基于差分计算的林木测量二维点云数据滤波

为滤除激光扫描仪获取的林地采育作业环境的无效数据,从原始数据中抽取出目标立木的数据,需要对扫描仪获取的数据进行滤波处理。将差分方法应用于数据滤波,通过MATLAB编程实现滤波算法并对其关键阈值进行分析研究。结果表明,在32m的扫描范围、0.5度的分辨率的条件下,设定有效点个数为3～40个,阈值为200(mm)时,可以把目标立木从原始信号数据中有效过滤出来。     

林木联合采育机前车架关键铰接点承载仿真分析

前车架是林木联合采育机的关键部件之一,为准确反映林木联合采育机作业过程中工作臂对前车架的受力作用,本研究利用Pro/E模型和ADAMS软件建立了虚拟样机,根据工作臂实际作业情况编写液压缸运动函数,进行工作臂作业动力仿真.通过分析林木联合采育机作业过程中前车架关键铰接点受力随作业时间和偏转角度的变化趋势,得到偏转角度为0°、75°时最危险,前车架关键铰接点的承载力最高为170 kN左右.     

沙槽设计与纵向插草测试研究

为了研究草沙障铺设过程中插入阻力和牵引的大小和影响因素,并为固沙装备铺设系统和牵引动力系统设计提供理论参数,本研究设计并搭建了草沙障插入装置试验平台,对刀盘在沙地中插草过程进行了参数化建模,分析了刀盘各运动状态下的受力因素,并进行了参数化计算和公式推导,建立了不同运动状态下插入阻力和牵引力平衡方程。结果表明,通过单因素和正交试验研究,铺设速度对插入阻力和牵引力大小并无明显影响,但是插入深度和铺设厚度对两者影响显著。建立插入阻力和牵引阻力与插入深度、铺设厚度、铺设速度之间的回归模型,通过分析回归模型和响应面结果最终得出影响插入阻力的因素主次顺序为铺设厚度和插入阻力,影响牵引力的因素主次为插入深度和铺设厚度。将实际测量值与理论模型计算值比较,最后得出相近程度达到98%左右。     

面向农业多轴加工设备的开放式控制系统应用

农业加工以及作业设备逐渐向机械化和自动化方向发展。农业加工设备逐步由传统串联形式向多轴并联形式转变,但基于其复杂多样化的结构形式,控制系统的搭建工作难度较大,成为制约其发展的主要因素。提出采用高度模块化、可移植性以及实时性能良好的LINUXCNC控制系统,提供一种面向农业多轴加工设备的开放式控制方法,能够简化系统搭建工作,促进我国农业加工设备的发展。      

基于特征融合的林下环境点云分割

针对林下环境几何特征的复杂性,以及基于边检测、表面增长和聚类分割方法存在的效率低、分割不足及过度分割等问题,提出了一种基于特征融合的点云分割方法。采用地面激光扫描仪FARO在北京林业大学选择样本区域进行扫描,对扫描得到的数据进行采样点剔除及滤波,得到由1166302个点组成的林下环境点云数据,主要包括林木、地面、石块、人4类目标。综合利用点云法向量信息和激光反射强度信息可实现点云分割。其中,点云激光反射强度可直接从扫描得到的点云数据中获取;法向量可根据点云数据的三维坐标信息,通过对点云数据建立kd-tree数据结构,执行k-邻域搜索,并基于PlanePCA算法计算得到。将点云法向量和激光反射强度2方面的特征优势进行融合,计算中心点与邻域点的综合相异度,并判断其是否在阈值范围内,最终实现点云分割。比较基于特征融合、法向量和激光反射强度3种聚类分割方法得到的分割结果可知,基于特征融合的聚类分割方法能较好地保留数据特征,且分割完整度明显优于其他2种方法。      

基于虚拟样机技术的联合采伐机静态稳定性分析

介绍了虚拟样机技术的内涵及应用现状,利用ADAMS完成了联合采伐机CFJ30虚拟样机的建立,通过对CFJ30静态稳定性的传统理论计算与虚拟样机的仿真分析结果的比较,验证了虚拟样机技术在联合采伐机设计过程中应用的可靠性,为下一步CFJ30动态稳定性仿真分析、整机性能测试奠定了基础.     

伐木机视景仿真系统探讨

随着林业经营模式的改变,将虚拟现实技术应用于林业伐木机培训成为今后林业机械发展的趋势.通过对培训系统总体结构及工作原理进行分析的基础上,重点阐述了系统的视景仿真系统及动力学仿真系统,然后对系统中所用到的视景仿真软件进行简单地概述,提出将虚拟现实技术应用于林业机械,对林业的发展具有深远的应用前景.     

伐木机机械臂虚拟样机的设计

利用Solidworks强大的参数化特征建模功能和三维动态装配技术,对伐木机机械臂进行三维实体建模,生成参数化的零部件实体.结合COSMOSMotion运动力学仿真功能对机械臂的运动进行了动态模拟,并进行装配和干涉检查,可显著地缩短研发周期,降低设计成本.     

基于PLC的沙漠苗条栽植机控制系统设计

基于PLC(Programmable Logic Control)的沙漠苗条栽植机是为了改善沙漠环境,使沙漠苗条栽植机的工作自动化,提高栽植机工作的可靠性和效率,提高栽植苗条的质量,减轻劳动强度,提高劳动生产率,大大加速沙漠、沙地绿化的速度.通过对沙地苗条栽植进行任务规划和工艺流程分析,确定了PLC的I/O点数和PLC控制器,给出了硬件组成和程序流程图等.经实地试验表明,插条深度适中,提高了沙地环境改善装备的自动化水平和苗条成活率及栽植效率.