摘要：针对规模化笼养肉鸭舍内死鸭识别采用人工作业方式时,存在作业效率低、劳动强度大、养殖成本高等问题,以层叠式笼养肉鸭为研究对象,提出了一种基于深度学习的笼养死鸭识别方法。为了采集数据,首先面向立体层叠式养殖环境设计了一款适用于肉鸭舍的自主巡检装备。针对笼养肉鸭舍铁丝网遮挡严重的问题,基于机器视觉对笼网进行修复,基于OpenCV对图像进行增强处理。构建了一种基于Mask R-CNN的死鸭识别模型,采用Swin Transformer对模型进行优化,解决了Mask R-CNN网络缺乏整合全局信息能力的问题。对比分析了SOLO v2、Mask R-CNN和Mask R-CNN+Swin Transformer模型识别笼内死鸭准确率。实验结果表明,在平均精度均值为90%的条件下,Mask R-CNN+Swin Transformer模型对笼内死鸭总体识别准确率可达95.8%,在自主巡检装备上的检测效果优于其他主流的目标检测算法。

摘要：番茄大多是成簇生长,当在簇中采摘单个番茄时末端执行器容易受到非目标番茄的干扰,导致采摘成功率降低。为此,根据番茄的特点设计了一种具有新采摘策略的末端执行器,可在非目标番茄干扰的情况下成功地从簇中包裹住目标番茄并收获它。同时,根据与目标番茄接触的非目标番茄数量对测试番茄进行分类,验证了末端执行器的性能。试验结果表明:整体采摘成功率为92.5%,整体无损采摘成功率为85%,非目标番茄与目标番茄的接触对采摘成功率的影响较小;只有2.5%的目标番茄轻微受损,2.5%的作物受损,5%的非目标番茄受损。因此,提出的具有新采摘策略的末端执行器是可行的,能够为今后的相关研究提供有价值的参考。

摘要：为应对动物疫情以及非牧场人员对奶牛养殖生产的不利影响,结合奶牛场的需求,采用数字孪生技术,提出构建数字孪生奶牛场养殖监控平台的方案。此平台基于数字孪生奶牛场模型(DDTM)搭建,DDTM由三部分组成,分别为数字奶牛场的几何模型GM、信息模型IM和预测模型PM。对于GM采用3ds MAX三维建模软件对奶牛场内的建筑、奶牛以及设备进行几何建模,最终实现奶牛场的三维可视化效果;对于IM通过特定孪生标识体系、远程数据上传以及解析等方法,实现数字孪生奶牛场与实际物理奶牛场之间的映射;对于PM利用预测模型预测养殖舍内温湿度变化趋势,指导奶牛的养殖健康和生产。这一综合方案为数字孪生奶牛场的建设提供创新的思路和实践参考,将促进数字畜牧的可持续发展、提高奶牛养殖的效益。

摘要：基于太阳照度和环境温度逐时变化,以长三角地区的集中式露地农业光伏方阵为研究对象,在跨度为6.8 m的单跨方阵中沿从南到北的跨度方向取0.65、3.40、6.15 m处的3个和长度方向共面的测试断面,即南区、中区、北区。基于此,进行夏季方阵内外的光热环境测试,分析并明确光伏组件下方区域的光热环境变化规律,为其太阳能资源合理利用、结构改进和夏季农业生产管理提供参考。结果表明,该地区光伏方阵夏季内部3个区域光热环境呈现规律性差异,整体表现为北区略优于南区,中区优于南、北两区。综合考虑作物生长的光热环境需求,一方面可通过结构改进、种植方式优化等方式改善或利用好内部光环境;另一方面基于热环境规律,分类做好内部3个区的夏季灌溉等田间管理,从而推动光伏农业发展升级。

摘要：为解决猪场传统巡检方式成本高、效率差、智能化水平低等问题,以中小型规模设施猪场结构特点为依据,提出基于悬挂轨道的巡检方案,设计一种悬挂式智能巡检机器人,开发适用于典型猪场环境的巡检机器人运动控制系统和上位机软件,并进行现场测试。结果表明:设置实现巡检机器人常态巡检速度可大于0.15 m/s,单次运动定位误差小于2.5 mm,巡检定位误差整体小于10 mm,误差率小于0.18%,巡检机器人可进行环境数据和图像自动获取,为后续的生猪健康状况分析提供数据支撑。该研究可为巡检机器人在中小规模生猪养殖场的应用与推广提供参考。

摘要：目的:为提升奶牛场生物安全等级,设计一种基于数字孪生的奶牛场三维可视化平台。方法:利用数字孪生技术将物联网、大数据等技术进行融合,实现对奶牛场信息的实时监测。使用三维建模软件构建奶牛场三维模型,结合网页前端和场景渲染等技术,实现实体奶牛场与孪生奶牛场的互联互通,构建虚拟的奶牛场三维可视化平台,对奶牛场的养殖环境、奶牛健康、牛舍实时情况等进行监测。结果:本研究初步实现了奶牛场实时监测、数据实时传输、信息三维可视化等功能。结论:本研究构建的奶牛数字孪生三维可视化平台有助于提高奶牛场智能管理水平,加快奶牛养殖数字化方向发展。

摘要：针对甘蓝传统栽植装置存在栽植深浅不一、倒伏率及伤苗率高、影响机收作业性能的问题,以甘蓝基质块苗为对象,设计了一种双排链式栽植装置,通过对该装置及关键部件进行理论分析,确定装置的工作参数。搭建甘蓝基质块苗双排链式栽植装置试验台,以前进速度、栽植频率、栽植器内夹板夹力为试验因素对倒伏率和伤苗率进行三因素五水平二次回归正交旋转组合试验:通过Design-Expert 8.0.6软件建立回归模型,分析了各因素对指标的影响关系,同时采用响应面法对影响因素进行了综合优化,得到最优参数组合:前进速度1.6 km/h、栽植频率57株/min、内夹板夹力91.83 N,对应倒伏率2.9%、伤苗率2.83%。对参数组合进行台架试验验证,结果为倒伏率3.13%、伤苗率3.07%,与优化结果基本一致,验证了所建模型与优化参数的合理性。田间试验结果为:倒伏率3.35%、伤苗率3.14%,与两指标的优化结果相对误差分别为0.45%和0.31%,表明该装置具有较高的稳定性。

摘要：[目的]目前温室植保作业多采用背负式摆动作业方式,喷施过量与不足并存,不均匀现象严重,针对此问题研制了一种适应于温室环境的风幕式施药装置,实现气、雾场均匀分布。[方法]以风幕系统各出风口风速相等为设计目标,利用“静压复得”原理,完成了渐缩式导流管的设计,其最大截面直径为120 mm,最小截面直径为57.5 mm,出风口直径为35 mm,间距为0.2 m,数量为7个。通过气流场分布试验分析出口风速对气流场气流特性的影响,雾场试验检验喷雾均匀性。[结果]风幕式施药装置在800~1300 m^(3)·h^(-1)出风量的出口风速变异系数小于11%;有效作业区中心位置与出口风速间呈现线性关系,在20~32 m·s^(-1)出口风速的有效作业区的高度为0.224~0.368 m;有效作业区内雾量水平空间分布变异系数小于12%,与传统背负式摆动作业方式相比,雾滴覆盖率平均提高48.71%,层内雾滴分布变异系数平均减小39.42%,各层间变异系数小于13%。[结论]该风幕式施药装置气、雾场均匀性较好,为温室气流辅助施药装置设计提供了技术支撑。

摘要：针对现有嫁接机存在技术不成熟、价格较高、难以大规模推广应用的问题,提出一种采用高速蔬菜苗切割输送装置配合人工嫁接的新型嫁接模式。蔬菜苗高速切割输送装置包括穴盘输送装置、拨苗装置、切割装置和蔬菜苗输送装置等。根据切割装置结构和工作原理,分析了穴盘输送速度、拨苗轮转速和切割频率之间的关系,并进行了试验研究。试验结果表明:切割装置采用成排连续切割的方式,其蔬菜苗切割效率达到37000株/h,能够满足嫁接流水线37个人工嫁接工位的用苗需求,达到了30工位的设计要求;刀具切割频率、拨苗轮转速需要匹配穴盘输送速度才能获得最小伤苗率和最优切割成功率。该装置的研制为规模化嫁接苗的生产提供了一种高效率、低成本的人机协同生产方式。

摘要：针对叶类蔬菜自动移栽送-分苗成功率低和伤苗率高的问题,该研究以甘蓝基质块苗为对象,设计了一种输送带+挡销组合式送-分苗装置,结合甘蓝基质块苗力学特性,开展送-分苗过程理论分析,确定装置稳定送-分苗条件和关键机构工作参数。搭建试验台进行单因素试验,确定关键因素参数范围,选取前输送带电机转速、后输送带电机转速和挡销频率为主要试验因素,以分苗成功率和基质块破损率为评价指标进行Box-Behnken中心组合试验,建立二阶回归模型,分析各影响因素对指标的影响关系并进行综合优化。试验结果表明:前输送带电机转速104 r/min、后输送带电机转速75 r/min、挡销频率1.85 s/次时送分苗效果较优,台架验证试验分苗成功率92.73%、基质块破损率4.09%,田间验证试验分苗成功率91.81%、基质块破损率4.62%,两指标的两次验证试验与优化结果相比误差值均小于2%,表明该装置具有较高的稳定性。该研究可为蔬菜自动移栽装备的设计提供参考。