20174001 基于正交設(shè)計(jì)模型的多目標(biāo)進(jìn)化算法/吳金妹(華北水利水電大學(xué)機(jī)械學(xué)院),王亞輝…//農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào).-2017,48(2).-362～369

為提高多目標(biāo)進(jìn)化算法在求解復(fù)雜多目標(biāo)問(wèn)題上的收斂性和解集多樣性,提出了一種基于正交設(shè)計(jì)模型的多目標(biāo)進(jìn)化算法。該算法在基于分解技術(shù)的多目標(biāo)進(jìn)化算法框架下,將正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法同分解技術(shù)相融合。利用正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法,有針對(duì)性地對(duì)父代個(gè)體進(jìn)行重組,并生成多個(gè)保留優(yōu)良基因的子代個(gè)體,避免了盲目性搜索以提高算法收斂性,并應(yīng)用分解技術(shù)選擇優(yōu)秀個(gè)體來(lái)維持全局搜索和局部尋優(yōu)的動(dòng)態(tài)平衡。將該算法與目前典型的優(yōu)異算法在18個(gè)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試函數(shù)集上進(jìn)行對(duì)比測(cè)試,仿真結(jié)果表明所提算法相比另外4種算法具有良好的競(jìng)爭(zhēng)力,在保持良好收斂性的同時(shí),所獲得的Pareto前端分布更加均勻,尤其在求解具有復(fù)雜Pareto解集的問(wèn)題時(shí),能保持較好的搜索性能。為了測(cè)試算法在求解含有約束問(wèn)題的性能,將其應(yīng)用于I型主梁多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)中,獲得的Pareto前沿較均勻,且解集域較寬廣,對(duì)比分析表明了算法的工程實(shí)用性。

20174002 蔬菜自動(dòng)嫁接技術(shù)研究現(xiàn)狀與發(fā)展分析/張凱良(中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院),褚佳張…//農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào).-2017,48(3).-1～13

嫁接在提高作物抗病能力、生長(zhǎng)速度、單位產(chǎn)量,減少施肥、施藥等方面具有積極作用,是多類蔬菜大規(guī)模生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié),而自動(dòng)化嫁接能夠有效提高嫁接效率和嫁接苗成活率,正在成為蔬菜商業(yè)化生產(chǎn)的剛性需求。本文對(duì)中國(guó)、日本、荷蘭、西班牙、意大利等國(guó)蔬菜自動(dòng)嫁接技術(shù)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展動(dòng)態(tài)進(jìn)行了分析;歸納出5項(xiàng)蔬菜自動(dòng)化嫁接關(guān)鍵技術(shù):幼苗機(jī)械化抓取技術(shù),幼苗自動(dòng)輸送技術(shù),砧、穗木切削技術(shù),砧、穗木接合固定技術(shù),自動(dòng)嫁接系統(tǒng)控制技術(shù),并逐一進(jìn)行了闡述;最后對(duì)目前本領(lǐng)域的研究特點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了總結(jié)和展望,認(rèn)為蔬菜嫁接自動(dòng)化程度將進(jìn)一步提高,單機(jī)嫁接規(guī)模將進(jìn)一步擴(kuò)大,農(nóng)藝、人工智能、人因工程等間接因素將為自動(dòng)嫁接機(jī)未來(lái)的性能提升帶來(lái)助力。

20174003 體感操控多臂棚室機(jī)器人作業(yè)決策規(guī)劃算法研究/權(quán)龍哲(東北農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院),李成林…//農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào).-2017,48(3).-14～23

針對(duì)目前棚室內(nèi)機(jī)器人作業(yè)分析算法智能性不足、準(zhǔn)確作業(yè)率較低,且一次巡航過(guò)程只能進(jìn)行單一作業(yè),存在使用效率不高的問(wèn)題,提出了一種搭載在三臂棚室機(jī)器人上,基于體感操控作業(yè)的決策規(guī)劃算法,用Kinect采集含操作人員位姿信息的深度圖像,結(jié)合隨機(jī)森林統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)理論和基于高斯核函數(shù)的Mean shift算法,確定了代表人體位姿的20個(gè)關(guān)鍵骨骼點(diǎn)坐標(biāo),在此基礎(chǔ)上提出了一種基于模式切換的三臂映射關(guān)系,將骨骼點(diǎn)信息映射到機(jī)器人工作空間,使人的兩只手臂能自如的控制三臂機(jī)器人,在一次巡航中完成多種棚室作業(yè);此外,還提出了一種結(jié)合骨骼追蹤技術(shù)和YCb Cr顏色空間的手勢(shì)特征分割方法,實(shí)現(xiàn)了用手勢(shì)控制機(jī)器人末端執(zhí)行器作業(yè)。最后,搭建了用于測(cè)試體感決策算法的三臂機(jī)器人樣機(jī),進(jìn)行了針對(duì)該決策算法的精確性試驗(yàn),根據(jù)試驗(yàn)誤差數(shù)據(jù)對(duì)肩部關(guān)節(jié)夾角采用離散化取值識(shí)別,解決了肩部關(guān)節(jié)識(shí)別誤差,結(jié)果表明:測(cè)試者被捕捉到的關(guān)節(jié)處夾角和機(jī)器人對(duì)應(yīng)關(guān)節(jié)夾角的最大映射誤差為1.90°,上位機(jī)發(fā)送夾角值與機(jī)器人實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)的夾角值最大誤差為0.80°,在誤差允許范圍內(nèi),同時(shí)在該精度下完成一套采摘加噴施作業(yè)指令,平均耗時(shí)13.34 s,且操作者還可通過(guò)體感操控訓(xùn)練進(jìn)一步提高機(jī)器人作業(yè)性能,表明該算法具有準(zhǔn)確性和實(shí)用性。

20174004 油麥兼用氣送式集排器輸種管道氣固兩相流仿真與試驗(yàn)/雷小龍(中農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院),廖宜濤…//農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào).- 2017,48(3).-57～68

為研究種子在油麥兼用氣送式集排器輸種管道中的遷移規(guī)律,運(yùn)用EDEM-CFD耦合仿真方法分析了輸種管道直徑、長(zhǎng)度、橫縱管道長(zhǎng)度比(k)和接頭形式對(duì)種子運(yùn)動(dòng)特性和氣流場(chǎng)的影響;臺(tái)架試驗(yàn)研究了輸種管道結(jié)構(gòu)對(duì)排種性能的影響。結(jié)果表明:種子在輸種管道中受力與速度主要沿管道軸線方向,與氣流速度相同,種子遷移的動(dòng)力主要源自流體阻力。管道出口處種子速度隨k增加呈先降后升的趨勢(shì),輸種管道結(jié)構(gòu)顯著影響各行平均排種量和各行排量一致性變異系數(shù)。當(dāng)輸種管道直徑、長(zhǎng)度和k分別為42 mm、1.0 m和2/3時(shí),管道出口處種子速度、兩相流相對(duì)速度和壓強(qiáng)損失較小,排種性能較優(yōu)。接頭為彎管的輸種管道出口處種子速度明顯高于接頭為折線形管道,兩相流相對(duì)速度表現(xiàn)為彎管低于折線形接頭;彎管半徑100 mm的輸種管道氣流場(chǎng)和種子分布均勻,壓強(qiáng)損失較小。供種裝置轉(zhuǎn)速為10～40 r/min時(shí),排種油菜、小麥時(shí)各行排量一致性變異系數(shù)分別低于4.0%和5.0%,總排量穩(wěn)定性變異系數(shù)和種子破損率分別低于1.0%和0.1%。