基于光学和超声联合定位的精密播种机导航技术研究

为了提高播种机的自主化作业水平,将光学和超声联合定位方法引入到了播种机导航系统的设计上,通过超声波测距和激光扫描的方法,实现了作业区域的定位和播种机行走路径的规划,从而提高了播种机作业的适应能力,提升了自主作业水平。为了验证方案的可行性,对基于光学和超声联合定位的导航系统进行了实验,并建立了一个有田垄的农田作业环境,展开了播种机的导航实验。结果表明:基于光学和超声联合定位方法可以成功地规划播种机的行驶路径,对无人驾驶播种作业设备的研究具有重要的意义。     

自适应移动转向多功能园林修剪机械设计

为了提高园林修剪机械定位导航精度和自适应转向能力,提出了一种基于激光传感器的自适应移动转向导航系统,使园林修剪机械的导航系统具有了激光测距和障碍物特征扫描功能,大大提高了导航的精度和自动化程度。在自主导航路径规划和避障时,该套导航系统可以利用激光测距得到障碍物的实际距离,利用激光扫描得到的扫描亮度预测障碍物的尺寸,然后利用PC机的预设地图对修剪机当前位置进行预测和定位,并发出移动和转向控制指令,从而准确地实现导航功能。园林作业环境下试验发现,修剪机可以成功地对作业环境进行扫描,并通过自主避障和换行测试证明了激光传感器自适应移动和转向方法,对园林修剪机械的自主避障有着较好精确性和稳定性,达到了期望的要求。     

基于激光导航设施的收割机自动控制系统研究

针对无人驾驶农机的应用需求,提出了一种应用于无人驾驶农机自主行走的激光扫描路径规划与导航算法。此方法利用激光测距仪获取当前视场内路径、作物及障碍物信息,根据田垄和作物区域的特征检测路径边缘,并生成行驶路径。为了保证导航精度,在控制器上采用了PID反馈调节方式,利用增量式PID控制器对行走方向进行调节,从而使农机可以按照预定的路径行走。以无人驾驶收割机为研究对象,对导航方案进行了测试,结果表明:采用激光导航设置可以成功地规划出行驶路径,使收割机自主的沿着行驶路径行走,实现了无人驾驶收割机的自主导航。     

采棉机刀具磨损监测系统设计——基于嵌入式图像处理系统

为了提高采棉机的故障自我诊断水平,实现采棉刀具磨损量的在线监测,将嵌入式图像处理系统引入到了采棉机监测系统中,有效地提高了采棉机刀具状态智能监测水平。采棉机刀具磨损监测的嵌入式图像处理系统以PC机作为核心处理器,采用图像分段增强技术,重点对刀具磨损感兴趣部分进行阈值分割,然后进行磨损面积计算,最后对刀具磨损严重的情况进行预警。为了验证采棉机刀具智能监控系统的可靠性,在棉田对采棉机监控系统进行了实地测试和功能验证。测试结果表明:利用该监测系统可以成功地测量采棉机刀具的磨损面积和磨损比率,对于大型农业智能机械装备自动化和信息化监控仪器的开发具有重要的指导意义。     

基于PID控制和ADAMS的快速移动采摘机器人设计

采摘机器人快速移动时,为了避免机器人侧翻,需要机器人具有较好的平稳性。为此,参考训练时运动员力的平衡控制原理,设计了机器人快速移动稳定系统。系统采用PID控制器对采摘机器人的受力进行监测和反馈,当检测到突变情况时可以调整机器人的姿态,保证其移动的平稳性。采用ADAMS软件建立了机器人的模型,并对机器人快速移动的速度进行了监测,模拟了PID控制器的响应过程,验证了基于训练力平衡控制原理的机器人平稳性控制器方案是可行的。