基于高速DSP深度视频帧内编码的农机导航系统设计

为了解决农机基于电子地图导航系统的抽象性和缺乏沉浸感的缺点,以图像清晰化复原算法为依据,提出了一种基于高速DSP图像处理系统的导航深度视频帧内编码方法,并设计了一种新的农机导航系统,从而实现了导航视频的快速处理,达到了快速精准导航的目的。本次设计的农机导航系统选用高清摄像机作为视频采集装置,使用FPGA作为协同处理器,将深度视频帧内编码数据发送到DSP主处理芯片进行处理,最后将处理得到的结果在VGA接口进行显示。为了验证系统的可行性,以低矮作物的农机导航为测试对象,利用导航系统对作物和障碍物进行了摄像,并对实时获得的视频进行深度视频帧内编码处理,最终得到低矮作物和障碍物的具体标定位置,为农机自主导航线的划定提供了基本依据。     

深松整地作业检测仪

正深松整地作业检测仪是安装在深松机组上,具有卫星定位、无线通信、作业深度监测、机具识别、图像采集、显示报警等功能的装置。深松整地作业检测仪采集到的详细作业信息传输到农机深松作业远程监测信息平台,对农机深松作业进行质量分析,从而实现了对深松深度、面积及作业达标面积等作业质量指标数据进行记录并实时监控。深松整地作业检测仪的推广应用,加强了深松整地作业质量监管力度,提高了监管工作效率,降低了监管成本,保证了作业质量,规避了虚报作业面积、降低作业标准的各种风险,切实做到了深松整地保护性耕     

嵌入式拖拉机视频监控系统设计 —基于DSP和视频压缩编码

受到作业环境的影响,采用传统的监控系统对拖拉机远程作业情况进行监测具有一定的难度。为了改变这种现状,提高拖拉机远程监控系统的效率和监测质量,将嵌入式DSP系统和视频压缩编码技术引入到了监控系统的设计上。所设计的系统只用一个DSP芯片和简单的外围电路,便可以完成视频的采集、压缩编码和网络传输等。采用小型嵌入式系统省去了复杂的系统移植过程,且系统具有强大的运算能力,可以对视频图像进行效率较高的压缩编码。为了验证方案的可靠性,对拖拉机监控系统压缩编码的通信质量进行了测试。失真度测试结果表明:该系统的通信质量较好,可以满足拖拉机远程监控系统的设计需求。     

农机信息化综合服务平台设计 —基于智慧城市嵌入式快递系统

为了进一步提高农机信息化综合服务平台的智能化水平,将智慧城市嵌入式快递系统引入到了平台的设计上,使平台同时具备农田地块规划、农机定位导航、农机调度分配,以及信息反馈等综合智能化服务功能。将农机车载终端和传感器及GPS进行连接,所得到的农机位置信息通过GPRS传送到远程监控端,远程端结合Google和GIS电子地图,可以对农机位置进行标记,同时显示农机的运行轨迹,从而实现了农机信息系统的实时轨迹跟踪和作业情况反馈。为了验证方案的可行性,对农机信息化综合服务平台进行了初步测试,由农机路径规划测试和农机作业时间统计证明了方案的可行性。     

基于ARM的农机作业信息远程传输系统设计

针对现有的农机作业信息远程传输系统产品功能过于单一,无法满足日益增长的农机监管需求,且在无线网络信号差的地块存在数据丢失的问题,开发一种基于ARM的农机作业信息远程传输系统,选用STM32F103作为主控制芯片,通过CAN总线采集作业的数据信息,通过RS232串口采集作业的图像信息,采用集成化的SIM808模块来采集卫星定位信息和实现远程数据传输功能,同时设计远程数据传输协议和数据补传系统,可以实现即使在田间GPRS移动无线网络信号丢失时的农机作业的数据信息、空间信息和图像信息的远程传输。试验结果表明,该远程传输系统无线通信数据丢包率小于等于0.2%,数据补传成功率100%,系统功能全、通信可靠性和安全保障机制高,对提升农业装备机械化与信息化融合具有重大的意义。     

基于Web-GIS的多机协同作业远程监控平台设计

为了实现对多机协同导航作业的实时远程监控，设计了基于Web-GIS的多机协同作业远程监控平台。该平台主要包括数据收发、数据存储、数据查询、数据显示和数据分析模块。其中，数据收发模块采用Socket技术实时接收多机位置和航姿等作业信息，并可以向车载终端发送远程控制命令。数据存储模块负责将接收到的作业信息存储到相应的SQL Server数据表中。数据查询模块用于多机作业历史信息的查询，并以表格的形式将查询结果呈现在网页中。数据显示模块结合Web-GIS技术，通过与百度地图服务器进行实时交互，实现多机作业轨迹的可视化显示。数据分析模块实时分析处理多机位置和航姿信息，对各农机进行决策分析和任务调度，从而实现多机协同作业。试验结果表明：平台具有良好的稳定性，能够实时显示多机作业轨迹和作业信息，并可以实现多机任务调度，从而满足多机协同作业需求。     

农机快速导航系统设计—基于图像边缘检测和3D深度视频帧内编码

在农机多行作业时,其作业效率主要受到导航精度和系统响应速度的制约。为了解决农机多行作业导航精度和时效性的问题,基于边缘检测方法和3D视频编码技术,引入了一种深度帧内编码方法,用于实时导航视频的获取,有效提高了导航的时效性和导航精度。在实时图像的垄位置标定和导航线提取时,基于特征点匹配计算量大、误匹配概率高及实时性不强的确定,提出了导航线检测的Sobel算子,有效提高了导航线获取的精度。最后,利用样机对快速导航系统进行了测试。测试结果表明:基于图像边缘检测和3D深度视频帧内编码的农机导航方法,可以实时准确地标定作物垄的导航线,满足了农机快速导航系统的设计要求。     

农机作业现场视频无线传输系统的设计与实现

为解决农业机械作业信息滞后、时效性差的问题,基于嵌入式技术和3G通信技术设计一套应用于农机作业现场的视频无线传输系统.系统中制定了一种可靠的进程间通信规约,采用H.264视频编码技术编码视频,根据RTP协议封装编码后的视频数据,使用3G无线网络作为通信信道传输视频数据给远程监控中心.试验表明,系统工作稳定可靠,能够实现每秒25帧720×576分辨率大小的实时视频的传输.     

除草机器人视觉导航中路面检测方法研究 —基于DSP图像深度处理

除草机器人是自主作业水平较高的一种新型农机设备,由于作业环境复杂,其作业质量和效率受视觉导航系统的影响较大。为了提高除草机器人视觉导航系统的精度及实时处理图像的效率,将DSP图像处理技术引入到了视觉导航系统的设计上。为了验证方案的可行性,结合MatLa软件对系统的图像处理能力进行了仿真实验,首先将采集图像利用MatLab处理为CCS的数据文件,然后传送给DSP处理器进行处理,最后将处理数据利用CSS传给MatLab软件进行图像显示,验证其是否能够成功的提取导航线位置。     

现代农机导航系统设计——基于极限学习机图像智能分类算法

农业采摘机械采用机器视觉技术后,可以自动识别成熟果实,然后通过自主路径规划,达到自主定位导航的目的。为了实现这个过程,农机定位导航系统必须具有高精度快速处理图像的相关算法。为此,将极限学习机算法引入到了农机导航系统中,并结合BP神经网络算法,通过对成熟果实和果树图像坐标的确定,实现农机作业的快速导航。为了验证方案的可行性,对算法的计算效率和精度进行了统计,结果表明:采用极限学习机后,采摘效率有了明显的提升,精确性也有所提高,可以满足现代化农机装备的设计需求。     

联合收获机CAN总线架构设计与试验

针对国内外农机装备智能化发展及设备物联远程网控需求,基于ISO 11783系列标准,提出并设计了联合收获机智能CAN总线方案及其应用系统。根据联合收获机的作业特点和智能控制需求,建立了由动力CAN总线、设备管理CAN总线、专用设备CAN总线1和专用设备CAN总线2组成的模块化、可扩展的智能农机CAN总线网络结构。基于ISO 11783 CAN总线应用层协议标准,制定了智能化联合收获机远程网控通信协议。最后,进行了联合收获机CAN总线应用系统网络负载和实时性的通信试验及工程应用试验验证。试验结果表明,在500 kb/s波特率下,所有总线的负载率均小于30%,数据在3层CAN总线之间传输总延时小于1 ms,满足联合收获机智能远程网控CAN总线系统的设计要求。     

基于Java的农机作业调度管理Web平台架构技术研究

为了解决农机的派出、组织生产和质量监控等缺少有效管理技术手段的问题,基于B/S架构,使用Java语言和Web服务器,开发了农机调度管理服务平台框架。平台前端以JSP实现与用户交互界面,主要实现了注册用户对个人信息的管理、管理人员和作业人员的双向搜索等功能;平台后端的业务逻辑用Java语言实现。在作业前,可以将农机机具、作业人员信息和农田地理信息录入到调度系统中,根据实际农田作业需求,利用GPS导航规划路径;在作业时,可以对作业质量和作业效率进行监控,从而有效地提高了农机的管理水平;最后,使用调度系统和不使用调度系统对6个农田地块的作业效率进行了对比,验证了系统的可行性。     

基于Google Maps的农业机械作业轨迹监测系统

为满足现代农业机械管理需要,实现农业机械作业调度与实时监控,运用GPS、GPRS和Google Maps技术进行有机集成,构建了农业机械作业轨迹监测系统.该系统采用单片机整合GPS模块、GPRS模块实现车载GPS数据无线远程回传,通过Google Maps API构建Web GIS系统,采用ASP.NET实现农业机械田间作业管理;以Web Service技术及Ajax技术实现作业轨迹回放、作业实时定位及长度、面积测量等功能.     

乡村旅游产业集群化在现代农机资源整合中的应用 —基于低碳背景

在低碳背景下,乡村旅游产业已经初具规模,且形成了一定的产业集群化,有利于合理的分配旅游信息和服务资源,提高旅游产业的服务水平.在农机作业时,特别是在多农机作业时,利用产业集群化思想可以实现农机资源的合理调度与分配,从而提高农机的作业效率,实现多农机协同化生产作业.在农机资源调度与分配时,还可以利用智能化算法对农机的行驶...     

基于多跳无线局域网络的多联合收获机速度协同控制

随着现代化农业科学技术的进步,大面积协同作业逐渐开始应用在机械自动化生产过程中,为了提高联合收获机械装置作业的生产效率,提出了一种多机协同控制的多跳无线局域网络,实现了多机大面积协同化作业控制。利用无线多跳网络,基于地形和地质条件,统一多机作业的速度,根据脱粒滚筒的转速和籽粒的损失率,对协同速度进行优化。为了验证设计的多跳无线局域网多速度协同控制的有效性,对多联合收割机的速度优化效果和籽粒的损失率进行了实验测试。由测试结果可以看出:采用多联合收割机前进速度协同控制后,其机械效率和籽粒的损失率都得到了明显的改善,从而验证了速度协同控制方法的可靠性,为大面积农作物收获机械自动化作业通信技术的研究提供了一种新的无线多跳网络优化方法。     

农机购置补贴政策与智慧农业体系的关联度模型分析

由于农机购置补贴政策和智慧农机体系的构建具有一定的关联性,采用灰色关联度建立了关联性分析模型,并采用极限神经网络算法对模型进行了优化,从而将关联性应用到智慧农业体系的构建上,特别是农机的远程调度管理系统的设计上,提高了系统的设计效率.以农机的远程调度管理为例,构建了智慧农业体系,并对关联性模型的作用进行了验证.结果表明...     

基于Zig Bee播种机漏播补种系统研究

基于Zig Bee无线传感网络技术、以播种机作为研究对象,设计出一种无线传感网络技术控制下的播种机漏播补种系统平台,并利用Zig Bee无线传感网络通信技术,实现对机械运作中的故障进行远程监控、报警。同时,为了更进一步的验证该播种机漏播补种系统设计的可靠性、安全性、稳定性,专门对试验样机进行了测试。     

五山-2000A型联合收割机的使用调查

对五山-2000A型橡胶履带自走式谷物联合收割机，在本区域的使用中所出现的故障进行了统计和汇总，对故障的原因进行了初步分析，并得出了相关的结论和建议。旨在引起各农机厂商的重视，以进一步提高包括联合收割机在内的所有农业机械的整体质量，促进行业健康发展。     

基于地理信息系统MapGIS的农机调度分配优化研究

为了提高多农机联合作业的效率,使农机在农忙时节能够高效地完成作业任务,基于地理信息系统MapGIS技术构建了农机调度分配优化系统,并利用云平台技术构建了调度系统的基本框架,设计了农机调度分配的动态显示可视化系统,有效提高了农机的现代化管理水平.以相同面积的农作物作业为研究对象,对采用农机调度优化系统前后的作业效率进行了...     

农业装备运维与作业服务管理信息化技术研究进展

智能农业装备是信息化、自动化、智能化的综合体,其智能化水平主要表现在作业过程状态感知、数据分析、科学决策与自主控制等先进技术的应用。目前,我国农业装备在作业服务方面主要存在故障自动监测实用性差、维修服务资源配置失衡以及服务调度成本高等问题。本文以农业装备中典型机具——联合收获机为例,重点综述了国内外联合收获机运维服务管理相关典型技术的现状和特点,阐述和剖析了农业装备远程运维服务平台、作业数据监测、多机协同作业以及运维服务优化等方面的研究现状和发展动态。阐述了运维服务管理平台总体构架与技术进展;并分别阐述了作业工况、作业质量感知与车载终端管理等远程运维数据监测技术研究进展,路径规划、协同控制与任务分配等多机协同作业技术研究进展,故障诊断预测、维修策略与群体调度等运维服务优化技术研究进展;最后,结合实际应用场景,总结分析了农业装备运维服务管理技术所面临的挑战和机遇,提出了农业装备信息化管理技术的未来发展方向;并指出我国农业装备运维服务管理信息化技术未来研究方向。