基于微波反射法的冬笋探测器设计
2021-11-09王俊楠倪忠进黄政晖倪益华
中国农业大学学报 2021年9期
王俊楠 吕 艳,2 倪忠进,2 黄政晖 倪益华,3*
(1.浙江农林大学 工程学院,杭州 311300;2.浙江省竹资源与高效利用协同创新中心,杭州 311300;3.国家林业局林业感知技术与智能装备重点实验室,杭州 311300)
我国是竹类资源较为丰富的国家,竹林面积约641.16万 hm2,其中毛竹林面积约467.78万 hm2,占总竹林面积72.96%[1-2]。冬笋是夏末秋初时期由毛竹地下茎的鞭芽生长而成[3],是一种含有丰富营养物质的美味食材。由于冬笋的成竹率很低[4],因此合理的挖取冬笋既能为农民创造收入,也不会影响竹林生态平衡。但冬笋生长在地表以下,只能依靠农民的经验判断冬笋的位置,依据人工经验的采收方式限制了冬笋的产量,而且盲目的挖掘会破坏植物的根茎。
目前国内外对于冬笋探测技术的相关研究较少,可用于探测冬笋的方法有以下几种:电阻率法、超声波法、微波成像法等。储修祥等[5]发明了一种电阻式冬笋探测器,使用探针作为传感器利用冬笋与土壤的电阻率差异来判断地下冬笋的位置;王刚等[6]发明了一种分离式超声波和地阻互补冬笋探测仪,利用超声波在不同介质中衰减的规律配合冬笋与土壤电阻率的差异协同辨别冬笋生长的位置。上述2种设备虽然制作成本低廉,但每次探测需要将探针插入泥土内容易对冬笋造成损伤,且探测过程复杂。Butnor等[7]利用探地雷达设备对土壤内的植物根茎进行成像处理,并构建植物根茎地下空间分布的模型,该模型最小能分辨直径为1 cm的地下茎。……
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