《农业工程学报》2021年第9期通过农业装备工程与机械化、农业水土工程、农业信息与电气技术、农业生物环境与能源工程、农产品加工工程等栏目,专刊报道了生态化无人化农场关键技术装备与应用方面的部分最新科研成果。本期共刊发39篇论文,来自国内80多个高等院校和科研院所及企业单位,包括中国农业大学、同济大学、吉林大学、江苏大学、安徽大学、北京邮电大学、西北农林科技大学、华南农业大学、北京林业大学、山东理工大学、华中农业大学、沈阳农业大学等。所有研究均受省部级及以上项目资助,其中国家级项目达33项(国家重点研发计划项目13项)。
“农业装备工程与机械化”栏目
张闻宇等的《收获机与运粮车纵向相对位置位速耦合协同控制方法与试验》(十三五国家重点研发计划项目(2017YFD0700404);广东省重点领域研发计划项目(2019B020224001);广东省基础与应用基础研究基金项目(2019A1515111152))针对主从导航收获协同卸粮作业过程中作业车辆纵向相对位置控制需求以及拖车驱动系统非线性度较高的问题,设计了一种适用于主从导航协同收获卸粮作业的纵向相对位置协同控制方法,协同精度能够满足收获协同卸粮的作业要求,可为自主收获作业系统研究提供支持。
刘继展等的《棚架果园自主导航机器人快速上线方法与试验》(国家自然科学基金项目(31971795),江苏大学农业装备学部项目(4111680002),江苏省优势学科项目(PAPD-2018-87))提出了一种基于电子罗盘与激光雷达航向信息融合的位姿检测方法,依据精准位姿信息规划上线轨迹和最优上线角以实现快速的上线,以最优上线角完成自主导航系统快速上线,可为棚架果园无人化作业技术研究提供参考。
印祥等的《高地隙施药机自动驾驶系统研制与试验》(山东省重大科技创新工程项目(2019JZZY010734);山东省自然科学基金项目(ZR2020MC085);国家重点研发计划项目(2017YFD0700405);山东省高等学校优势学科人才团队培育计划项目(2016-2020))针对农业自动导航、电动自动转向、农机自动控制、精量施药控制等关键技术的集成应用问题,以高地隙喷杆喷雾机为平台,基于机电液一体化控制与软硬件标准化,研制了用于高地隙施药机的自动驾驶系统,能够实时准确执行手动遥控和自动导航2种模式下的操作指令,自动导航模式下的路径跟踪精度较高,满足田间施药作业需求,研究结果对自动驾驶研制有一定参考价值。
江世界等的《果园喷雾机器人靶标探测与追踪系统》(国家重点研发计划项目(2018YFD0700603);山东烟台校地融合发展项目(2019XDRHXMPT30))针对风送喷雾装备不间断无差别喷施造成的过量用药和雾滴脱靶严重的问题,设计了一种果园喷雾机器人靶标探测与追踪系统,随果树对象位置变化实时调整喷雾角度实现精准对靶。该系统能够适应不同形态果树中下部对靶施药需求,为开展果园精准植保研究提供理论基础与技术参考。
“农业航空工程”栏目
杭艳红等的《结合无人机光谱与纹理特征和覆盖度的水稻叶面积指数估算》(国家自然科学基金(4167012020);东北农业大学“学术骨干”项目(54932612))探究了无人机多指标构建叶面积指数估算模型的能力。通过不同纹理组合方式优选纹理指数,分别以光谱特征、纹理指数和作物覆盖度作为输入量建立一元线性模型,3类指标结合构建多元逐步回归和人工神经网络模型,分析多指标结合估算LAI的精度,可为基于无人机平台估算作物结构参数提供理论依据。
赵静等的《基于FCN的无人机玉米遥感图像垄中心线提取》(山东省农业重大应用技术创新项目(SD2019ZZ019);山东省引进顶尖人才"一事一议"专项经费资助项目(鲁政办字[2018]27号))提出一种基于全卷积神经网络的无人机玉米遥感图像垄中心线提取方法,为解决农业机器人在玉米田行间行走的全局路径规划问题提供了一种解决方案。
“农业水土工程”栏目
张丰等的《不同吸附特性的稻草生物炭对稻田氨挥发和水稻产量的影响》(国家自然科学基金(51709173);中国博士后科学基金(2019M661129);辽宁省自然基金(2019-MS-27);辽宁省青年科技人才"育苗"项目(LSNQN201909);沈阳市中青年科技创新人才支持计划项目(RC190472))对不同热解温度(300、500、700 ℃)和酸化水平(pH值=5、7、9)稻草生物炭处理下的田面水NH4+-N浓度、氨挥发和水稻产量进行了研究,结果表明,稻田增施热解温度为700 ℃、酸化水平为5(pH值=5)的生物炭(C700P5)降氨效果最好,两年氨挥发分别显著降低22.93%、12.61%(P<0.05)。高温热解配合偏酸性、中性生物炭(C700P5、C700P7)增产效果显著,增产率达9.92%~13.50%。揭示了不同热解温度和酸化水平制备的生物炭在稻田中的应用潜力,为稻田合理施用生物炭和减少化肥施用量提供理论依据。
“农业信息与电气技术”栏目
罗承铭等的《四边形田块下油菜联合收获机全覆盖作业路径规划算法》(国家自然科学基金面上项目(31771683);中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2662020GXP001,2662019QD001))为解决无人农场模式下油菜联合收获作业过程中自主导航作业路径自动规划及优化问题,提出了两套完整的针对任意四边形边界田块的油菜联合收获全覆盖作业路径规划算法,可为长江中下游区域稻油轮作无人农场中油菜无人化联合收获提供作业路径规划方面的理论与技术支撑。
宁政通等的《基于深度学习的葡萄果梗识别与最优采摘定位》(国家自然科学基金(51705365);广东省基础与应用基础研究基金(2020B1515120050);广东省普通高校科研项目(2019KTSCX197,2018KZDXM074,2020KCXTD015))针对葡萄采摘机器人在采摘作业中受果园环境干扰,难以准确识别与分割葡萄果梗及定位采摘点的问题,根据葡萄生长的特点提出一种基于深度学习的葡萄果梗识别与最优采摘定位方法,试验结果表明,在不同天气光照下该方法对葡萄果梗的检测精确率平均值为88%;在果梗成功识别后最优采摘点定位准确率达99.43%,单幅图像的果梗采摘定位平均耗时为4.90 s,为葡萄采摘机器人采摘点定位提供了一种可靠的方法。
农业工程是一个综合性的交叉学科,是现代科学、技术和工程与农业产业化、现代化的有机结合。经国务院学位委员会研究批准,农业工程为工学门类下属“一级学科”,下设4个二级学科专业:农业机械化工程、农业水土工程、农业生物环境与能源工程、农业电气化与信息化;农业工程类下设 7个本科专业目录:农业工程、农业机械化及其自动化、农业电气化、农业建筑环境与能源工程、农业水利工程、土地整治工程、农业智能装备工程。本刊为中国科学技术协会所属全国一级学会中国农业工程学会主办的一级学报,面向全球读者,刊载农业工程一级学科及其相关工程技术研究新成果。本刊被EI Compendex(核心版)、Scopus、CA、CSA、CAB Abstracts、CSCD、《中文核心期刊要目总览》、《中国科技核心期刊目录》等权威数据库收录。本刊在农业工程类期刊排名中多项位列第一,2015年入选国家新闻出版广电总局“百强报刊”,多年连续入选“中国最具国际影响力学术期刊”“百种中国杰出学术期刊”“中国精品科技期刊”“RCCSE中国权威学术期刊”“科技期刊数字影响力100强”等。2019年获得中国科协等七部委联合实施的“中国科技期刊卓越行动计划”项目支持。2020年入选中国农林领域高质量科技期刊分级目录第一区(T1)。
感谢山东理工大学兰玉彬团队提供的封面图片“生态无人农场”!
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