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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

农产品追溯系统的追溯粒度评价模型构建及应用

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系统工程理论与实践 2015年第11期35卷 2950-2956页

作者：钱建平杨信廷吉增涛孙传恒北京市农林科学院国家农业信息化工程技术研究中心北京100097

在前期研究可追溯系统追溯粒度评价指标体系的基础上,基于加权求和模型的多因素综合评价法,构建了可追溯系统的追溯粒度评价模型.选择蔬菜,水果,水产,畜禽,粮油等不同品类的46家主体进行追溯粒度评价,并根据农产品品类,供应链类型,产值... 详细信息

在前期研究可追溯系统追溯粒度评价指标体系的基础上,基于加权求和模型的多因素综合评价法,构建了可追溯系统的追溯粒度评价模型.选择蔬菜,水果,水产,畜禽,粮油等不同品类的46家主体进行追溯粒度评价,并根据农产品品类,供应链类型,产值规模等不同进行了追溯粒度分值分析.果品类,畜类和粮油类的追溯粒度高分值所占比例较高,而由于蔬菜存在种植模式较为粗放,单品价值不高等问题,从而影响追溯粒度的分值;供销一体型的主体由于其供应链协作方面的优势,其追溯粒度分值高于供应链某一环节上主体的追溯粒度分值;年产值较高的企业其追溯粒度分值一般高于年产值较低的企业.进一步,以追溯粒度分值较高的主体——面粉产供销一体型企业集团为例,综合探究了分值高的原因.评价结果可为追溯系统前期构建设计和后期实施绩效评价提供依据.

关键词：农产品评价模型可追溯系统追溯粒度

农田土壤中钾元素含量的激光诱导击穿光谱测量方法

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光谱学与光谱分析 2013年第3期33卷 785-789页

作者：董大明郑文刚赵春江赵贤德矫雷子张石锐北京市农林科学院国家农业信息化工程技术研究中心北京100097

农田土壤中钾元素的实时测量具有重要的意义。利用由1 064nm激光器、高分辨率光谱仪组成的激光诱导击穿光谱系统,研究了土壤总钾含量的LIBS测量方法。文章对钾元素含量在8.74～***-1之间的农田土壤样品进行分析,比较了404.40,404.72,766... 详细信息

农田土壤中钾元素的实时测量具有重要的意义。利用由1 064nm激光器、高分辨率光谱仪组成的激光诱导击穿光谱系统,研究了土壤总钾含量的LIBS测量方法。文章对钾元素含量在8.74～***-1之间的农田土壤样品进行分析,比较了404.40,404.72,766.49和769.90nm的钾原子特征谱线,并选取766.49nm为本研究的分析谱线。分析了激光器稳定性、随机噪声造成的谱线强度误差,并以农田土壤中含量相对稳定的硅元素为参照元素,建立K和Si光谱强度比值与土壤中K元素含量关系的内定标模型。定标曲线拟合相关系数为0.935,定标模型对预测集样品的预测标准偏差为9.26%。

关键词：激光诱导击穿光谱农田土壤钾定标

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可追溯系统的追溯粒度评价指标体系构建

农业工程学报 2014年第1期30卷 98-104页

作者：钱建平刘学馨杨信廷邢斌吉增涛北京市农林科学院国家农业信息化工程技术研究中心北京100097

随着追溯系统研究与应用的不断深入,根据供应链实际需求及主体信息化程度,构建合理粒度的追溯系统已成为扩大追溯系统在中国进一步深入应用的关键。该文在深入分析追溯系统结构的基础上,借鉴信息论中粒度的衡量方法初步提出了追溯粒度... 详细信息

随着追溯系统研究与应用的不断深入,根据供应链实际需求及主体信息化程度,构建合理粒度的追溯系统已成为扩大追溯系统在中国进一步深入应用的关键。该文在深入分析追溯系统结构的基础上,借鉴信息论中粒度的衡量方法初步提出了追溯粒度的描述性定义,以追溯精度、追溯宽度和追溯深度为核心,构建了一个2层结构的评价指标体系,评价因子包括外部追溯单元、内部流转单元、标识单元转换、信息采集内容、信息更新频率、前向追溯距离、后向跟踪距离;采用层次分析法确定了各评价因子的权重,并通过一致性检验得到所有目标的权重集,其中外部追溯单元的综合权重最高,为0.1985,标识单元转换的综合权重最低,为0.0872。该研究可为评价追溯系统的差异提供量化依据。

关键词：农产品系统层次分析法可追溯系统追溯粒度指标体系

农产品及食品质量安全追溯系统关键技术研究进展

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农业机械学报 2014年第11期45卷 212-222页

作者：杨信廷钱建平孙传恒吉增涛北京市农林科学院国家农业信息化工程技术研究中心北京100097

追溯系统作为控制农产品及食品质量安全的有效方法在国内外日益受到重视。首先辨析了可追溯性和追溯系统概念;在此基础上从追溯编码与产品标识技术、供应链各环节信息快速采集技术、质量安全智能决策与预警技术和溯源数据交换与查询技... 详细信息

追溯系统作为控制农产品及食品质量安全的有效方法在国内外日益受到重视。首先辨析了可追溯性和追溯系统概念;在此基础上从追溯编码与产品标识技术、供应链各环节信息快速采集技术、质量安全智能决策与预警技术和溯源数据交换与查询技术四方面综述了国内外研究进展;结合物联网的技术特点构建了'一核、双轴、三链'的农产品及食品质量安全追溯系统技术体系框架;最后分析了实施追溯系统急需解决的问题。

关键词：追溯农产品食品质量安全技术体系

基于条码溯源电子秤的社区菜店交易管理与追溯系统

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农业机械学报 2015年第5期46卷 273-278,292页

作者：钱建平邢斌解菁杨信廷杜晓伟陈曦北京市农林科学院国家农业信息化工程技术研究中心北京100097

以自主研发的条码溯源电子秤为信息采集基础、以交易信息数据库为管理核心、以手机扫描二维条码为追溯手段,构建了社区菜店交易管理与追溯系统框架。条码溯源电子秤在集成相关模块的基础上,实现了产品称量、身份验证、标签打印和数据上... 详细信息

以自主研发的条码溯源电子秤为信息采集基础、以交易信息数据库为管理核心、以手机扫描二维条码为追溯手段,构建了社区菜店交易管理与追溯系统框架。条码溯源电子秤在集成相关模块的基础上,实现了产品称量、身份验证、标签打印和数据上传等功能。在突破电子秤数据传输与解析技术、改进包含多条信息的手机扫描二维条码追溯识别技术的基础上,实现了社区菜店交易管理与追溯系统。通过搭建模拟环境,对连接多台电子秤的数据传输稳定性、手机扫描二维条码追溯进行了测试。结果表明,无论是实时传输方式还是集中传输方式,其传输成功率均在99%以上;随着标签中产品数量的增加,不同像素的手机识别速度和识别成功率均存在不同程度的下降趋势,其中800万像素的手机在识别速度上具有明显优势。

关键词：社区菜店条码溯源电子秤交易管理系统追溯

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农业知识驱动服务技术革新综述与前沿

农业工程学报 2024年第7期40卷 1-16页

作者：王元胜吴华瑞赵春江国家农业信息化工程技术研究中心北京100097 北京市农林科学院信息技术研究中心北京100097

农业知识驱动服务技术是指运用先进信息技术,科学、高效调配农业领域专业知识服务资源,为农业行业提供智能化知识服务的技术,在解决农业技术服务供需严重失衡等难点问题方面具有重要意义,日益成为支撑农业转型升级和高质量发展的重要引... 详细信息

农业知识驱动服务技术是指运用先进信息技术,科学、高效调配农业领域专业知识服务资源,为农业行业提供智能化知识服务的技术,在解决农业技术服务供需严重失衡等难点问题方面具有重要意义,日益成为支撑农业转型升级和高质量发展的重要引擎,代表着核心研究方向,伴随着技术发展全过程。目前农业行业迫切需要解决的是知识供给严重不足、服务效率不高的问题。农业知识驱动服务技术经历较长时间发展,在知识高效匹配和精准供给方面取得了较大进步,特别是2022年11月以来ChatGPT这类技术的出现,充分展现了超大规模预训练模型在知识智能服务方面的巨大潜力,这也是农业知识驱动服务可以取得突破的关键所在,可以在这方面发挥重要作用。该文在分析农业知识驱动服务相关技术现状的基础上,展望了农业领域可行的知识驱动服务技术路径,预测农业领域知识服务大模型研发构建会呈现参数由少到多、算力由弱趋强、强化训练逐渐加深的特点得到快速发展应用,未来将在专业技术指导、农业“装备-信息-农艺”融合、农业信息系统平台服务总线等方面系统升级现有农业知识服务范式,多模态服务将得到系统融合加深,人机交互模式将向“人性化”方向进一步黏合增强,从而为农业智能化转型升级提供全新的技术支撑,引领农业知识服务从数据检索、语义匹配迈向生成式知识驱动模式转变。

关键词：农业技术服务知识驱动 ChatGPT 超大规模预训练模型新范式

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基于工程科技视角的乡村治理现代化战略研究

农业工程学报 2022年第S01期38卷 301-309页

作者：冯献李瑾曹冰雪范贝贝马晨北京市农林科学院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

乡村治理是国家治理的基石,开展乡村治理现代化战略研究对于明晰中国乡村治理现代化中长期战略部署方向、助力国家治理体系与治理能力现代化具有重要意义。该文立足工程科技创新视角,剖析了乡村治理面临的主要困境及其对工程科技创新的... 详细信息

乡村治理是国家治理的基石,开展乡村治理现代化战略研究对于明晰中国乡村治理现代化中长期战略部署方向、助力国家治理体系与治理能力现代化具有重要意义。该文立足工程科技创新视角,剖析了乡村治理面临的主要困境及其对工程科技创新的战略需求,详细分析了工程科技赋能中国乡村治理现代化的中长期战略构想、战略路径与政策建议。结果表明,1)现阶段中国乡村治理面临着治理过程碎片化、治理主体不协同、治理方式不科学、治理成本较高昂、治理效率不均衡等问题。2)随着中国进入新的发展阶段,中国乡村治理工程科技取得积极进展,亟需积极发挥工程科技在夯实乡村治理物质基础、提升乡村治理综合效能、精准对接多元主体需求方面的作用,从工程科技战略层面谋划乡村治理现代化的新路子。3)面向2050年,在乡土中国向城镇中国、传统社会向信息社会、全面小康向共同富裕转变进程中,建议聚焦乡村公共服务、公共管理、公共安全、环境治理等乡村治理重要领域和关键环节,推动工程科技与乡村治理深度融合,积极构建起“政策环境支撑、现代科技支撑、工程项目支撑、高素质人才支撑”的乡村治理现代化支撑体系,助力实现党建引领下的乡村自治、德治、法治与智治相融合的现代化治理目标,支撑乡村振兴与共同富裕的实现。4)建议从顶层设计、科技立项、企业经营、农民参与、工程试点、人才支撑等方面推动乡村治理工程科技的落地转化。

关键词：乡村治理现代化发展战略乡村振兴工程科技

3WSH-500型喷雾机喷杆高度调控系统设计与试验

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农机化研究 2025年第3期 121-129页

作者：吴建国杨硕李成前翟长远新疆农业大学机电工程学院北京市农林科学院智能装备技术研究中心北京市农林科学院信息技术研究中心

针对地面起伏造成喷雾机喷杆高度波动的问题，以永佳3WSH-500型喷雾机为试验平台，电动推杆为喷杆高度调节驱动部件，采用滞环控制原理，设计了基于超声探测的喷杆高度调控系统。首先，对3种路面(水泥地路面、田间未耕路面和田间翻耕路... 详细信息

针对地面起伏造成喷雾机喷杆高度波动的问题，以永佳3WSH-500型喷雾机为试验平台，电动推杆为喷杆高度调节驱动部件，采用滞环控制原理，设计了基于超声探测的喷杆高度调控系统。首先，对3种路面(水泥地路面、田间未耕路面和田间翻耕路面)下超声波传感器反馈电流信号与喷杆高度的探测曲线进行标定试验，获得3种路面喷杆高度监测曲线。其次，开展喷杆高度调节静态试验，通过改变喷杆高度，获得了静态调节下喷杆高度调节响应曲线，确定静态最优滞环值为10 mm。开展了3种路面下不同车速对喷杆高度调节的性能试验及性能对照试验，根据喷杆高度趋于稳态时的振颤范围，确定动态最优滞环值为50 mm,喷杆高度设定为1 000 mm,车速为2.5、5.0、6.0、8.0 km/h。试验结果表明：车速对系统喷杆高度的调控性能影响较小，而地面起伏对系统喷杆高度调控稳定性具有显著影响，以动态性能对照试验作为对照组，田间未耕地路面的控制合格率由83%～95%提升至93%～97%,在地形波动较大的田间翻耕路面，喷杆高度控制合格率由2%～16%提升至72%～87%。该研究可为喷杆高度调控性能提升提供技术参考。

关键词：喷杆喷雾机喷杆高度调控地面起伏超声探测