基于动态识别区和B样条曲线的智能叉车避障路径规划

为降低干果仓储智能叉车自主避障误警率,提高仓储空间有效利用率,结合叉车运行环境特点,基于激光传感器,设立探测范围随车速、等效转向角变化的动态识别区,有效探测叉车行进方向上的障碍物;将获得的障碍物特征控制点作为分割点,采用四次五阶准均匀B样条曲线,分前后段合并生成满足叉车最小转弯半径、曲率连续、最大转向轮角速度等多约束条件下的避障路径;对仓库中的直行路段和转弯路段进行避障路径规划试验,结果表明所得避障路径满足各项约束,曲率不大于1. 06×10-3mm-1,等效转向角不大于60°,等效转向轮角速度不大于1. 05 rad/s,验证了算法的可行性。     

畜牧养殖环境监测自主移动平台轨迹跟踪控制算法

为实现畜牧养殖环境全方位监测,开发了可实现轨迹跟踪的自主移动监测平台。以具有非完整约束特性的自主移动平台为研究对象,研究其轨迹跟踪问题。在平台的结构基础上,通过建立其运动学模型及误差模型,提出基于Lyapunov函数和反推(Backstepping)时变状态反馈控制方法的轨迹跟踪算法,实现自主移动平台转向轮转角和行驶速度的控制。仿真和试验表明:所提出的控制算法能使该平台较好的收敛于期望轨迹,当跟踪期望轨迹稳定后,控制参数为(k_1,k_2,k_3,k_4)=(0.1,0.2,0.15,0.3)时,直线轨迹跟踪误差为x_e=±7 mm,y_e=±9.8 mm,θ_e=±4.2°,圆弧轨迹跟踪误差为x_e=±6.2 mm,y_e=±8.3 mm,θ_e=±5.8°,取得良好的跟踪精度。该研究可为畜牧养殖环境监测自主移动平台轨迹跟踪控制提供参考。     

果品蔬菜中果胶酶活性测定方法的探讨

ＰＧ果胶酶活性值是果蔬采后生理研究中的一项重要指标，该值的准确性与测定时对照方法的关系十分密切。本文研究了碘量法测定果品中ＰＧ果胶酶活性时不同的对照方法，确定了较为合理的对照条件     

基于激光扫描区域动态变化的智能叉车障碍物检测

为了解决干果仓储过程中智能叉车行驶过程的障碍物误检问题,该文提出一种基于车速与转向角的智能叉车障碍物动态检测方法。智能叉车通过车载激光传感器实时获取车身位姿和周围环境信息,并结合所建立的叉车运动几何模型,形成基于水平和倾斜激光测距传感器扫描面的双面融合障碍物动态检测方式,使得智能叉车的障碍物检测区域随车速及转向角动态变化。试验结果表明:水平扫描测距传感器的试验中,该文方法未出现误检情况,而扇形方法误检率为50.00%,矩形方法误检率为10.00%;倾斜扫描测距传感器的试验中,该文方法未出现误检情况,而扇形方法误检率为30.77%,矩形方法误检率为69.23%。该文方法的警情预测与实际相符,以水平扫描测距传感器为主,倾斜扫描测距传感器为辅,能够检测到的障碍物最低高度约为31mm,有效解决了智能叉车在仓库中的障碍物误检问题,较传统障碍物检测方法更适用于仓储运输,提高了智能叉车在仓库中的机动性和安全性。该研究可为体型较大的仓储智能运输车辆的障碍物检测方法提供参考。     

基于B样条曲线的智能叉车托盘拾取路径规划研究

干果仓储中托盘摆放的位姿具有不确定性,应用路径规划技术可实现智能叉车托盘自主拾取,提高叉车在仓储作业中的灵活性。以具有非完整性约束特性的堆垛叉车为研究对象,提出基于三次均匀B样条曲线的托盘拾取路径规划方法。综合考虑最小转弯半径、首末端点约束、曲率连续等多约束条件,建立路径曲率最小化的目标函数,并通过Matlab优化工具箱求解待优化的曲线参数。仿真结果表明,针对不同位姿的托盘拾取场景,该方法能得到曲率连续、转向轮转角不超过叉车最大转角的可行路径。在仓库中进行路径规划及跟踪试验,试验表明,在前进距离为6 500 mm、托盘横向偏移距离1 500 mm、偏移角15°的场景下,终点横向偏移误差4. 71 cm,终点航向角误差为9. 6×10~(-3)rad,验证了算法的可行性。     

干果仓储智能叉车交互式虚拟仿真平台设计与试验

为缩短干果仓储智能叉车自动化开发周期、提高作业可视化、人机交互性,基于Unity3D虚拟现实技术,设计干果仓储智能叉车交互式虚拟仿真平台。该平台首先采用SolidWorks等三维建模软件,创建叉车、货架等对象的三维模型,然后以仓库管理系统为中间对象,建立虚拟平台和实车平台通讯,其次利用Unity3D虚拟引擎技术中的函数、组件和插件模拟传感器与运动模块,设计友好的交互界面,实现作业指令发布、关键参数交互的虚拟平台。最后设计取货作业验证方案,并进行虚拟平台的取货作业试验。试验表明,该平台能直观地模拟干果仓储智能叉车作业的过程,符合真实的取货过程,可为智能农机的作业模拟提供参考,促进农业机械智能化。     

哺乳母猪智能饲喂物联网系统设计

【目的】设计哺乳母猪智能饲喂物联网系统,以实现哺乳母猪饲喂状况远程监控。【方法】系统通过Netty传输自定义TCP通信协议,实现与终端设备的数据传输和指令应答功能。采用SpringBoot与Vue前后端分离架构,开展人机交互界面设计,包括猪场生产情况详情界面、母猪饲喂信息查询界面和统计数据下载界面。【结果】试验结果表明,在3 000个连接数下,系统平均响应时间为0.33 s,单位时间内处理数据量范围在750～1 180条,系统在加入自定义业务线程池后,单位时间处理数据量增加了250条,处理量提高了31%。【结论】该系统满足了对哺乳舍智能饲喂设备的连接管理和数据处理的实际应用需求。     

温室环境监测机器人路径跟踪算法与试验

为了实现温室环境与作物信息的采集与监测,设计了可实现环境全方位移动监测的机器人。以机器人为研究对象,通过对机器人结构分析,建立了运动学模型;提出了基于航向角误差算法的路径跟踪控制方法,以实现对机器人转向和速度控制,使其按照期望路径运动,达到路径跟踪目的。仿真结果表明:所提出的路径跟踪控制算法,能使机器人较稳定快速地收敛于期望路径。试验结果表明:当机器人跟踪稳定后,直线路径跟踪横向误差范围为±8mm,圆弧路径跟踪横向误差范围为±11mm。本研究可为温室环境监测机器人路径跟踪控制提供参考。     

保育猪智能粥料饲喂系统设计与试验

针对保育猪死淘率高、饲料浪费多、人员劳动强度大等问题，搭建粥料机样机测试平台，并设计保育猪智能粥料饲喂系统，系统由机械本体、手持终端、中央控制器和云平台四部分组成。对机械本体中螺旋输送机安装高度、排料通道内径和破拱结构形式进行正交试验，得到参数最优组合为：螺旋输送机安装高度为60 mm，排料通道内径42 mm，破拱结构采用上下破拱结构结合的形式，此组合下填充效率最优，λ值为14.2 g/r。系统供水量误差为1.43%；当水料比≥1.5∶1时，食槽液位监测装置满足系统工作要求，研究可为保育猪智能粥料饲喂设备的研发提供参考。     

液氮充注蓄冷配送箱冷量引入特性试验研究与优化

液氮充注方式具有效率高、成本低等优点，液氮温度较低，可对金枪鱼蓄冷配送箱进行充冷。为了解不同冷源引入参数对金枪鱼蓄冷配送箱蓄冷特性的影响，搭建金枪鱼蓄冷配送箱试验平台，采用二次旋转回归正交试验方法研究不同液氮充注量、蓄冷板传热面积和蓄冷板装载量对蓄冷配送箱蓄冷特性的影响。试验结果表明：液氮充注量、蓄冷板传热面积和蓄冷板装载量都对蓄冷配送箱蓄冷特性有影响；箱内空气的降温速率随着液氮充注量和蓄冷板传热面积的增大而增大，蓄冷板装载量对降温速率产生的影响不大，当液氮充注量为14 kg、蓄冷板传热面积为0.12 m2时，降温速率可达最大值；箱内蓄冷板的蓄冷效率随着蓄冷板的传热面积和装载量的增大而提高、随着液氮充注量的增大而降低，当液氮充注量为6 kg、蓄冷板传热面积为0.12 m2和蓄冷板装载量为70%时，蓄冷效率可达最大值。研究结果可对蓄冷配送箱冷源引入的优化提供参考。