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基于ROS的蔬菜移栽机器人控制系统设计

农机化研究 2025年第2期47卷 54-60页

作者：马文强冯青春李亚军茹孟菲赵春江西北农林科技大学信息工程学院陕西杨凌712000 北京市农林科学院智能装备技术研究中心北京100097 国家农业智能装备工程技术研究中心北京100097 农业智能装备技术北京市重点实验室北京100097

为实现温室蔬菜移栽无人智能化作业,设计了基于ROS架构的蔬菜移栽机器人控制系统,实现了蔬菜移栽机器人自主取苗部件、秧苗栽植部件和自主移动平台的自动控制。控制系统主要分为总线单元和导航单元,并基于EtherCAT总线和Realsense深度... 详细信息

为实现温室蔬菜移栽无人智能化作业,设计了基于ROS架构的蔬菜移栽机器人控制系统,实现了蔬菜移栽机器人自主取苗部件、秧苗栽植部件和自主移动平台的自动控制。控制系统主要分为总线单元和导航单元,并基于EtherCAT总线和Realsense深度相机搭建硬件系统,利用分层模块化理念开发基于ROS架构的软件控制系统,搭建并实现了移栽作业中取苗、投苗、栽苗及移动平台协同一体化控制。实验结果表明:在大于2s/株的取栽苗周期运动条件下,可实现较高成功率的移栽作业。所设计控制系统保证了移栽作业成功率,提高了当前蔬菜移栽机的智能化水平。

关键词：蔬菜移栽机器人控制系统 ROS 伺服控制

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农业遥感研究与应用进展

农业机械学报 2014年第12期45卷 277-293页

作者：赵春江北京农业信息技术研究中心北京100097 农业部农业信息技术重点实验室北京100097

农业是遥感技术应用最重要和广泛的领域之一,本文回顾了遥感技术在国内外农业研究与应用中的进展,概括和总结了农田辐射传输机理及作物参量遥感反演、作物遥感分类与识别、农田养分遥感与变量施肥决策、作物产量与品质预测、农情遥感监... 详细信息

农业是遥感技术应用最重要和广泛的领域之一,本文回顾了遥感技术在国内外农业研究与应用中的进展,概括和总结了农田辐射传输机理及作物参量遥感反演、作物遥感分类与识别、农田养分遥感与变量施肥决策、作物产量与品质预测、农情遥感监测与预报、农业遥感监测空间决策支持系统6个主要研究与应用方面。在此基础上,针对农业遥感技术面临的问题与发展趋势,指出了农业遥感技术今后的重点发展方向。

关键词：农业遥感应用进展农情监测空间决策支持系统

基于太赫兹光谱的土壤重金属铅含量检测初步研究

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农业机械学报 2016年第S1期47卷 291-296页

作者：李斌赵春江北京农业智能装备技术研究中心北京100097 农业部农业信息技术重点实验室北京100097 北京农业信息技术研究中心北京100097

探索应用太赫兹时域光谱用于农田土壤重金属含量检测的机理和可行性,尝试发展一种新的检测方法和手段。研究了样品制备测量方法,确定了最佳的制备参数为:聚乙烯样品盒尺寸为35 mm×3.5 mm×35 mm,中间空隙1.5 mm;压片法样品质量220 mg,2... 详细信息

探索应用太赫兹时域光谱用于农田土壤重金属含量检测的机理和可行性,尝试发展一种新的检测方法和手段。研究了样品制备测量方法,确定了最佳的制备参数为:聚乙烯样品盒尺寸为35 mm×3.5 mm×35 mm,中间空隙1.5 mm;压片法样品质量220 mg,2.5 t压力;分别制作一定浓度梯度(30~900 mg/kg)的含铅土壤样品30组,使用Z-2型太赫兹时域光谱仪采集相应的土壤样品太赫兹透射光谱数据,对光谱数据进行预处理,包括平滑处理、多元散射校正、基线校正,采用全谱-偏最小二乘法、区间-偏最小二乘法和遗传算法-偏最小二乘法建立土壤样品中重金属元素铅含量的定标模型并对预测集样本进行预测。实验结果表明,采用样品盒法制作土壤样品并且基于遗传算法进行特征波段选择、结合偏最小二乘法的建模效果最佳,含重金属铅的土壤样本模型的标定集和预测集的相关系数分别为0.86和0.81,标定均方根误差和预测均方根误差分别为23.55 mg/kg和39.52 mg/kg。本研究通过分析土壤样品的太赫兹透射光谱吸收系数与重金属元素铅含量的相关关系,建立了较好的预测模型。

关键词：太赫兹时域光谱土壤重金属检测铅偏最小二乘法遗传算法

用于太赫兹光谱测量的土壤样品压片制备方法研究

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红外与激光工程 2016年第6期45卷 296-300页

作者：李斌赵春江北京农业智能装备技术研究中心北京100097 农业部农业信息技术重点实验室北京100097 农业智能装备技术北京市重点实验室北京100097 北京农业信息技术研究中心北京100097

太赫兹技术是信息科学领域迅速发展起来的新兴科技，太赫兹波与物质之间的相互作用机理有待深入挖掘。在太赫兹光谱测量前需对样品进行预处理，为利用太赫兹技术进行土壤样品的理化参数研究，开展了用于太赫兹时域光谱测量的土壤样品压... 详细信息

太赫兹技术是信息科学领域迅速发展起来的新兴科技，太赫兹波与物质之间的相互作用机理有待深入挖掘。在太赫兹光谱测量前需对样品进行预处理，为利用太赫兹技术进行土壤样品的理化参数研究，开展了用于太赫兹时域光谱测量的土壤样品压片法制备研究，分析了压片制备过程中存在的问题，优化了制备工艺，并以样品质量（130mg、180mg、220mg、280mg、330mg、400mg）和外界压力（0．5-5t每隔0．5t一个压力，1t=1000kg）为变量进行了适合于太赫兹光谱测量的土壤样品压片制备参数选择的实验探索，确立了以220mg／片，2．5t压力为土壤样品压片的最佳制备参数。该研究为土壤样品理化参数采用压片法进行后续太赫兹测试实验提供了有效的原始数据，为其他固体样本制备和太赫兹光谱数据测量提供了科学的方法参考。

关键词：太赫兹固体样品压片制备土壤

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智慧农业的发展现状与未来展望

华南农业大学学报 2021年第6期42卷 1-7页

作者：赵春江国家农业信息化工程技术研究中心北京100097

为探究我国智慧农业未来发展的目标、任务与政策,本文基于系统工程学视角,阐释了智慧农业的概念与内涵,介绍了国外智慧农业相关战略布局与行动计划,分析了我国智慧农业发展现状、特点以及与国际上的差距,提出了我国智慧农业未来发展目... 详细信息

为探究我国智慧农业未来发展的目标、任务与政策,本文基于系统工程学视角,阐释了智慧农业的概念与内涵,介绍了国外智慧农业相关战略布局与行动计划,分析了我国智慧农业发展现状、特点以及与国际上的差距,提出了我国智慧农业未来发展目标、重点任务与政策建议。美、德、英、日等国在农业传感器、农业大数据智能、农业智能装备等智慧农业科技领域占据国际前沿;中国在政策引领与规模经营趋势下,常用环境类农业传感器、农业遥感技术、农业无人机、农机北斗导航、农业大数据与智能算法等智慧农业技术研发应用取得了长足进步,部分产品基本实现国产替代。发展智慧农业是“十四五”时期乃至2035年我国农业高质量发展的重要内容,针对我国农田地块细碎化、农业机械化水平不高、农村基础设施薄弱、智慧农业技术有效供给不足、政策体系与市场机制不健全等问题,未来智慧农业的发展亟需在技术攻关、应用示范、政策试验和社会试验等方面共同发力。

关键词：智慧农业农业传感器农业遥感农业大数据智能决策智能装备现状与展望

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三相并网逆变器模型电流预测控制技术

电工技术学报 2011年第6期26卷 153-159页

作者：杨勇赵方平阮毅赵春江苏州大学城市轨道交通学院苏州215021 上海大学机电工程与自动化学院上海200072 上海电力学院太阳能研究所上海200090

针对三相并网逆变器的特点,在dq旋转坐标系下,提出了一种模型电流预测控制方法。在每一个采样周期,根据预测模型,对三相并网逆变器的8个电压矢量进行在线评估,使价值函数最小的电压矢量在下一个采样周期应用,实现了对d轴和q轴给定电流... 详细信息

针对三相并网逆变器的特点,在dq旋转坐标系下,提出了一种模型电流预测控制方法。在每一个采样周期,根据预测模型,对三相并网逆变器的8个电压矢量进行在线评估,使价值函数最小的电压矢量在下一个采样周期应用,实现了对d轴和q轴给定电流的快速跟踪。同时采用电网电压定向的矢量控制策略,实现d轴电流和q轴电流解耦控制,使d轴电流控制并网逆变器的有功功率,q轴电流控制并网逆变器的无功功率。实验结果表明:采用模型电流预测控制的三相并网逆变器有很好的静、动态特性。从而验证了该方案的可行性和正确性。

关键词：模型电流预测控制旋转坐标价值函数电网电压定向解耦控制

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基于太赫兹技术的植物叶片水分检测初步研究

光谱学与光谱分析 2017年第10期37卷 3027-3031页

作者：龙园赵春江李斌北京农业信息技术研究中心北京100097 国家农业信息化工程技术研究中心北京100097 农业部农业信息技术重点实验室北京100097 北京市农业物联网工程技术研究中心北京100097 农业部农业遥感机理与定量遥感重点实验室北京100097

叶片含水量是植物健康状况的重要衡量指标之一。太赫兹波处于红外和微波之间,对样品水分变化非常敏感,当太赫兹光谱穿透含水丰富的叶片时,叶片中水分等物质能对太赫兹光谱产生强烈的吸收,根据叶片不同位置处水分含量的不同,能利用太赫... 详细信息

叶片含水量是植物健康状况的重要衡量指标之一。太赫兹波处于红外和微波之间,对样品水分变化非常敏感,当太赫兹光谱穿透含水丰富的叶片时,叶片中水分等物质能对太赫兹光谱产生强烈的吸收,根据叶片不同位置处水分含量的不同,能利用太赫兹光谱技术对植物叶片进行成像。本研究利用太赫兹技术检测植物叶片的水分含量,初步探讨植物叶片中水分和太赫兹成像的相关关系。实验采集离体绿萝叶片,每隔一定时间通过太赫兹光谱仪对叶片逐点扫描,获取叶片每一点的太赫兹时域光谱数据,经过傅里叶变换得到对应频域光谱,提取时域幅值的光谱参数以及特定频域光谱,对植物叶片图像进行重构,获取植物叶片的二维图像。结果表明,不同频率下,绿萝离体叶片的太赫兹二维图像呈现明显差异,叶肉与叶脉中水分含量不同,对太赫兹波的吸收也不同,根据图像,能清晰显示植物叶片叶肉与叶脉部位的水分含量差异。通过叶片时域幅值的平均值、叶片频域平均值与叶片水分含量建立相应的回归模型,时域最小幅值光谱与水分含量建立的最佳模型预测相关性达0.989 1,预测均方根误差为0.024 4g。研究表明太赫兹技术用于植物叶片的水分含量检测具有较好的研究潜力。

关键词：太赫兹成像时域光谱水分含量

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农业物联网研究与应用现状及发展对策研究

农业机械学报 2014年第7期45卷 222-230,277页

作者：葛文杰赵春江黑龙江八一农垦大学工程学院大庆163319 北京农业信息技术研究中心北京100097 农业部农业信息技术重点实验室北京100097

农业物联网是新一代信息技术在农业领域的高度集成和综合运用,对我国农业信息化发展具有重要引领作用,改变了传统农业生产方式,促进了农业向智能化、精细化方向的转变。本文对农业物联网概念和技术体系构成进行了分析,总结了国内外农业... 详细信息

农业物联网是新一代信息技术在农业领域的高度集成和综合运用,对我国农业信息化发展具有重要引领作用,改变了传统农业生产方式,促进了农业向智能化、精细化方向的转变。本文对农业物联网概念和技术体系构成进行了分析,总结了国内外农业物联网感知技术、通讯传输技术和应用关键技术的研究进展,分析了我国农业物联网发展的主要问题,从研究重点、发展布局、推进路径、应用模式和可持续发展机制等方面,提出了我国农业物联网应用发展的对策。

关键词：农业物联网传感器发展现状发展对策