分类： 农、林、牧、渔 >> 农、林、牧、渔业科学其他学科 提交时间： 2023-02-17 合作期刊: 《智慧农业（中英文）》
摘要： 为同时实现果园智能植保机自主导航及自动对靶喷雾，研制了一种果园自主导航兼自动对靶喷雾 机器人。首先采用单个3D LiDAR （Light Detection and Ranging） 采集果树信息确定兴趣区（Region of Inter⁃ est，ROI），对ROI内点云进行2D化处理得到果树质心坐标，通过随机一致性（Random Sample Consensus， RANSAC） 算法得到果树行线，并确定果树行中间线（导航线），进而控制机器人沿导航线行驶。通过编码 器及惯性测量单元（Inertial Measurement Unit，IMU） 确定机体速度及位置，IMU矫正采集到的果树分区冠 层信息，最后通过程序判断分区冠层的有无控制喷头是否喷雾。结果表明，机器人自主导航时最大横向定 位偏差为21.8 cm，最大航向偏角为4.02，相比于传统连续喷雾机施药液量、空中漂移量及地面流失量分别 减少20.06%、38.68%及51.40%。本研究通过单个3D LiDAR、编码器及IMU在保证喷雾效果的前提下，实 现了喷雾机器人自主导航及自动对靶喷雾，降低了农药使用量及飘失量。
分类： 农、林、牧、渔 >> 农、林、牧、渔业科学其他学科 提交时间： 2023-02-17 合作期刊: 《智慧农业（中英文）》
摘要： 为解决芒果园传统植保作业中农药用量大、施药不均匀、作业效率低等问题，并构建智慧芒果园， 本研究对比了地面弥雾机和六旋翼植保无人机两种果园施药机具在芒果冠层中的药液雾滴沉积性能。将芒 果冠层分为上中下层，以柠檬黄为示踪剂，使用高清相纸与滤纸采集药液雾滴，通过图像处理等手段分析 雾滴沉积分布均匀性。试验结果表明，植保无人机在芒果树上部冠层叶片表面的雾滴覆盖率显著高于地面 弥雾机，在其余冠层部位，两种施药机具在叶片表面药液无显著差异覆盖; 植保无人机处理组叶片正反面 平均覆盖率均为地面弥雾机的1.5~2倍，对叶片背面的防治优于地面弥雾机。地面弥雾机处理组叶片正面雾 滴密度显著高于植保无人机，叶片背面无显著差异，植保无人机处理组正反面均未满足低量喷雾20个/cm²的 病虫害防治要求。地面弥雾机药液沉积集中在中下冠层（61.1%），植保无人机集中在上部冠层（43.0%）， 冠层内部沉积比例地面弥雾机（48.6%） ＞植保无人机（25.5%），但地面弥雾机在冠层上部沉积能力不足， 沉积占比仅为17%。研究表明，相较于植保无人机，地面弥雾机适用于芒果冠层中下部及内部病虫害防治， 同时该机具较高的雾滴覆盖密度在喷洒杀菌剂时也有明显优势，植保无人机适用于针对芒果上部冠层如蓟 马、炭疽等易发于外部花絮的病虫害防治。
分类： 农、林、牧、渔 >> 农、林、牧、渔业科学其他学科 提交时间： 2023-02-17 合作期刊: 《智慧农业（中英文）》
摘要： 传统果园生产中面临着人口老龄化带来的劳动力短缺、农机作业装备与生产资料管理困难、生产 效率低下等问题，通过建设融合物联网、大数据、装备智能化等技术的智慧果园，可有望解决上述问题。 为应对北京市农业现代化建设需求、引领中国农业发展方向，基于桃、梨果园全程机械化、智能化管理等 目标，本研究在北京市重要的桃、梨等优势果品产区平谷区峪口镇西营村构建了约30 hm2梨与桃的智慧 果园。果园中应用了10多种病、虫、水、肥、药的各类信息获取传感器，装备了28种机械化、智能化技术 支持的农机装备，采用的关键技术包括智能信息获取系统、水肥一体管理系统以及病虫害智能管理系统， 智能作业装备系统包括无人驾驶割草机、智能防冻机、开沟施肥机、自动驾驶履带智能仿形变量喷雾机、 六旋翼枝向对靶无人机、多功能采摘平台以及整理修剪机等。同时，在果园中还构建了智能管理平台。经 比较发现，智慧果园生产模式可减少人工成本50%以上，节省农药用量30%～40%、肥料用量25%～35%、 灌溉用水量60%～70%，综合经济效益提升32.5%。智慧果园的推广实施将进一步推动中国果业生产水平的 提高，促进中国智慧农业的发展。
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