现代化农业中GPS卫星定位和自动导航系统的应用

农业机械在安装GPS卫星定位和自动导航系统后,在差分GPS的定位下．可对农机田间直线行走作业实现精确引导．使机组作业不重不漏,大幅度提高农机作业质量、土地利用率、机车作业效率和时间利用率．大幅度减轻农机作业劳动强度,实现机车合理调配。     

内河船载导航系统单点定位匹配方法研究

内河导航系统中,若导航目标的测量结果偏离了河道,将是一种不可接受的误差。为此提出了一种简单高效的导航系统单点定位匹配方法,该方法通过对河道进行边界数据采集,并以此作为控制点,结合 GPS 测量结果,计算出新的修正位置,然后使导航目标始终保持在河道范围内。该方法在实际应用中效果良好。     

农机自动导航驾驶系统及其应用

近几年,随着我国航天工业的发展及北斗系统的逐渐完善,精确导航系统在农业上的应用也越来越受到相关行业的重视,特别是近两年,在农机上应用的导航产品呈爆发式增长,在技术上也趋于成熟。综述了农机自动驾驶系统的构成及工作原理、对生产企业设备配置及作业性能的基本要求、需解决的问题和发展趋势、自动导航驾驶系统的安装及使用和北斗农机自动导航技术的应用前景等。     

电机式北斗农机自动驾驶系统设计与试验

针对现有农机自动驾驶技术中存在机具匹配性和环境适应性问题,文章提出一种电机式北斗农机自动驾驶系统,介绍系统组成、工作过程和控制策略。创新设计同轴角位移测量装置,提高机具匹配性。创新提出GNSS/INS/车辆组合导航方法,降低对惯性测量单元精度要求,提高系统环境适应性。为降低驾驶员工作强度,设计人性化人机交互界面,使操纵更简洁。提出直线度精度和衔接行间距精度两项系统作业精度评价指标,0.5和2.5 m·s~(-1)两种不同行驶速度下,系统直线度精度分别为1.678和1.965 cm,衔接行间距精度分别为2.428和2.525 cm,基本符合Q/320200 YTZN 01—2018标准要求。该系统应用可有效提高作业质量,降低驾驶员工作强度,同时避免重复作业,提高土地利用率。     

基于电子地图的农用车辆自动导航系统研究

通过对农用车辆系统的动力学模型在Simulink中的开发,得毛了各项动力学模块。之后将模型系统应用在电子地图的自动导航中,通过测试提供车辆准确运行位置的能力,得出该系统模拟运行同实际运行轨迹匹配的程度相当好。因此,该农用车辆动力学模型系统可以在农用车辆田间行驶时根据行间作物情况,设计准确的电子导航控制决策,为完成自动导航作业提供可靠的依据。     

基于DGPS定位与双闭环转向控制的农业自动导航系统

以东方红X-804拖拉机为平台,开发了一种基于RTK-DGPS定位和双闭环转向控制相组合的农业自动导航系统。系统主要包括RTK-DGPS接收机、姿态航向参考系统(AHRS)、转向控制器、电控液压转向装置和转向角检测传感器。设计了Kalman滤波器对定位数据进行平滑处理,同时实现航向角的校正。为实现自动转向,在拖拉机原有手动控制系统基础上加上电控比例液压阀,并设计电控单元。然后,推导了转向系统的数学模型,通过Matlab仿真工具箱得到传递函数的参数,设计了双闭环转向控制算法。最后,进行了算法验证试验和田间试验,结果表明,双闭环控制方法较好抑制了稳态时的震荡现象,方波信号的角度跟踪稳态时最大误差0.60°,平均误差0.40°,平均延时为0.20 s;设计的Kalman滤波器有助于提高定位系统的精度,横向跟踪误差不超过0.09 m,转向角度平均跟踪误差为0.43°,延时0.25 s。     

基于GIS的森林火灾自动定位系统设计与开发

根据森林防火管理的实际需求,以嘹望塔视频监控设备为硬件基础,提出了双点定位方法与单点定位方法相结合的综合方案,综合运用组件GIS、ArcSDE数据库引擎、.NET等多种先进软件技术设计开发了鹫峰国家森林公园森林火灾定位系统,解决了目前森林防火基层管理亟待解决的着火点现场定位问题.     

基于UWB定位的农业机械辅助导航系统设计与试验

【目的】低成本实现南方中小型田块中农业机械田间精确定位,降低农机操作人员劳动强度、提高农机作业效率。【方法】采用超宽带(Ultra wide band,UWB)技术对作业机械进行实时定位,通过位置解算算法,得到定位标签的三维精确位置坐标;利用位置校正算法,修正作业机械车身倾斜引起的田间定位误差;设计基于AB线的路径规划算法,实时规划作业路径并计算作业偏差;通过可视化人机交互界面为农机操作人员提供实时辅助驾驶信息。【结果】水田环境中,分别以0.5、1.0和1.5 m/s的速度沿规划路径行驶时,系统平均横向定位偏差均小于7 cm;当行驶速度大于1.0 m/s时,利用位置校正算法平均横向定位偏差降低了52.79%,标准差降低了49.82%,最大横向定位偏差降低了50.04%。搭载辅助导航系统进行田间插秧试验,各行作业轨迹与自身行拟合直线的平均横向偏差为5.90 cm,标准差为3.64 cm;各行作业轨迹与其规划直线路径的平均横向偏差为6.98 cm,标准差为4.95 cm。【结论】辅助导航系统具有较高的定位精度和良好的稳定性,成本低且通用性强,能够满足南方中小型田块中农业机械田间作业要求。研...     

基于GPS和GIS的农机作业导航系统

基于GPS和GIS的农机作业导航系统可以提高作业效率和作业质量,降低运行成本,减轻驾驶员的工作难度。介绍了系统软、硬件结构,系统实现了对农业机械提供道路行走导航和机组在田间作业中利用光耙进行直线导航的功能,并具有行走轨迹实时记录、作业面积计算统计、作业回放等功能,便于工作和信息化管理。     

图像单点配准的开发与应用

针对目前退耕还林工程设计图只有一个控制点的现状,从提高图形数据录入速度出发,以先进实用为准则,以由单个控制点配准图像为目标,分析了地理信息系统中图像配准的原理和图像文件结构,开发出操作简单方便实用的单个控制点配准模图像模块,并提高了地理信息系统应用中的空间数据库的录入效率,取得了良好的效果.     

基于农机农艺融合的三七机械化 精密播种系统研究

以野标准化、规模化、工程化冶的现代农业发展思路,探索三七现代化种植模式。引入系统思想,将三七机 械化精密播种系统分为三七工厂化育苗农艺、机械化播种流程及标准、精密播种技术3 个子系统,从农机农艺融合 的视角,通过分析各系统的方法及技术集成,研究3 个子系统的统筹协调和相互适应性;对包衣三七种子的物理机 械特性（三轴尺寸、千粒重、孔隙率、休止角、滑动摩擦角）进行测定,得到包衣种子的3 轴尺寸平均值分别为6.20, 5.82,5.46 mm,千粒重165.86 g孔隙率32%,休止角平均值23.2毅,在不锈钢板、铁皮板、塑料板上的滑动摩擦角平均 值分别为21.6,27.65,29.5。     

一种高精度的无人驾驶农机系统研究

为实现农用机器的无人驾驶、高精度定位,设计一种高精度的无人驾驶农机系统。该农机系统以PixHawk飞控系统为核心,搭载传感器系统、通信系统、卫星定位系统等,可在远程调度中心设置农机工作地点、行进路线以及作业方式等功能。该系统通过卫星高精度导航技术使农机在无人驾驶的情况下,可使农机精准、快速达到任务点并进行工作。此外,操作平台选用NuttX平台,可对该系统进行二次开发。     

自主导航农业机械避障路径规划

【目的】实现自主导航农业机械作业时静态障碍物避障功能。【方法】在已知工作环境条件下提出2种避障路径规划算法。以农机运动规律为基础,依据障碍物位置和尺寸信息提出单障碍物避障算法。在单障碍物避障算法基础上,依据安全行驶区域大小,参考左右双向避障策略提出双/多障碍物避障算法。【结果】单障碍物位于不同位置、农机行驶速度为0.3 m·s~(-1)时,行驶路径分别比L算法减少35%、26%,行驶路径累计误差减少53%、82%,方差减少64%、66%;行驶速度为0.5 m·s~(-1)时,行驶路径减少38%、22%,行驶路径累计误差减少66%、62%,方差减少41%、71%。多障碍物路况,农机行驶速度为0.3、0.5 m·s~(-1)时,行驶路径累积误差分别为9.99、4.13 m,方差分别为0.022 1、0.027 0 m2。【结论】本文算法在行驶路径、行驶路径累计误差、规划路径跟踪稳定性和路况适应性上均体现出一定优势。     

农机购置补贴政策对大型农机需求的影响分析——基于农机作业服务供给者的视角

农机购置补贴政策对我国农业机械化的发展有着重要的推动和导向作用,其政策的效果值得特别关注。基于农机作业服务供给者的视角,构建了大型农机需求的理论模型,运用双对数模型和13个粮食主产省的面板数据,分析农机购置补贴政策的效果,探讨大型农机需求的影响因素。结果表明,农机购置补贴政策显著提高了农机作业服务供给者对大型农机的需求;然而,对大型农机需求的促进作用最为强烈的是农机作业收入,这与农机作业服务供给者追求收益最大化的目标相吻合;农机价格和农民购买农机的个人投入并没有显著影响大型农机需求。此外,大型农机的需求在不同区域之间存在差异,华北、华中、华东、东北对大型农机需求都显著高于西南地区。基于培养农机作业服务供给主体、促进农机作业服务供给的目的,提出:一是农机购置补贴向农机服务供给主体倾斜,更加注重向大型农机调整,同时要注意中央补贴和地方补贴的联合配套使用;二是提供农机作业补贴及相关优惠政策。     

基于非线性规划农业机器系统优化模型及应用

针对现有农业机器系统优化方法及模型存在问题,研究典型地区作物种植结构、轮作、轮耕制度及农业机械化生产特点,确定农业机械化生产工艺过程,初选农业机器型号,设计农事阶段图;设置四维下标决策变量,选择作物适时性损失,以机器系统总成本最小为目标函数,建立规模化生产,农业机器系统优化非线性规划模型;应用该模型对1 000 hm2基准规模单作玉米、大豆轮作条件下农业机器系统优化研究。采用LINGO(V14)软件计算结果显示优化系统与现实机器系统相比,农业机器配备量减少26.21%,农业机器总投资降低20.79%,年费用降低22.57%,单位功率服务规模提高40.74%,有效降低农业机械化生产成本,提高农业生产经济效益。为农业生产单位科学合理选用和配置农业机器提供理论依据。     

我国智能农机的研究进展与无人农场的实践

智慧农业是现代农业的高级形式,无人农场是实现智慧农业的重要途径,智能农机是无人农场的物质支撑。本文以植物生产为例,介绍了智能农机的智能感知、自动导航、精准作业和智慧管理4项功能在智慧农业中的地位和关键技术的研究进展;介绍了华南农业大学集成相关智能农机创建水稻无人农场的实践和无人农场的5个特点,包括耕种管收生产环节全覆盖、机库田间转移作业全自动、自动避障异况停车保安全、作物生产过程实时全监控和智能决策精准作业全无人。在2020年的中稻和2021年的早稻生产中,水稻无人农场的稻谷产量均高于当地的平均产量,表明了其巨大的发展潜力。无人农场的建设为解决“谁来种田”和“如何种田”的问题提供了重要途径。     

农业机械多媒体决策支持系统的研究

为了帮助农民及农机管理部门了解各种农机具的信息，进行辅助决策、咨询和农机发展需求预测，我们采用多媒体技术，将系统分析、预测和辅助决策与数据库技术有机地结合起来，实现了数据库和模型库的互联，在windows环境下开发了一个农业机械多媒体决策支持系统。它能对各种农业机械进行多媒体信息管理和技术经济适应性分析，为农机管理部门科学预测和决策提供了依据，同时，我们还输入了浙江省主要的各类农机具的多媒体信息，其实际应用效果良好。     

基于物元评价模型的农机合作社绩效评价

[目的]构建农机合作社绩效评价指标体系,探讨绩效水平的影响因素,为深化农机合作社发展和研究提供理论指导.[方法]基于过程思维的评价理论,构建"流程逻辑"指标体系,以四川省12家农机合作社为研究对象,从投入、过程、产出和效益4个维度,采用物元评价模型分析农机合作社发展绩效,并探索农机合作社绩效水平的影响因素.[结果]根据物元评价模型可知,12家农机合作社中优秀等级1家、良好等级5家、一般等级4家、较差等级2家,出现两头小中间大的格局,合作社之间差异较明显.在不同维度指标中,过程维度和产出维度的绩效等级较低,而效益维度和投入维度较高;虽然单从效益维度分析发现农机合作社的绩效水平较高,但综合其他维度分析,表现出组织管理存在缺陷、产出较低、对政府存在高度的资金依赖和政策依赖及农户参与度不高等问题.[建议]创新金融服务模式,拓展农机合作社的融资渠道,减少农机合作社对政府的资金依赖;加强政府监管力度,健全与完善管理制度和利益分配制度;引导开展适度规模化经营,提高农业生产效率.