近日,第十届国际大学生智能农业装备创新大赛在青岛农业大学举行。大赛由国际农业和生物系统工程委员会、中国农业机械学会、中国农业工程学会、省部共建现代农业装备与技术协同创新中心、农业工程大学国际联盟共同主办。我校推报的参赛项目从国内218所高校的1845项参赛作品中脱颖而出,斩获特等奖3项、一等奖5项、二等奖3项,以总分第3名的领先优势蝉联大赛“优胜杯”。
决赛现场,我校参赛选手展示了一系列创意新颖的智能农机装备作品,涵盖智能农业装备科技发明、机器人竞技、企业命题创新和未来概念设计四大类别,聚焦精准农业、智慧农机等前沿领域。经过激烈的项目路演和现场问辩,由肖茂华、邹修国、汪小旵等老师分别指导的3个项目斩获全国特等奖,由郑恩来、卢伟、章永年、施印炎、张保华等老师分别指导的5个项目斩获全国一等奖,由施印炎、代德建、倪军等老师分别指导的3个项目荣获全国二等奖,由赵国、刘龙申、蹇兴亮、张澄宇等老师分别指导的4个项目获全国优秀奖。
《膜孔智耕——智能覆膜穴播一体机》
团队成员:张诗妍、王之恒、许佳旋、余灵慧、史俊天
特等奖作品《膜孔智耕——智能覆膜穴播一体机》基于智能化运动平台、覆膜打孔开穴播种一体化机具、智能控制终端等,研发集开穴覆膜打孔播种为一体的智能化农业机器人,以满足食用豆类作物规模化生产对智能覆膜播种作业装备的需求,大幅提高生产效率,对推动我国食用豆类种植和覆膜播种发展具有重大意义。
《丘陵山地农机具轨道运输系统》
团队成员:钟子名、胡艺缤、李梦、程千哲、袁源
特等奖作品《丘陵山地双轨农机运输系统》聚焦丘陵山区机械化作业缺失与农机转运难题,利用自主研发的技术,构建了一套适应丘陵山区的双轨农机运输系统。该系统围绕轨道结构设计、农机装卸快换平台、转运平台智能调平系统以及在轨状态监测与精准制动四大模块,深入研究生产效率提升与实际生产条件,着重突破智能高效精准技术。系统能够实现700kg最大载荷、最大30°的调平幅度及最大0.45°的调平误差,有效满足中小型农机山地转运需求,显著提升丘陵地区耕地的机械化率与智能化水平,推动山地农业的技术升级,为山区农业生产提供了全新的解决方案。
《基于视觉技术的规模化养鸡场巡检消杀机器人》
团队成员:李慧捷、张耀波、袁浩宇、郑万通、文华新
特等奖作品《基于视觉技术的规模化养鸡场巡检消杀机器人》聚焦规模化养鸡场自动化管理难题,以提升鸡只健康监控水平、养殖效率为核心,旨在实现养鸡场智能化管理与自动化作业,保障高效生产与可持续发展。项目创新研发基于视觉技术的规模化养鸡场巡检消杀系统,攻克鸡只异常行为识别、环境监测、自主导航避障与自动化消杀等关键技术,打造高精度、低成本、智能化的养殖场巡检消杀系统,有效降低人工成本,推动现代化养殖业技术革新。
《知菽达里——南方大豆自适应供净播种平台》
团队成员:梁豪、谭宏博、王钞、肖宇彤、易福洲
一等奖作品《南方大豆自适应供净播种平台》针对目前南方大豆播种作业精度、机械化及智能化水平偏低、作业效率低、核心技术及部件缺乏等问题,从电驱移动平台、可控精准定位播种、自动供种净种、作业状态监测、智能精准变量施肥等方面出发,紧密结合南方大豆农艺要求,针对南方大豆种植的小区田、缓坡田、设施大棚,以生产质量、效率的有效提升,设备的高效、精准、智能为目标,结合实际生产要素,开展南方大豆净种供种播种关键技术与装备研发,满足南方大豆自动化、智能化播种作业需求,有效提高我国南方大豆智能播种装备的自动化、智能化水平以及提高作业效率。
《基于振镜系统的棉花激光打顶机器人》
团队成员:郑开清、赵子楠、林洪宇、秦瑞龙、赵宇超
一等奖作品《基于振镜系统的棉花激光打顶机器人》,紧贴我国三大产棉区的棉花种植实际需求,着眼于减少棉花打顶环节的农药使用量,针对作业对象品种繁杂、种植模式差异大等难题,精心研发了一款基于振镜系统的棉花激光打顶机器人。该机器人采用太阳能油电混合供电系统,能够依据作业要求与现场实际状况,灵活自主地切换供电模式,有效降低能源消耗。在导航与识别方面,借助多传感器耦合置信导航算法,实现作物行间的精准惯性导航,同时,运用轻量级神经网络YOLOv8,达成对棉花顶芽的高效识别。在实际作业中,基于激光振镜系统,可开展棉花激光打顶作业。其四驱独立转向的独特设计,赋予了机器人卓越的动力性能与出色的移动能力,能够轻松适应不同地形和多种种植模式,实现精准打顶作业,充分满足绿色、高效棉花打顶的作业要求,具备智能化、轻量化、高机动性等诸多显著特点。
《系列化柔性抓手设计与果蔬无损自适应抓取分拣研究》
团队成员:彭烨、刘昱垚、王凯、王鑫锟、朱翎溪
一等奖作品《系列化柔性抓手设计与果蔬无损自适应抓取分拣研究》设计了两指、三指、六指等不同手指数量的机器人柔性抓手,能够具体地应对不同种类果蔬的抓取分拣工作,为果蔬的高效无损分拣提供了创新的解决办法。本团队主要针对六指抓手进行柔性结构优化设计,增强抓取的自适应性,并且构建视觉、压力、弯曲度三种类型传感器融合的信息获取系统,建立更加完善的果蔬抓取控制策略,实现对果蔬的精准抓取。本项目设计的机械手通过仿生设计及传感器融合反馈控制实现对多种物体的精准抓取,确保抓取过程中保持无损状态,适用于农业、食品加工及物流等多种应用场景。该项目的技术为现代农业自动化提供了重要的技术支持,有助于推进柔性机器人抓取系统在多领域的实际应用。
《跨式并联名优茶采摘机器人》
团队成员:罗一通、柴艺菲、马若琪、吕博凯、王蒋奕
一等奖作品《跨式并联名优茶采摘机器人》设计了一种基于Delta并联结构的跨式名优茶采摘机器人,主要由轮式底盘、Delta机械臂、双目视觉模块、末端执行器和运动控制器组成。系统采用轻量化轮式底盘,具备快速移动与灵活转向能力,结构简易、成本较低。控制系统基于EMC运动控制卡,支持EtherCAT总线通信,结合高速前瞻算法、样条插补与S型加减速算法,实现高速度、高精度运动控制。视觉识别方面,结合双目视觉、YOLOv7与ROI区域处理构建嫩芽识别网络,识别精度达95.71%,平均识别时间为35.8ms/个,显著减少误采与漏采现象。系统可自主完成采摘区域定位、嫩芽识别与采摘,提升了名优茶采摘效率与智能化水平。
《高架草莓自动采摘机器》
团队成员:孙娅婕、俞喆、张亦萱、黄天昊、夏创
一等奖作品《高架草莓自动采摘机器》,将控制系统、定位算法和视觉识别三者相结合,包含了行走、供电、控制和手眼四项系统。设计了“眼在手上”的夹持剪切一体化末端执行器;根据草莓的生长特征加入深度学习识别与定位算法,提出了自适应草莓特征增强网络,生成草莓掩模;应用相机成像原理以及三维空间坐标系变换,提出了一种草莓果梗采摘点定位方法与成熟度判别方法。可实现在草莓高架间灵活行走,完成机械手执行果梗剪切和草莓运输的任务,并且识别成功率不低于90%,单粒草莓平均采收速度可达到10s每颗,满足了灵活、稳定、体积小的田间工作需要。
《基于病虫害检测的智慧菇房巡检机器人》
团队成员:田志昊、徐浩然、马星原、冯小航、刘钰
二等奖作品《基于病虫害检测的智慧菇房巡检机器人》结合了近红外光谱分析、深度学习算法和虚幻引擎(UE4)虚拟现实技术,实现了对双孢菇生长环境的全面监控和管理。通过近红外光谱分析,提取了有虫时的双胞菇土壤对应波长,构建了土壤病虫害预测模型。利用 YOLOv8-s 算法对双孢菇进行特征识别,建立了双孢菇生长预测模型,从而预估双孢菇产量。此外,通过虚幻引擎搭建的虚拟菇房,实现了工作场景的可视化展示和人机交互,提高了管理人员的工作效率和决策精度。能够有效预测病虫害发生和双孢菇产量,为现代农业管理提供了新的解决方案。
《基于小麦氮素实时诊断的精准追肥机》
团队成员:宋明翰、倪琪、黄灵涵、刘义轩、杨家腾
二等奖作品《基于小麦氮素实时诊断的精准追肥机》针对当前小麦田间管理过程中存在的施肥精度与化肥利用率低等问题,研制了基于小麦氮素实时诊断的精准追肥机。通过集成车载式小麦生长信息动态获取决策技术,开发麦田变量追肥装备与控制技术,最终构建了小麦养分诊断与精准追肥数字化软硬件平台。根据麦田养分空间变异性确定了车载式小麦养分传感器的部署方法;设计了能够满足小麦不同生育期精确追肥需求的固态、液态追肥装置,并构建了相应的施肥系统数学模型。作品可以实现车载式作物生长监测系统与变量施肥系统的高效耦合,形成完整的闭环控制链,实现高效低损田间变量施肥作业,降低农业生产成本,增加种植效益,为现代农业变量施肥机械的后续研究提供技术参考。
《增程式履带底盘与导航避障智控一体果园除草机》
团队成员:杨海伟、尚倩文、彭伟伟、骆安馨
二等奖作品《增程式履带底盘与导航避障智控一体果园除草机》聚焦人工、化学及传统机械除草弊端,攻克精准对行、高效除草、续航短等技术痛点。项目融合多源信息智能感知、模块化底盘设计、自适应能量管理及智慧果园系统等核心技术,实现北斗精准导航、智能避障、动能回收,除草效率提升68%、续航时间提升58%,伤苗率低至1%。已完成多地试点推广,除草成本较人工减少40元/亩,助力果园降本增效、绿色生产,为乡村振兴与农业现代化提供智能装备解决方案。
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