴沉积特性都有显著影响，由大到小依次为：V形风场风速、横风风速、喷雾压力。通过响应面建立了雾滴沉积量预测优化模型，当横风风速为2m/s、喷雾压力为0.52MPa、V形风场风速为21.8m/s时，雾滴沉积量最优值为4.81μL/cm2，田间试验结果为4.72μL/cm2，与雾滴沉积模型预测基本一致。

摘要:针对自走式全混合日粮制备机缺乏取料机理、堵塞问题明显的情况，建立了取料作业的理论模型，对取料宽度、刀具回转半径、取料刀安装螺距、取料刀密度、取料转速、每刃进给量、抛料速度、物料射入角和输送带尺寸等关键因素进行了设计与计算。为衡量取料刀刃口长度与取料宽度之间的关系，提出取料刃长度比C的概念，取C为1.25。采用EDEM对青贮取料进给速度和取料转速等关键因素进行了仿真，分析表明由于螺旋叶片与护罩间隙较大，物料会随着取料刀和滚筒高速转动，回流率较高。提高取料进给速度，取料效率增大，但回流率上升。当进给速度为4m/min时，回流率高达50.05%，造成物料的过度切割，且能耗大。增加取料转速，取料效率增大，回流率降低，但转速超过230r/min后驱动扭矩增幅较大。采取中等进给速度和取料转速，加大取料刀安装螺距、滚筒护罩后部导流倾角和物料射入角，能够提高取料效率，并降低回流率和能耗。选取料进给速度2.5m/min和转速230r/min对优化装置进行仿真和试验，结果基本一致。仿真分析功耗降低64%，试验未出现堵塞和憋车现象，取料宽度2000mm，取料高度5050mm，取料效率75.02m3/h，回流率28.95%。

摘要:为探究基于蚯蚓运动特征的仿生筛上玉米脱出物的运动特性，利用API实现了仿生筛在EDEM中的非简谐运动（两移动一转动），并采用CFD-DEM耦合方法对玉米脱出物在气流和仿生筛共同作用下的筛上运动进行了数值模拟。通过分析玉米脱出物的筛分过程，明晰了仿生筛对筛上玉米脱出物的运移机理。探究了玉米脱出物在仿生筛上不同区域的水平运移和竖直分层。数值模拟结果表明：玉米籽粒、芯和茎秆在仿生筛上的平均水平速度分别为0.63、1.60、2.51m/s，有利于籽粒和杂余沿筛面水平分离和分散；玉米脱出物在筛体前部的平均水平速度最大，为1.71m/s，表明仿生筛能够将筛体前部的玉米脱出物快速向后运移以减少进料端堆积；随着玉米脱出物由筛体中部运动到筛体尾部，玉米籽粒平均竖直位移降低20.61mm，而芯和茎秆平均竖直位移却分别增大9.84mm和5.70mm，籽粒和杂余在竖直方向上的分层明显；通过高速摄像分析了玉米脱出物在仿生筛上的运动状态，并提取了玉米脱出物在筛体前、中部区域的平均水平速度，其变化规律与数值模拟结果基本一致，验证了仿生筛对筛上玉米脱出物的运移机理。当仿生筛清选装置入口气流速度为12.8m/s、气流方向角为25°、筛面最大下凹深度为50mm、凸轮转速为120r/min时，仿生筛清选装置筛分后的籽粒损失率均值为0.61%，籽粒含杂率均值为1.94%，均满足国家标准要求。

摘要:针对传统斜面法测定马铃薯静摩擦因数存在工作效率、精度较低等问题，提出水重力式马铃薯静摩擦因数测定原理，通过精确控制水的重力来确定马铃薯的静摩擦力，进而计算静摩擦因数，据此设计了马铃薯静摩擦因数测定仪。对甘肃省普遍种植的陇薯10号品种进行静摩擦因数测定。结果表明：带土马铃薯与钢板之间的静摩擦因数为0.420，与塑料板之间的静摩擦因数为0.496，马铃薯之间静摩擦因数为0.442；不带土马铃薯与钢板之间的静摩擦因数为0.455，与塑料板之间的静摩擦因数为0.526，马铃薯之间的静摩擦因数为0.483。由此可见，带土马铃薯的静摩擦因数较不带土马铃薯小，静摩擦因数从大到小依次为：马铃薯与塑料板之间、马铃薯之间、马铃薯与45号钢板之间。为进一步验证重力法的可靠性，进行马铃薯坍塌堆积角仿真和试验。结果发现：重力法条件下不带土马铃薯形成的堆积角与试验结果较接近，其相对误差为1.04%，斜面法条件下不带土马铃薯形成的堆积角与试验结果相对误差为7.73%；斜面法条件下带土马铃薯形成的堆积角与试验结果较接近，其相对误差为0.37%，重力法条件下的堆积角与试验结果的相对误差为4.31%。重力法可以测定马铃薯之间的静摩擦因数，综合比较可知重力法在测定马铃薯静摩擦因数方面优于斜面法。

摘要:大型立式蜗壳离心泵是长距离输水的核心动力装备，为了研究小流量工况下泵内不稳定失速机理，基于精细化网格和SST-SAS湍流模型，数值分析了活动导叶开度在小开度、最优开度和大开度3种条件下的非定常流态及其诱导压力脉动特性，讨论了导叶开度对立式蜗壳离心泵失速特性的影响。研究结果表明，在不同导叶开度下泵内失速的特征工况点相近，流量-扬程曲线均呈现典型的驼峰区，但在小导叶开度条件下流量-扬程曲线对应正斜率最大，大导叶开度时最小。在3种活动导叶开度下，活动和固定导叶之间的无叶区内均出现了大尺度旋涡，且固定导叶工作面的流动分离不断扩散至相邻固定导叶背面。在深度失速工况下，不同导叶开度条件时叶轮内的流体熵产率分布规律呈现明显不同的特征。随导叶开度增大叶轮叶片靠近前盖板截面上的流动分离区域扩大，且在最优开度和大开度条件下叶轮叶片中截面上靠近叶轮流道出口位置出现了较大速度梯度，导致了局部熵产率高的特征。在导叶小开度时深度失速工况下压力脉动的主频为叶片通过频率7fn，而最优开度时主频为0.9fn，大开度时在0.7fn~1.2fn范围内频率对应振幅均较大，大开度下的压力脉动呈现宽频特性。通过导叶内非定常数值模拟，发现低频压力脉动的出现与导叶内存在的周期性大尺度旋涡密切相关。

摘要:开敞式进水池在大流量、低水位情况下易出现表面涡，严重时将发展为吸气涡，影响泵站安全稳定运行。为准确模拟吸气涡流动结构，采用S-CLSVOF方法捕捉水气交界面，并基于混合RANS/LES方法中的VLES方法解析湍流场结构，分析了网格与计算时间对计算结果的影响，同时研究了VLES模型的特性。结果表明：VLES模型可以准确地预测吸气涡流场中的速度分布；不同网格数量级对速度分布与相对吸气率的变化规律影响较小，为降低计算资源消耗，网格数量级达到O(106)即可；根据相对吸气率随时间的变化规律可判断吸气涡达到稳定的时刻，在该时刻之后计算10s即满足相关标准的要求，进一步延长计算时间不改变吸气涡位置与相对吸气率的变化规律；在本算例中，VLES模型的解析度主要受湍流积分尺度的影响，在近壁面为RANS模式以降低近壁面网格要求，而在湍流核心区为混合RANS/LES以提高计算精度。

摘要:科学划分农村居民点内部用地土地利用类型，并对其结构进行系统分析，是编制村庄发展规划和实施差异化整治措施的基础。以北京市密云区为例，基于细化分类的农村居民点内部用地数据和密云水库保护区范围，综合运用Weaver-Thomas组合系数法、洛伦兹曲线、基尼系数和景观格局分析等方法，分析农村居民点内部用地结构特征。结果表明：密云区农村居民点以生活空间为主，生产空间和生态空间为辅，居住、农业生产、工业生产和商旅服务是主要的用地类型；农村居民点内部生活空间的分布最均衡，其次是生产空间，生态空间用地类型最不均衡，水源保护区内的农村居民点用地生态空间面积比例高于区外。农村居民点内部用地类型较为混合，景观破碎；比较而言，水源保护区内的景观相对聚集和规则，说明水源保护区的划定和管理对农村居民点内部用地结构有一定影响。研究结果可为村庄用地的有序整治与高效利用提供依据。

摘要:为研究激光雷达单木分割辅助条件下无人机可见光图像树种识别应用潜力，提出联合卷积神经网络（CNN）和集成学习（EL）的树种识别方法。首先利用同期无人机激光雷达数据和可见光影像数据进行单木树冠探测并制作单木树冠影像数据集；其次引入ResNet50网络并结合引入有效通道注意力机制、替换膨胀卷积、调整卷积模块层数搭建出4个卷积神经网络，使用ImageNet大型数据集进行模型预训练，加载预训练参数进行模型初始化并利用制作的单木树冠影像数据集训练出5个不同的分类模型；最后通过相对多数投票法建立集成模型。实验结果表明，单木探测总体精度达到83.80%，集成学习的训练精度、验证精度、独立测试精度分别达到了99.15%、98.34%和90.15%，较ResNet50网络提高了4.23、3.04、9.09个百分点，独立测试精度较随机森林分类最优结果高32.31个百分点。激光雷达单木分割辅助条件下利用卷积神经网络和集成学习策略能够充分提取无人机图像特征用于树种识别。

摘要:探地雷达在果树和古树名木养护管理领域具有广阔的应用前景。针对探地雷达采集的B-scan图像中杂波影响根系定位精度的问题，提出了基于鲁棒深度自动编码器（RDAE）、直接最小二乘法（DLS）和频率-波数域偏移（FKM）相结合的树木根系定位方法。首先，通过RDAE将零点校正后的B-scan图像分解为表示杂波的低秩分量和表示根系目标回波的稀疏分量，保留稀疏分量完成杂波抑制；然后使用DLS拟合目标回波形成的双曲线估算土壤的相对介电常数；最后，根据土壤的相对介电常数计算得出偏移速度作为频率-波数域偏移的输入进行偏移成像，获取根系的半径和深度信息从而完成根系定位。实验结果表明：RDAE方法在仿真和实测数据上的杂波抑制效果对比均值减法（MS）、奇异值分解（SVD）和鲁棒主成分分析（RPCA）有着更高的信杂比和改善因子，通过DLS估计的土壤相对介电常数均方根相对误差为3.84%，根系定位的最大半径相对误差和最大深度相对误差分别为8.5%、8.7%，能够完成根系位置标定，满足根系无损检测的需求，可为树木健康管理和移植提供决策支持。

摘要:针对目前的Voronoi路径规划算法生成的Voronoi图弯曲冗余，依据Voronoi地图规划路径实时性差，规划出的路径弯曲，机器人导航时转折次数多、时间成本高、效率低等问题，提出一种基于骨架关键点重规划的Voronoi图法路径规划算法。首先对机器人构建的二维栅格地图进行预处理，去掉地图中的噪点和毛边，填充边界上细微的裂缝，然后提取地图的骨架，搜索出骨架中的关键点，将关键点按原来的相邻点连接关系重新连接，生成新的笔直的骨架，并采用降梯度采样方法平滑依据骨架规划出的路径。在经过多次仿真实验和实际实验验证后，证明本文算法生成的骨架比目前的Voronoi图和骨架更加简洁，数据量更小，机器人基于优化后的Voronoi地图能够更加快速规划出笔直的路径，具有良好的实时性，规划出的路径更短，转折次数更少，机器人导航过程中能够迅速到达目标点，导航效率高。

摘要:为实现收获机无人驾驶自适应调控，提出一种基于双目视觉对田间作物高度和收割边界信息进行提取的方法。利用双目相机获取三维数据，基于RANSAC算法拟合初始地面平面，结合IMU计算作业实时平面，根据点到平面的距离将三维数据转换为对应的实际高度。提出一种改进的结合密度峰聚类和K均值聚类的方法对高度数据分类，同时基于归一化彩色图像分割作物上部区域，融合高度分类和彩色图像分割结果，实现作物高度信息的提取。利用高度数据序列和模型函数的互相关性提取收割边界点，基于最小二乘法拟合边界直线，根据当前边界线预测下一帧数据边界点的候选范围，由收割边界直线计算航向偏差和横向偏差。实验表明，该方法可以有效提取作物高度和收割边界信息，高度检测平均绝对误差为0.043m，边界识别正确率93.30%，航向偏差平均误差为1.04°，横向偏差平均绝对误差为0.084m，对联合收获机无人驾驶自适应调控有应用价值。

摘要:针对图像实时采集时，由于镜头缺陷、相机抖动、目标运动等原因造成的模糊图像输入，导致训练完成的深度学习模型检测准确率下降问题，本文提出一种基于改进Faster R-CNN和SSRN-DeblurNet的两阶段检测方法，用于农田环境模糊图像中的障碍物检测。第1阶段进行锐度评价和去模糊处理，利用简化尺度循环网络（Simplified scale recurrent networks，SSRN-DeblurNet）对模糊农田图像进行去模糊。第2阶段进行障碍物检测，在原有的Faster R-CNN网络中添加了候选区域优化网络来提高区域候选网络中的目标区域质量。在自制的模糊数据集上，利用所提出的两阶段检测方法对8种农田障碍物进行检测。与原始Faster R-CNN相比，两阶段检测方法的平均精度均值（mAP）提高了12.32个百分点，单幅图像的平均检测时间为0.53s。所提出的两阶段方法能有效减少模糊农田图像中障碍物的误检和漏检，满足拖拉机低速作业的实时检测需求。

摘要:针对基于卷积神经网络的植物叶片病害识别方法存在网络参数众多、计算量大且复杂的问题，结合植物叶片病害特征，提出了一种基于轻量级残差网络（Scale-Down ResNet）的植物叶片病害识别方法。网络基于Residual Network（ResNet），通过缩减网络卷积核数目和轻量级残差模块（SD-BLOCK），在大幅减少网络参数、降低计算复杂度的同时保持了低识别错误率，然后加入Squeeze-and-Excitation模块进一步降低识别错误率。在PlantVillage数据集上的实验表明，在网络参数量8×104，计算量MFLOPs为55的情况下，模型识别错误率为0.55%。当参数量达到2.8×105，计算量MFLOPs为176时，模型识别错误率为0.32%，低于ResNet-18，并且参数量约为其1/39，计算量约为其1/10。相比MobileNet V3和ShuffleNet V2，所提网络模型更为轻量，识别错误率更低。同时网络在自建苹果叶片病害数据集上获得了1.52%的低识别错误率。

摘要:针对大量小麦育种材料花期难以精准、快速检测的问题，提出了一种基于综合颜色特征和超像素分割算法的小麦开花期判定方法。首先，根据光照强度及图像清晰度对综合颜色特征的过红颜色分量、HSV颜色空间的S分量和红绿归一化颜色分量自适应调节，增强小花和小穗的差异性。其次，基于中心距离函数和灰度变化函数改进超像素分割算法的聚类规则，获得由同质特征的相邻像素组成的图像区域。随后，优化图像区域路径搜索算法实现各图像区域精确分割，通过灰度和对比度指标完成各图像区域分类，实现小花与小穗的精准、快速分割，并根据小花与小穗的比例完成开花期判定。实验结果表明，本文所提出算法平均计算时间为0.172s，小花平均识别精度为91%，小穗平均识别精度为90.9%，预测开花率与实际开花率的平均差值仅为1.16%，满足田间小麦开花期判定基本要求。

摘要:为更好地利用音频进行畜禽发声分类，进一步提高识别准确率，提出了一种基于多特征融合的蛋鸡发声识别方法。以栖架式养殖模式下蛋鸡的产蛋声、鸣唱声、饲喂声、尖叫声典型音频为研究对象，提取梅尔频谱系数、短时过零率、共振峰及其一阶差分作为融合特征参量，构建基于遗传算法优化BP神经网络的蛋鸡发声分类识别模型。结果表明，本文方法对蛋鸡产蛋声、鸣唱声、饲喂声和尖叫声的平均识别准确率为91.9%，识别的精确度分别为90.2%、93.0%、93.3%、92.2%，平均精确度达到92.2%；识别的灵敏度为94.9%、90.0%、89.4%、91.8%，平均灵敏度达到91.5%。研究表明，基于多特征融合的蛋鸡发声识别方法具有较好的识别灵敏度和精确度，可为蛋鸡发声语义解析与自动判别提供参考。

摘要:为实现犊牛饲喂过程中冲调代乳粉奶液温度的有效控制、提高热交换器温度控制的准确率，设计一款基于模糊PID控制算法的动态温度控制系统，主要应用PID参数在线模糊自整定和PID温度控制模糊算法等实现动态调节被控对象（代乳粉奶液）温度，从而保证犊牛饮用代乳粉冲调奶液温度控制在（37±1）℃的可控范围内。设定热交换器温度为42℃，模拟外部入水温度分别为10、15、20、25℃时，犊牛饮奶位奶液温度与预先参数设定温度的波动幅度最大值仅为0.3℃。对犊牛饲喂装置的热交换器恒温控制系统进行样机性能试验，设定热交换器内的热水恒温控制在42℃，每5min记录其温度，整个试验过程中热交换器内部温度基本控制在（42±0.2）℃范围内，温度平均相对误差以及变异系数小，系统温度控制稳定，能够满足犊牛对代乳粉冲调奶液温度的切实需求，实现了犊牛饲喂装置热交换器的快速响应和实时温度控制。

摘要:针对仔猪个体小、易被遮挡且仔猪目标检测方法不易在嵌入式端部署等问题，提出一种适用于Jetson Nano端部署的哺乳期仔猪目标检测方法，在准确检测哺乳期仔猪目标的同时，使模型实地部署更加灵活。使用哺乳期仔猪图像建立数据集，数据量为14000幅，按8∶1∶1划分训练集、测试集和验证集。利用深度学习网络提取哺乳期仔猪特征，构建仔猪目标检测模型。融合推理网络中的Conv、BN、Activate Function层，合并相同维度张量，删除Concat层，实现网络结构量化，减少模型运行时的算力需求。将优化后模型迁移至Jetson Nano，在嵌入式平台进行测试。实验结果表明，在嵌入式端，量化后YOLO v5中4种模型的单帧图像平均运行时间分别为65、170、315、560ms，检测准确率分别为96.8%、97.0%、97.0%和96.6%，能够在Jetson Nano设备上对哺乳期仔猪目标实现精准检测，为仔猪目标检测的边缘计算模式奠定基础。

摘要:针对肉牛行为识别过程中，多目标骨架提取精度随目标数量增多而大幅降低的问题，提出了一种改进YOLO v3算法（Not classify RFB-YOLO v3，NC-YOLO v3）,在主干网络后引入RFB（Receptive field block）扩大模型感受野，剔除分类模块提高检测效率，结合8SH（8-Stacked Hourglass）算法实现实际养殖环境下的肉牛多目标检测与骨架提取。实验为肉牛骨架设置16个关键节点形成肉牛骨架点位信息，通过对图像多尺度和多方向训练提高检测精度。针对多目标骨架提取模型检测的关键点信息进行统计分析，提出一种对肉牛站立和卧倒行为识别的方法。实验结果表明：在目标检测方面，NC-YOLO v3模型的召回率可达99.00%，精度可达97.80%，平均精度可达97.18%。与原模型相比，平均精度提高4.13个百分点，去除的网络参数量为13.81MB；在单牛骨架提取方面，采用8层堆叠的Hourglass网络检测关键点位置，平均精度均值可达90.75%；在多牛骨架提取方面，NC-YOLO v3构建的模型相对于YOLO v3构建的模型，平均精度均值提高4.11个百分点，达到66.05%。

摘要:针对兽药致病知识图谱构建过程中，关于兽药命名实体识别使用传统方法依赖人工设计特征耗时耗力以及兽药致病语料数据量较少的问题，提出一种引入注意力机制（Attention）与辅助层分类（Auxiliary layer）相结合兽药文本命名实体识别模型（Att-Aux-BERT-BiLSTM-CRF）。通过BERT预处理模型进行文本向量化，然后连接双向长短期记忆网络（Bi-directional long-short term memory，BiLSTM）；引入注意力机制，将模型的BERT层输出用作辅助分类层， BiLSTM层输出作为主分类层（Mainlayer），通过注意力机制组合以提高整体性能；最后输入条件随机场（Conditional random field，CRF），构建端到端的适合于兽药领域实体识别的深度学习模型框架。实验选取兽药文本共10643个句子、485711个字符，针对动物、药物、不良反应、摄入方式4类实体进行识别。实验结果表明，本文模型能有效地辨别兽药致病文本中的实体，识别的F1值为96.7%。

摘要:为评价土壤肥力、生产能力及制作精准施肥处方，基于四端法原理设计了一种车载式大田土壤电导率快速检测系统，系统包括交流恒流信号源、信号检测调理电路及GNSS定位系统，可实现土壤田块不同区域内电导率的快速检测。通过试验探究土壤含水率、土壤浸出液电导率、电极入土深度、土壤温度对电极输出信号的影响规律并根据试验结果回归得出预测模型，模型决定系数R2为0.9961。将系统安装到土壤电导率检测装置上进行大田试验，基于回归预测模型对系统检测数据进行计算，并与实验室土壤采样检测的实际值进行比较，试验结果表明，实验室建立的回归模型可用于大田土壤浸出液电导率计算，该系统在相同或相近路径上得到的传感器数据较为稳定，土壤浸出液电导率预测值与该区域系统检测值趋势相似，该系统预测模型可用于大田中快速实时检测电导率。

摘要:为构建兼具良好水动力性能和高空间利用率的循环水养殖池，对比研究了正方形、六边形、八边形、圆形、方形切角、方形圆弧角6种池型养殖池的水动力特性及综合性能。在试验数据验证计算方法有效的基础上，研究了池型结构对流动均匀性、流速分布、涡量分布、水体混合均匀性及自净化效能的影响作用，并从适渔性、循环水的利用率、空间利用率等方面分析了养殖池的综合效能。研究表明：随着养殖池的切角距离和圆角半径增大，底流速度增大，水流均匀性、涡流强度和二次流强度增强，有利于提高循环水养殖池的水体混合与自净化效能，但养殖池的空间利用率降低；随着切角距离和圆角半径减小，水体平均速度降低，要维持适宜的速度范围就要增大射流速度，产生更多废水，降低循环水利用效率；正六边形、0.4396

摘要:为探究黄淮海旱作区农田耕层结构特征，基于土壤穿透阻力数据，运用地统计学、Mann-Kendall突变检验法等方法，识别了旱作区农田压实层的位置及厚度，并探究了压实层和耕作层的空间变异特征及其影响因素。结果表明：土壤容重、含水率和土壤质地是穿透阻力的主要影响因素。和表层土壤相比，深层土壤穿透阻力更易受含水率和土壤质地的影响。黄淮海旱作区存在不同厚度的压实层。压实层较厚区域主要集中在安徽省北部旱作区，平均厚度为12.38cm，且其平均土壤穿透阻力为1704.88kPa；耕作层较厚区域主要集中在河南省，平均厚度为19.31cm，其平均土壤穿透阻力仅为1218.41kPa。除自然因素外，农业机械耕作是影响土壤压实层和耕作层厚度与穿透阻力的重要因素。高农业机械总动力区域呈现“耕作层较薄，压实层较厚，穿透阻力大”的特点。

摘要:精准高效获取不同类型土壤的有机质含量，对促进东北土壤退化防治和耕地质量提升有重要意义。本研究以东北旱作农田典型土壤类型为研究对象，采集了黑土、黑钙土、潮土和棕壤共118个土壤样品，采用倒数对数、一阶微分、连续统去除和连续小波变换分别对其光谱曲线进行预处理。通过稳定性竞争自适应重加权采样（sCARS）算法筛选敏感波段，并建立偏最小二乘回归模型。研究结果表明：连续小波变换处理可以抑制背景和噪声的干扰，挖掘土壤光谱内隐含的有效信息，提高土壤光谱与有机质含量的相关性。sCARS算法能够提取与土壤有机质相关的重要特征信息变量，去除冗余、重叠的光谱信息，提高建模效率。黑土、黑钙土、潮土和棕壤的最佳模型均为连续小波变换模型，R2分别达到了0.83、0.88、0.93和0.93；一阶微分模型也有较好的表现，而倒数对数、连续统去除的模型效果不佳。连续小波变换处理后，模型的精度和稳定性得到了显著提升，建模集、验证集决定系数R2最高提升了0.13、0.28，均方根误差（RMSE）最大降低了2.48、2.40g/kg。连续小波变换结合sCARS算法，为土壤有机质含量的高光谱快速精准估测提供了新途径。

摘要:样本点权重调整是统计推断样本点属性全局均值的重要手段。以北京市顺义区农业用地样本点为例，提出了一种面向全局均值估计的样本点权重调整方法——泰森多边形权重调整法。首先构建样本点类型划分规则，将样本点划分为聚集样本点、稀疏样本点和均匀样本点；其次针对不同类型样本点，分别确定样本点权重调整量和调整规则并进行样本点权重调整；最后以农业用地土壤重金属Hg含量及NDVI（归一化植被指数）数据为例，设置与原始样本点（无权重调整）、常规面积比例权重调整法的对比实验，通过2种评价参数的全局均值相对误差分别评价不同样本点权重调整方法的数据纠偏效果。结果表明：2个聚集样本点权重减小，权重分别为0.609和0.883；1个稀疏样本点权重增大，权重为1.068；63个均匀样本点权重不变，权重为1；泰森多边形权重调整法统计推断农业用地土壤重金属Hg含量和NDVI的全局均值估计相对误差（0.413%、1.617%）小于原始样本点（1.056%、2.500%）和常规面积比例权重调整法（2.933%、2.941%），表明该权重调整方法的样本点全局均值估计更加准确、可靠。

摘要:为探究含沙水磁化处理对悬浮泥沙在滴灌管网中沉降的影响，揭示含沙水磁化处理对滴头堵塞的减缓机理，以内镶贴片式迷宫流道滴头为研究对象，设置4种磁化强度（0、0.2、0.4、0.6T）和4种粒径级配（0~0.100mm、0.075~0.100mm、0.038~0.075mm、0~0.038mm）的泥沙，泥沙质量浓度为1.0、3.0g/L，进行短周期间歇性灌水试验和絮凝沉降试验，利用MS2000型激光粒度分析仪、水质测试仪和乌氏粘度计等对毛管淤积泥沙机械组成、含沙水的电导率和粘滞系数等进行多角度分析。结果表明：磁化处理极显著地减缓了滴头流量和灌水均匀度的下降趋势（p<0.01），细颗粒泥沙（粒径0~0.03mm）含量较高时，磁化处理对滴头堵塞的减缓作用最大，灌水结束时，滴头平均相对流量和灌水均匀度较未磁化处理分别提高17.41%和47.27%；磁化处理加速了悬浮泥沙的絮凝沉降速度，细颗粒泥沙含量越高，加速作用越大，沉降2h后含沙水浊度较未磁化处理最高降低29.44%；磁化处理后毛管前段滴头堵塞率平均提高17.71%，毛管前中段淤积泥沙中值粒径减小了11.49%，磁化处理促进了毛管中细颗粒泥沙的絮凝作用，加速了其在毛管前段的沉降。磁化强度为0.4T时，磁化处理对滴头堵塞和悬浮泥沙絮凝沉降的影响最大。建议引用细颗粒泥沙含量较高的黄河水滴灌时，宜采用磁化处理措施（磁化强度为0.4T），既可以减缓堵塞以提高毛管使用寿命，又可提高作物生长品质，并定期冲洗毛管，降低滴头堵塞风险。

摘要:不同植株叶位、叶龄和所处环境的导致单叶光合速率存在明显差异，使其在表征整株光合能力和物质积累效率等方面存在不足。本文以设施蔬菜为研究对象，基于透明同化箱设计基于碳同化过程的群体光合速率测量系统，系统通过高精度光辐射传感器和SCD30对同化箱内光照强度、CO2浓度、温湿度进行采集，实现了同化箱光环境的精确控制、碳同化过程测量、温湿度控制等功能。试验与LI-6800型闭路碳同化测量系统同步进行，采用线性拟合计算CO2浓度变化量进而获取群体光合速率，分析测量系统性能及不同光温条件和作物品种碳同化过程的检测精度。结果表明系统气密性和光调控精度良好，最大漏气速率为0.0473μmol/(mol·min)，单次测量(6min)最大漏气量为0.2838μmol/mol，光环境调控精度平均标准差为2.71μmol/(m2·s)，能够满足植株碳同化过程的检测要求。通过线性相关性分析，生菜单株/多株CO2交换量拟合R2分别为0.988、0.874，均方根误差分别为5.82、5.80μmol/mol，番茄线性拟合R2为0.952，均方根误差为3.39μmol/mol，结果表明系统测量性能与LI-6800型闭路碳同化测量系统性能接近，且在直立生长植株的检测性能更好；通过光响应曲线拟合计算，番茄和生菜在不同温度、光照条件下，系统与LI-6800型闭路碳同化测量系统光响应曲线间平均绝对误差均值分别为0.45、0.35μmol/(m2·s)，拟合R2均值不小于0.95，证明系统能实现群体光响应曲线的高精度稳定测量。

摘要:针对温室番茄无法按需灌溉问题，提出了随机森林(Random forest, RF)结合门控循环单元(Gated recurrent unit, GRU)神经网络的温室番茄结果前期蒸腾量预测方法，并开发了一套基于番茄蒸腾量的智慧灌溉系统。基于物联网实时获取数据，采用RF算法对影响温室番茄蒸腾量的变量进行特征重要性排序，选取作物相对叶面积指数、温室内空气温度、相对湿度、光照强度、光合有效辐射、基质含水率和基质温度作为模型的输入变量，在此基础上，构建了基于GRU的番茄蒸腾量预测模型。试验结果表明：RF-GRU在番茄蒸腾量预测中具有准确的预测效果，决定系数(R2)、均方根误差(RMSE)、平均绝对误差(MAE)分别为0.9490、10.96g和5.80g。同时，基于此模型进行指导灌溉相比于定时灌溉，在番茄长势基本相同的情况下，灌溉量降低了20%，可为实际生产提供参考。

摘要:针对黑龙江省农村生活用能高、结构不合理及秸秆能源需求大等问题，开展了黑龙江省农村生活用能研究，并对2030年、2060年黑龙江省的农村能源进行了资源量、消费量、能源结构以及温室气体减排贡献等相关预测分析。结果表明：目前黑龙江省农村生活用能总量稳定在0.220亿t标煤，农村生活用能结构以秸秆、煤炭为主，特别是秸秆使用占比显著高于全国水平；从减排角度测算，秸秆散烧、生物质成型燃料的使用对温室气体减排贡献分别为0.014亿t CO2e、0.013亿t CO2e。经预测，2030年、2060年黑龙江省农村居民生活能源消费总量分别为0.059亿t标煤、0.022亿t标煤；可收集秸秆的资源量分别为0.928亿t、1.256亿t。在减排背景下，满足秸秆还田需求和秸秆饲料化需求的基础上，预测2030年、2060年黑龙江省可用于秸秆能源化的最大潜能分别为0.235亿t、0.317亿t，折合标煤分别为0.045亿t标煤、0.061亿t标煤，分别占2030年、2060年黑龙江省农村居民生活能源消费总量的5.183%、18.529%。此外，2030年、2060年秸秆能源化的温室气体减排量贡献分别为0.247亿t CO2e、0.333亿t CO2e。

摘要:设计了内流式网格化低温相变储热单元。确定了影响相变储热单元传热系数的关键影响因素，分析了单一因素对相变储热单元传热系数的影响规律。分别在储热及放热工况下，采用改进的多元非线性回归法构建了相变储热单元传热系数的预测模型，并检验了拟合误差。结果表明：相变储热单元传热系数受相变储热材料侧平均温度及换热工质侧定性温度的协同影响，相变储热材料侧平均温度为主要影响因素，换热工质侧定性温度为次要影响因素，两者之间具有显著的交互性。储热或放热工况下，相变储热单元传热系数随单一因素的变化规律基本一致，储热阶段传热系数明显高于放热阶段，相变储热单元传热系数预测模型的平均相对预测误差均小于5.00%。

摘要:针对低压过热蒸汽干燥香蕉时高干燥速率与高品质难以同时保证的问题，提出了低压过热蒸汽-真空组合干燥方法，以提高干燥速率、降低物料温度，实现提高产品品质的目的。通过第一降速阶段和全阶段计算的香蕉逆转点温度分别为88.75℃和89.06℃。在高于逆转点的90℃进行低压过热蒸汽-真空组合干燥研究，结果表明：低压过热蒸汽-真空组合干燥香蕉最高温度比低压过热蒸汽干燥降低8.5℃，干燥时间比真空干燥降低30min。相比低压过热蒸汽干燥和真空干燥，第1次断裂衰减量分别下降了7.37%和36.03%，峰个数分别增加了38.27%和41.77%，香蕉干制品的脆性及脆性层次感增强，干制品的孔隙结构丰富。组合干燥的维生素C保留率达到67.9%，比低压过热蒸汽干燥和真空干燥分别提高了255%和191%。

摘要:针对输送带场景中羊肉分体需要进一步分类检测问题，提出一种基于单阶段目标检测算法的羊肉多分体实时分类检测方法。在羊屠宰车间环境下采集包含多类、多个羊肉分体图像，经图像增广及归一化后建立羊肉多分体图像数据集，其中训练集7200幅，测试集1400幅，验证集400幅。利用单阶段目标检测算法YOLO v3引入迁移学习对羊肉多分体图像数据集展开训练并获得最优模型，基于最优模型返回图像中各羊肉分体的类别及其位置，从而实现羊肉分体的分类检测。选用平均精度及单幅图像平均处理时间作为评判模型检测精度与速度指标。然后通过更换羊肉多分体识别模型的特征提取网络优化检测速度。另外设置包含亮、暗两种亮度水平的附加光照数据集以及代表羊肉分体遮挡情形的附加遮挡数据集，分别验证优化后模型的泛化能力与抗干扰能力，并通过多尺度特征明显的颈部与腹肋肉测试优化后模型的鲁棒性。最后引入Mask R-CNN、Faster R-CNN、Cascade R-CNN和SSD 4种常用目标检测算法针对不同数据集分别进行对比试验，在此基础上，进一步更换特征提取网络为MobileNet V1、ResNet34和ResNet50验证优化后模型的综合检测能力。试验结果表明，优化后模型的检测速度较原始模型提升48.53%，同时对光照、遮挡复杂环境下羊肉多分体识别具备较强的泛化能力与抗干扰能力，以及对多尺度特征显著的羊肉分体检测具有良好的鲁棒性，针对羊肉多分体图像验证集，优化后羊肉多分体识别模型的平均精度达到88.05%，单幅图像处理时间为64.7ms，综合检测能力优于其他算法，说明该方法具备较高的检测精度和良好的实时性，能够满足实际生产需求。

摘要:新鲜度指标在像素位置缺乏微观参考值，因此将基于均值光谱的化学计量学模型应用到像素光谱时，无法对指标空间分布预测质量进行直接评价。提出了基于准度和精度的评价方法，以兴趣区域内各像素位置微观预测值的统计均值相对于理化检测值的决定系数和均方根误差作为准度评价指标；根据新鲜度指标的理论允许范围，以TVB-N微观预测值小于零的像素点在兴趣区域内所占比值作为精度评价指标。基于偏最小二乘回归，在可见-近红外波段（550~970nm），分别对全波段、利用连续投影算法精选的20个和6个特征波段建立新鲜度预测模型；采用5种不同带宽的光谱滤波，将滤波前后光谱所得指标空间分布预测结果进行比较。研究表明：经不同光谱预处理及化学计量学模型所得指标空间分布预测结果存在显著差异。尽管光谱均值滤波后像素光谱质量仍低于均值光谱，但指标空间分布预测准度恒等于预测模型本身；指标空间分布预测精度明显受到像素光谱质量及预测模型波段增益值的共同影响，前者占主导作用（R=0.72）。因此，本文的评价方法能够对基于光谱成像的化学计量学指标空间分布预测质量进行评价；利用线性化学计量学算法进行指标空间分布预测准度不会下降；在实践中，可以通过提高像素光谱信噪比和限制模型波段增益提高预测的精度。

摘要:为探究空化射流对大豆分离蛋白糖基化产物乳液特性的影响，以大豆分离蛋白、葡萄糖、葡聚糖为原料，通过空化射流处理辅助糖基化制备大豆分离蛋白-葡萄糖共价复合物乳液、大豆分离蛋白-葡聚糖共价复合物乳液，探究空化射流技术对大豆分离蛋白糖基化产物乳液的粒径、ζ-电位、微观结构、蛋白吸附率、乳析指数及抗氧化性的影响。结果表明：经过一定时间的空化射流处理后的糖基化产物乳液平均粒径显著降低、ζ-电位增大、微观结构液滴逐渐变得均匀，蛋白吸附率升高、乳析指数降低、还原力和DPPH自由基清除能力均升高，并在空化射流处理80min时，乳液特性达到最佳，且相比大豆分离蛋白-葡萄糖共价复合物乳液，大豆分离蛋白-葡聚糖共价复合物呈现出更好的乳液特性；但随着空化射流处理时间的进一步增加，糖基化产物乳液的平均粒径升高、ζ-电位减小、微观结构开始出现聚集情况，蛋白吸附率呈降低趋势，乳析指数逐渐升高。适当时间下的空化射流辅助处理可以改善糖基化产物的乳液特性，提高乳液的储藏特性和抗氧化特性。

摘要:为了使遥操作拖拉机驾驶员对路面信息有更直观的感受，在课题组前期设计的一套拖拉机遥操作系统的基础上设计了路感模拟系统。首先提出路感模拟系统的总体设计方案。然后分析拖拉机路感产生机理，并对遥操作拖拉机的转向执行机构以及控制器进行改造，设计出路感测试系统。最后根据所设计的路感测试系统，在草地、水泥地等路面上对遥操作拖拉机进行原地转向以及行驶转向时不同速度下的转向阻力矩测量，并且利用Logitech G29方向盘式操纵装置在草地和水泥路面展开路感的模拟实验。实验及测试结果表明，遥操作拖拉机在不同路面的转向阻力矩相差较大，但是总体变化趋势相同，一开始转向阻力矩随着方向盘转角的增大而增大并在方向盘转角处于100°~120°时开始回落，当方向盘转角处于200°左右时有小幅度的上升。通过方向盘式操纵装置对遥操作拖拉机路感展开模拟，各项评价指标得分均在6.3~8.5分之间，表明该方法模拟路感的可行性。

摘要:基于代数几何理论，结合双变量代数方程可因式分解的判定条件，对球面4R机构运动学方程进行研究，提出一种确定具有多模式球面4R机构结构参数的分析方法。可得5类具有约束奇异位形的球面4R机构，其中多模式球面4R机构可分为4类：具有定轴线和变轴线2种转动运动模式，具有2种变轴线转动运动模式，具有1种变轴线和2种定轴线3种转动运动模式，具有4种定轴线转动运动模式，总共4大类多模式机构。对球面4R机构连杆在约束奇异位形下的瞬时转动轴线进行计算，可得球面4R机构处于约束奇异位形时，其连杆的瞬时转动轴线均不重合，瞬时转动轴线均为2条。具有约束奇异位形且只具有一种运动模式的球面4R机构处于约束奇异位形时，虽然其运动可能产生分岔，但其运动模式不一定发生改变。运动分岔机构与多模式机构不能等同。使用该方法对球面4R机构的运动模式进行分析，研究多模式单环单自由度机构结构参数对其运动模式的影响，对拓展多模式机构构型具有一定的理论价值。

摘要:为使移动机器人能更好地适应丘陵山地等农业环境，以具有较大折展特性的8R机构为平台，构造一种含折展平台的多模式移动并联机构，作为可用于农业环境作业的移动机器人搭载平台，通过分析平台折展过程中折展率变化规律，确定最优折展平台参数。对因折展产生的多种运动模式，通过螺旋理论和图论法绘制机构的旋量约束拓扑图，以此求出机构各运动模式自由度，分析机构模式切换机理。最后采用ADAMS进行仿真，设计样机验证机构在各运动模式的可行性，为后期在搭载平台上安装不同的末端执行器装置提供良好的研究基础。