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基于点云语义分割的猕猴桃冠层叶密度测量方法

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农机化研究 2025年第2期47卷 27-35页

作者：韩皓名石复习席新明西北农林科技大学机械与电子工程学院陕西杨凌712100

提出了一种基于LiDAR的猕猴桃果园叶密度测量方法,旨在为猕猴桃果园冠层喷药提供更精确的指导。首先,使用激光雷达扫描10个密度不同的猕猴桃冠层建立点云数据集,利用RandLA-Net神经网络模型并通过6折交叉验证的方法对猕猴桃冠层的树叶... 详细信息

提出了一种基于LiDAR的猕猴桃果园叶密度测量方法,旨在为猕猴桃果园冠层喷药提供更精确的指导。首先,使用激光雷达扫描10个密度不同的猕猴桃冠层建立点云数据集,利用RandLA-Net神经网络模型并通过6折交叉验证的方法对猕猴桃冠层的树叶、树枝和T型架点云进行语义分割;然后,计算仅包含树叶信息的冠层点云表面积,通过与人工落叶后的实测冠层叶属性(叶面积、叶片数)进行回归分析比较,得到冠层叶点云表面积与真实冠层叶属性的关系;最后,将3 m×3 m的猕猴桃冠层区域划分为400个225 cm^(2)的小网格区域,用以生成冠层叶密度图。结果表明:RandLA-Net网络模型能够有效地对猕猴桃冠层的树枝、树叶与T型架点云进行分割,模型平均总体精度OA达到92%以上,平均交并比mIoU为81.4%,冠层实测叶面积与冠层叶点云表面积的回归分析中获得了较高的相关性R=0.78,回归方程为y=1.491x+8315。对于每个猕猴桃冠层点云数据,通过Alpha-shape算法计算网格区域的冠层体积和预测网格真实叶面积的方法生成冠层叶密度图。所开发的基于点云语义分割的猕猴桃冠层叶密度测量方法,各项指标均符合预期要求,可以为果园冠层喷药提供更精准的指导。

关键词：猕猴桃园冠层叶密度点云语义分割深度学习精准喷雾

基于DEM-MBD耦合的马铃薯排种性能提升研究

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农机化研究 2025年第4期47卷 18-27页

作者：蔡皓轩周建国赵开元陈超李传林陈军西北农林科技大学机械与电子工程学院陕西杨凌712100

针对播种所用的切块薯形状不规则、流动性差,导致充种困难、排种效果差等问题,在测定切块薯物料特性的基础上,对种勺取种过程进行仿真分析,阐明了加设偏心抬种装置可提高排种性能的机理。通过DEM-MBD耦合单因素仿真试验,分析播种转速、... 详细信息

针对播种所用的切块薯形状不规则、流动性差,导致充种困难、排种效果差等问题,在测定切块薯物料特性的基础上,对种勺取种过程进行仿真分析,阐明了加设偏心抬种装置可提高排种性能的机理。通过DEM-MBD耦合单因素仿真试验,分析播种转速、种层高度、偏心抬种装置转速的改变对排种性能的影响;在此基础上,以播种转速、种层高度、偏心抬种装置转速为试验因素,以排种器的合格指数、重种指数、漏种指数为试验指标,进行了二次回归正交旋转组合的台架试验,建立了3个指标的回归模型,并利用模型对排种器的工作参数进行了优化。试验结果表明:当播种速度为1.986 km/h、偏心抬种装置转速为41.91 r/min、种层高度为177.549 mm时排种性能达到最佳,合格指数为91.21%,漏种指数为2.02%,重种指数为6.76%,满足马铃薯种植要求。

关键词：马铃薯排种器种箱 DEM-MBD耦合

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玉米收割机调度系统的设计与实现

农机化研究 2025年第4期47卷 137-140,150页

作者：王政王东朱学卫西北农林科技大学机械与电子工程学院陕西杨凌712100 农业农村部农业物联网重点实验室陕西杨凌712100

针对玉米收获期间收割机供求信息滞后、资源配置不合理的问题,基于MVC编程模式和WEB设计规范,引入B/S架构和微信小程序技术,搭建玉米收割机调度系统进行客户订单管理。采用人工鱼群算法规划玉米收割机调度路线,农机手按照微信小程序中... 详细信息

针对玉米收获期间收割机供求信息滞后、资源配置不合理的问题,基于MVC编程模式和WEB设计规范,引入B/S架构和微信小程序技术,搭建玉米收割机调度系统进行客户订单管理。采用人工鱼群算法规划玉米收割机调度路线,农机手按照微信小程序中的调度路线完成客户订单,从而实现玉米收割机调度系统的智能化管理,提高了玉米收割机的利用效率和作业效益。

关键词：玉米收割机 B/S架构调度系统 MVC WEB

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电动拖拉机复合式振动馈能系统设计及试验

农机化研究 2025年第4期47卷 230-235页

作者：王旭东王琪王威陈雨崔永杰西北农林科技大学机械与电子工程学院陕西杨凌712100 陕西省农业信息感知与智能服务重点实验室陕西杨凌712100 农业农村部农业物联网重点实验室陕西杨凌712100

为了回收和利用电动拖拉机行驶过程中产生的振动能量,基于浮动电池组提出了一种压电-机械电磁复合式振动馈能装置;然后,根据装置的电压输出特性构建了包含整流滤波、LM317稳压、超级电容储能和Boost升压模块的电能提取电路,以满足蓄电... 详细信息

为了回收和利用电动拖拉机行驶过程中产生的振动能量,基于浮动电池组提出了一种压电-机械电磁复合式振动馈能装置;然后,根据装置的电压输出特性构建了包含整流滤波、LM317稳压、超级电容储能和Boost升压模块的电能提取电路,以满足蓄电池充电需求;最后,进行了复合式振动馈能系统的实车试验。结果表明:电动拖拉机车速为4 km/h时,馈能装置的最大输出电压为34.80 V,平均输出功率为0.57 W;经过等效计算,由复合式馈能系统回收的电能可使电动拖拉机的续航时间延长0.784 7 h。研究结果可为我国电动拖拉机的电能补给和工作时间延长提供理论与技术支撑。

关键词：电动拖拉机振动能量回收复合式振动馈能装置电能提取电路

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电动拖拉机犁耕机组阻力自适应作业控制研究

农机化研究 2025年第4期47卷 224-229页

作者：王琪王旭东王威张硕崔永杰西北农林科技大学机械与电子工程学院陕西杨凌712100 陕西省农业信息感知与智能服务重点实验室陕西杨凌712100 农业农村部农业物联网重点实验室陕西杨凌712100

犁耕质量和效率对粮食高产至关重要,而以往基于悬挂高度调整以适应阻力变化来控制犁耕机组耕作效率存在耕深不均匀的问题。为此,以重心可调电动拖拉机犁耕机组为对象,提出了调定耕深下考虑速度和滑转率的阻力自适应作业控制方法。首先,... 详细信息

犁耕质量和效率对粮食高产至关重要,而以往基于悬挂高度调整以适应阻力变化来控制犁耕机组耕作效率存在耕深不均匀的问题。为此,以重心可调电动拖拉机犁耕机组为对象,提出了调定耕深下考虑速度和滑转率的阻力自适应作业控制方法。首先,建立了机组动力学模型并分析了阻力变化下机组的动态特性;然后,采用模糊神经网络控制算法调节驱动电机转矩和电池组位移,使牵引附着性能自动适应阻力变化,以实现速度和滑转率的联合控制;最后,进行了实车测试平台搭建和犁耕试验。结果表明:耕速最大偏差仅为0.48 km/h,相比于控制前滑转率降低了21.42%,牵引效率提高了7.76%。在恒定耕深下机组作业稳定性和效率得以提高,为电动拖拉机的自动化和智能化精准作业提供了技术支持。

关键词：电动拖拉机犁耕作业自适应控制牵引效率

基于CiteSpace的内表面缺陷检测研究进展与趋势

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光谱学与光谱分析 2023年第1期43卷 9-15页

作者：盛强郑建明刘江山史卫朝李海涛西安理工大学机械与精密仪器工程学院陕西西安710048 陕西科技大学机电工程学院陕西西安710021

为分析内表面缺陷检测的发展历程、趋势和研究动态,通过对WoS和CNKI数据库中该领域相关文献的检索,共搜集相关文献英文4708篇,中文818篇,利用可视化分析软件CiteSpace对文献数据开展共现分析、聚类分析等知识图谱研究,分析内表面缺陷检... 详细信息

为分析内表面缺陷检测的发展历程、趋势和研究动态,通过对WoS和CNKI数据库中该领域相关文献的检索,共搜集相关文献英文4708篇,中文818篇,利用可视化分析软件CiteSpace对文献数据开展共现分析、聚类分析等知识图谱研究,分析内表面缺陷检测领域在国家、机构及研究人员层面的分布现状及合作情况,梳理研究热点和前沿趋势。研究发现内表面缺陷检测研究具有明显的多学科交叉属性,主要涉及分析化学、材料科学、光谱学、仪器仪表、机械工程和计算机等学科。近几年WoS数据库相关主题收录文献年增长率超过10%,CNKI年增长率超过20%,中美两国为本领域研究最为活跃的国家,两国发文量约占总发文量的40%,中国学者在无损检测、图像处理等领域的研究明显落后于国外学者,但在机器视觉和深度学习领域实现赶超。按照研究路线可将相关研究分为基于声光电热磁的检测和基于视觉成像的检测两类,其中前者包括采用不同技术手段获取光谱、超声和电磁图像并借助图像处理技术实现缺陷检测,而后者主要基于视觉图像进行缺陷识别和分类,目前已成为该领域主要的研究热点。内表面缺陷检测发展历程分为缺陷识别、缺陷分类、缺陷分析三个阶段,2000年以前主要借助声光电热磁信号或图像实现缺陷的识别和判定,2000年以来,支持向量机技术大幅提高了缺陷分类的效率和准确度,近十年来随着对缺陷分析及测量需求的不断出现,基于机器视觉的缺陷定位与测量逐渐成为发展趋势,缺陷检测对象也逐渐向深孔和小尺寸孔内表面发展。

关键词：无损检测缺陷检测内表面机器视觉图像处理

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轿车供应链复杂自适应系统演化规律

计算机集成制造系统 2016年第8期22卷 2011-2022页

作者：孙军艳王雯傅卫平姚丹西安理工大学机械与精密仪器工程学院陕西西安710048 陕西科技大学机电工程学院陕西西安710021

为探索轿车供应链网络的演化规律,从复杂自适应系统的角度出发,运用多Agent建模仿真方法进行研究。分析了轿车供应链各Agent的行为特征及网络总体结构;利用AnyLogic7平台构建了一个以多个制造商为核心的四级轿车供应链网络仿真模型,并... 详细信息

为探索轿车供应链网络的演化规律,从复杂自适应系统的角度出发,运用多Agent建模仿真方法进行研究。分析了轿车供应链各Agent的行为特征及网络总体结构;利用AnyLogic7平台构建了一个以多个制造商为核心的四级轿车供应链网络仿真模型,并对轿车供应链系统的非线性特性、各Agent和网络整体的演化规律进行了仿真分析。研究表明,该系统具有复杂自适应系统的典型特征,其运动呈现混沌状态;该系统的演化经历了形成、成长、成熟三个阶段,不同阶段供应链上节点的竞争策略重点不同。该研究对供应链管理具有实际的指导意义。

关键词：多智能体轿车供应链复杂自适应系统演化规律

自变位全载荷下车削中心刚度检测及螺栓结合部设计应用

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机械工程学报 2014年第17期50卷 142-148页

作者：惠烨黄玉美杨新刚李艳西安理工大学机械与精密仪器工程学院西安710048 陕西科技大学机电工程学院西安710021

为了实现对数控车削中心主轴箱刚度准确评价及给主轴箱结构改进方案提供负载下刚度检测依据,深入研究全载荷加载装置的加载原理,提出自动变位全载荷下车削中心主轴箱静刚度检测方法,研制全载荷加载装置,应用自动变位全载荷加载装置对车... 详细信息

为了实现对数控车削中心主轴箱刚度准确评价及给主轴箱结构改进方案提供负载下刚度检测依据,深入研究全载荷加载装置的加载原理,提出自动变位全载荷下车削中心主轴箱静刚度检测方法,研制全载荷加载装置,应用自动变位全载荷加载装置对车削中心施加载荷进行主轴箱静刚度检测试验;采用有限元法计算全载荷下车削中心主轴箱的静刚度及刚度分布,分析了主轴箱的刚度分布特点;在试验和有限元分析的基础上改进了主轴箱结构的设计方案,修改主轴箱与床身连接的螺栓结合部,使主轴箱静刚度得以提高;通过将改进前后的试验结果与有限元分析进行对比,验证了试验方法的正确性以及基于螺栓结合部的改进方案的有效性。

关键词：模拟全载荷加载刚度检测结构方案改进螺栓结合部

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矿用井下无轨胶轮车失速阻拦系统

煤矿机械 2025年第1期46卷 169-172页

作者：刘军生樊志鹏王力董鑫炜傅垚牛秦玉陕煤集团孙家岔龙华矿业有限公司陕西榆林719300 西安科技大学机械工程学院西安710054

无轨胶轮车失速阻拦系统已成为煤矿运输系统急需的一项保护性措施。该系统应具有可靠性高、结构简便、便于维护等特点。对传统阻拦设备的缺点进行改进,提出一种自动变载的新式阻拦系统,并对柔性阻拦的可靠性进行验证。实验结果表明,该... 详细信息

无轨胶轮车失速阻拦系统已成为煤矿运输系统急需的一项保护性措施。该系统应具有可靠性高、结构简便、便于维护等特点。对传统阻拦设备的缺点进行改进,提出一种自动变载的新式阻拦系统,并对柔性阻拦的可靠性进行验证。实验结果表明,该系统可以简化阻拦设备,并对失速车辆进行柔性阻拦,防止随车人员受到刚性阻拦造成的二次伤害。

关键词：无轨胶轮车失速保护柔性阻拦自动变载