基于触觉感知的水稻行弯度测量装置设计与试验

作     者：陈学深 黄柱健 马旭 齐龙 方贵进 CHEN Xueshen;HUANG Zhujian;MA Xu;QI Long;FANG Guijin

作者机构：华南农业大学工程学院 

基　　金：广东省重点领域研发计划专项(2019B020221002) 国家自然科学基金项目(51575195) 广州市科技计划项目(201803020021) 现代农业产业技术体系建设专项资金项目(CARS-01-43) 

出 版 物：《农业机械学报》 (Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery)

年 卷 期：2020年第51卷第2期

页      码：45-53页

摘      要：为解决水田环境下稻行弯度信息提取问题,提出一种触觉感知方法。根据除草期内水稻与杂草的生理高度及力学差异,基于弯曲传感器设计了一种稻株定位的感知梁。通过力学分析,建立了感知梁与稻株接触作用的力学模型,结合稻株抗弯强度,确定了感知梁抗弯刚度的设计原则。在此基础上,构建感知梁标定试验装置,获得了装置偏距与感知梁电压差的映射关系。基于多传感器技术,通过采集4根感知梁的电压(形变)变化特征,计算出稻行弯度。为检验测量装置的精度及稳定性,进行了田间试验,行进速度试验表明:行进速度的提高不利于测量结果的稳定性,在行进速度为1.5 m/s时,平均误差为5.90 mm,最大误差为8.30 mm;稻穴株数试验表明:测量误差与稻穴株数有一定的相关性,稻穴株数为6株以上的测量误差最小,平均误差为2.56 mm,4~5株的平均误差较大,为4.36 mm,1~3株测量的平均误差最大,为6.17 mm;水层厚度试验表明:测量误差与水层厚度没有明显相关性,误差均能控制在14 mm范围内。该装置测量结果可满足避苗机械除草等精准控制的要求。

主 题 词：水稻 除草 触觉感知 识别 

学科分类：0710[理学-生物科学类] 08[工学] 0828[工学-建筑类] 082801[082801] 0802[工学-机械学] 0801[工学-力学类] 

核心收录：

D　O　I：10.6041/j.issn.1000-1298.2020.02.006

馆 藏 号：203886177...