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机器人 2021年第6期43卷 751-768页

作者：傅雷扬李绍稳张乐孟余耀安徽农业大学信息与计算机学院安徽合肥230036 智慧农业技术与装备安徽省重点实验室安徽合肥230036

聚焦田间杂草清除领域,首先介绍了除草机器人的产生背景及其应用价值,并回顾了除草机器人国内外发展现状.然后,重点分析了除草机器人的结构组成及相关技术,并展望了除草机器人的未来发展趋势.最后,作了总结.

关键词：田间除草机器人结构设计场景理解智能导航

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基于机器学习的田间除草机器人关键技术研究

基于机器学习的田间除草机器人关键技术研究

作者：陈德俭吉林大学

学位级别：硕士

粮食安全是国家安全的重要基础,我国历年的中央一号文件都把抓好粮食生产作为重点工作。田间的杂草控制是保证粮食生产过程中的一个重要环节,农田杂草不仅会抢占作物的生长空间,抢夺阳光、水分、养料等资源,还有可能为各种害虫病菌提供... 详细信息

粮食安全是国家安全的重要基础,我国历年的中央一号文件都把抓好粮食生产作为重点工作。田间的杂草控制是保证粮食生产过程中的一个重要环节,农田杂草不仅会抢占作物的生长空间,抢夺阳光、水分、养料等资源,还有可能为各种害虫病菌提供宿主,导致作物感染病变或者发生虫害,影响作物幼苗健康成长。因此除草控制对于保障粮食丰收具有重要意义。成熟的除草方式主要为人工除草,化学除草以及机械除草。由于人工除草有效率较低且人力成本较高等缺点,化学除草凭借廉价且高效的优势成为了现行的主流除草方式,但是化学除草也存在污染田间环境或者药剂残留危害人体健康等缺点。近年来,随着人们对于有机、环保等概念的日益重视,机械除草成为了进行田间杂草控制的更优选择,机器学习与人工智能领域相关技术的发展也促进了智能化机械除草的实现。本文针对田间除草的现实需求,以玉米垄田作为研究目标的作业场景,以玉米田间杂草作为除草对象开展了田间除草机器人的研究工作。目前,株间除草作业过程中主要存在漏除及伤苗等问题。针对这些问题,本文研究了基于机器学习的田间除草机器人的相关关键技术。通过机器学习方法检测田间作物幼苗和杂草,为进一步实现智能化除草操作打下了基础。本文的研究内容主要包含以下几个方面:(1)设计了基于机器学习的苗草目标检测算法。在研究了现有目标检测算法优缺点的基础上,根据除草作业中检测目标在空间上的分布特点,选择以YOLOv8目标检测算法为基础进行了改进。主要措施包括:更换了算法的Neck网络,用渐进式特征金字塔网络(AFPN)代替了原算法中的路径聚合金字塔网络(PAFPN),并在Backbone中添加了通道空间注意力机制(CBAM),减小了模型的参数量,增加了特征提取,进而提高了检测速度与检测精度。(2)研究了田间除草机器人的机械结构。首先结合玉米垄田的田间作业环境需求,对机器人的移动平台和除草机构进行了设计,完成了结构的运动学分析和设备选型;其次,对设计的车体进行了有限元仿真分析,校核了车体强度,确保所设计的结构能够满足工作需要;最后,实现了该除草机器人。(3)实现了除草机器人控制系统的硬件设计和软件设计。主要包括电源模块设计、以STM32F103VET6作为主控核心的控制模块设计、电机驱动模块设计、舵机驱动模块设计以及太阳能充电模块设计。完成了摄像头模块的选型。完成了除草机器人的软件系统设计,包括图像采集程序模块、速度控制程序模块、方向控制程序模块、机械臂控制程序模块及通讯模块。(4)实验测试了苗草识别算法的性能。对改进后的YOLOv8算法进行了性能对比实验,与YOLOv5等同类算法进行了比较,测试结果显示改进后的YOLOv8检测模型在苗草检测任务上准确率达到96.10%,召回率达到97.85%,检测速度达到68.97张/秒,具有良好的性能。进行了除草机械臂的仿真和控制实验,证明了机械臂可以平稳运动到达指定位置。进行了机器人的垄间行驶测试。实验显示,该机器人可以在垄间行驶,机械臂能够正常工作。

关键词：田间除草神经网络目标检测结构设计嵌入式系统

强降水条件影响下农作物田间除草对径流中颗粒物及营养盐影响试验分析

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水利规划与设计 2020年第2期 70-73,117页

作者：巴诺辽宁省本溪水文局

文章结合观测试验探讨不同雨强条件下农作物田间除草对径流颗粒中污染物的影响。试验结果表明:地表径流中颗粒物SS与营养盐(TN、TP)呈现明显线性特征,SS与TN相关性最大。农作物田间除草显著增加地表径流中的颗粒以及营养盐浓度,不同雨... 详细信息

文章结合观测试验探讨不同雨强条件下农作物田间除草对径流颗粒中污染物的影响。试验结果表明:地表径流中颗粒物SS与营养盐(TN、TP)呈现明显线性特征,SS与TN相关性最大。农作物田间除草显著增加地表径流中的颗粒以及营养盐浓度,不同雨强下各污染物单位面积流失量分别增加26%~39%、13%~31%、12%~19%,并使得降雨后期流失量增加明显。研究成果可对农业面源污染措施控制及除草方式提供重要参考依据。

关键词：不同雨强田间除草地表径流污染物流失量观测试验分析.

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水稻田间除草装备现状与分析

农业开发与装备 2023年第6期 33-35页

作者：赵晋黄赟翁晓星刘丹戴津婧金华市农业科学研究院浙江金华321000

杂草防除对于保障水稻丰产意义重大,利用机械除草装备完成对稻田杂草的清除,作业过程无化学污染、生态环保,有利于农业可持续发展。介绍现有水田除草机的结构形式,分析田间除草部件结构、智能识别技术等关键技术,以期促进水田除草机械... 详细信息

杂草防除对于保障水稻丰产意义重大,利用机械除草装备完成对稻田杂草的清除,作业过程无化学污染、生态环保,有利于农业可持续发展。介绍现有水田除草机的结构形式,分析田间除草部件结构、智能识别技术等关键技术,以期促进水田除草机械更好地发展和推广。

关键词：水稻田间除草装备分析

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纤维用亚麻的田间除草

新疆农垦科技 2005年第3期28卷 37-38页

作者：宋新泉彭国玲农五师八十八团农业科新疆温泉833500

纤维用亚麻是平播密植作物,田间杂草种类多、密度大,对亚麻生长危害性强.在亚麻枞形期的蹲苗阶段(20～30天),杂草生长较快,如不及时清除,将使亚麻生长受到抑制,既影响产量,又影响品质,还给收获带来困难.因此,清除杂草是亚麻栽培中的重... 详细信息

纤维用亚麻是平播密植作物,田间杂草种类多、密度大,对亚麻生长危害性强.在亚麻枞形期的蹲苗阶段(20～30天),杂草生长较快,如不及时清除,将使亚麻生长受到抑制,既影响产量,又影响品质,还给收获带来困难.因此,清除杂草是亚麻栽培中的重要措施.

关键词：纤维用亚麻田间除草杂草种类杂草生长清除杂草危害性作物密植蹲苗

夏玉米苗后田间除草药效试验——烟嘧·辛酰溴苯腈15％油悬浮剂

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新农村（黑龙江） 2017年第29期 18-18,83页

作者：张慧珍陈俊文江元伦安徽省霍山县农业技术推广中心安徽省东亚富友种业有限公司

引言田间药效试验结果表明，烟嘧·辛酰溴苯腈15％油悬浮剂在夏玉米田茎叶喷雾施药，对夏玉米田多种一年生单、双子叶杂草除草效果好，杀草谱广，速效性好，持效期长。

关键词：田间药效试验辛酰溴苯腈油悬浮剂田间除草玉米苗夏玉米田双子叶杂草茎叶喷雾

35%杀·苄可湿性粉剂的筛选与田间除草效果

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安徽农业科学 2001年第4期29卷 494-496页

作者：刘怀阿束永安刘琴苏建坤张春梅陆玉荣吉春明江苏省里下河地区农业科学研究所扬州225007 江苏省兴化市周庄镇农技站

用 90 %杀草丹EC与 10 %苄磺隆WP复配选配出 35 %杀·苄WP(杀草丹 34.2 % +苄磺隆 0 .8% )。该药剂 1875g/hm2 防除稗草药后 2 0、40d的防效为 92 .1%、86 .1% ,对莎草、阔叶草药后 2 0、40d的防效分别为 94.1%、91.9%和 90 .6 %、82 .... 详细信息

用 90 %杀草丹EC与 10 %苄磺隆WP复配选配出 35 %杀·苄WP(杀草丹 34.2 % +苄磺隆 0 .8% )。该药剂 1875g/hm2 防除稗草药后 2 0、40d的防效为 92 .1%、86 .1% ,对莎草、阔叶草药后 2 0、40d的防效分别为 94.1%、91.9%和 90 .6 %、82 .3 %。经1a两地田间试验验证 ,其防除稗草的效果与对照药剂相近 ,对阔叶草和莎草的效果略高于对照药剂。 35 %杀·苄可湿性粉剂 1875～ 2 2 5 0g/hm2 防治水稻直播稻田及秧田杂草具有高效、安全和杀草广谱的特点 ,应用前景广阔。

关键词：水稻直播稻田 35%杀·苄WP 90%杀草丹EC 10%苄磺隆WP 筛选防效田间除草可湿性粉剂