农业机械视觉导航基准线识别算法研究

随着计算机技术和图像处理技术的发展,机器视觉导航技术的研究与应用已扩展到农业工程领域,与GPS技术一起成为农业机械导航领域中最有发展前景的导航技术。该文介绍了农业机械视觉导航技术中可用于导航基准线的几种识别方法的原理和特点并对各种方法的应用研究进行了综述。     

农业机械机器视觉导航研究进展

总结了近十几年来农业机械视觉导航中作物行定位与导航参数提取的方法及研究进展,并提出一些符合我国农业机械导航发展的研究方向和有关方法。     

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...     

农用自动引导车视觉导航的研究

该文阐述了农用自动引导车的视觉导航的工作原理、控制系统以及工作流程,试验结果表明,视觉导航农用自动引导车具有可靠性高、跟踪误差小和实时性强等优点。     

基于双目视觉的机器人定位与导航算法

自动化运输机械在丘陵山区的应用可以节省大量农业生产所需劳动力,多种因素的影响使得精确引导路径比较困难,很大程度上制约了自动化运输机械的推广使用.对基于双目视觉的机器人定位与导航算法进行研究,建立丘陵山区道路图像处理模型,强化对阴影的识别与信息的融合,有效将道路和周边环境区分开来.考虑到道路图像形状特征不明显且灰度值差异...     

农业机械导航技术发展分析

导航技术是农业机械在作业过程中自主控制的关键性技术,是目前农业机械研究的热点领域。最近几年,浙江省在农业机械导航技术方面做出的了积极的尝试,并取得了突出的成就。通过不断强化农机导航技术研究,一批先进的最近导航技术逐渐应用都农业机械化生产中,提高了农业作业效率和作业质量。本文主要结合实际情况,就浙江省农业机械导航技术的发展进行了分析,希望通过本次研究对同行所有助益。     

农业机械导航技术发展研究

基于现代化农业的发展背景,越来越多的科学技术在农业生产领域得到推广与应用。例如,导航技术是农业机械运作的关键技术,与此同时也是农业领域研究的重要课题。导航技术在农业生产中的应用,不但提升了机械作业效率,而且顺应了现代化农业发展的需要。基于此,本文主要对农业机械导航技术的实际应用进行论述,并展望农业机械导航技术的发展趋势。     

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。     

农业机械自动导航技术研究

在探究自动导航技术的基础上,研究农机自动导航系统的典型结构,基于机器视觉和全球卫星导航系统多传感器信息融合等对农机位置测量方法进行深入探讨,并对农业机械自动导航PID控制、模糊控制、模型控制及神经网络控制策略等进行研究,旨在为我国农业机械自动导航技术应用水平的快速提升带来更多参考和启迪。     

基于视觉补充的水稻插秧机多传感器组合定位研究

为改善基于GNSS/INS组合定位的水稻插秧机在遇到遮挡、电磁干扰、传感器失效等情况时的导航效果,在原有GNSS/INS组合定位的基础上,提出一种视觉导航系统（vision navigation system,VNS）补充的水稻插秧机多传感器组合定位方法。首先设计改进的Otsu法和改进的Hough变换算法用于视觉定位信息提取,并构建插秧机和相机坐标系关系方程以求解位姿值;然后采用具有容错功能的联邦卡尔曼滤波算法将VNS输出的定位信息和GNSS、INS输出的定位信息进行融合;最后分别在水泥地和水田进行试验。结果显示,空旷水泥地场景下,GNSS/INS/VNS组合定位和GNSS/INS组合定位精度相近,而在遮挡水泥地场景下,GNSS/INS/VNS组合定位解算出的位置误差和航向误差的平均值分别为1.77 cm和0.99°,相较于GNSS/INS组合定位方法分别提高46.8%和61.5%;水田试验中,经过视觉补充后导航系统的横向偏差和航向偏差平均值分别降低45.7%和67.9%,横向偏差平均值为1.97 cm,航向偏差平均值为0.49°。试验结果表明,基于视觉补充的多传感器组合定位方法能有效降低导航系统的定位误差和跟踪偏差,满足插秧机自动驾驶作业的要求。     

基于嵌入式的农机GPS辅助导航系统串口通信的实现

介绍了在Visual Studio 2008环境下运用VB.NET的Serialport控件实现GPS接收机和嵌入式系统之间的串口通信,研究了主程序通过串口读取GPS数据后,在对GPS数据信号解码后获得当前位置的经纬度等信息,进而实现导航功能。经过实测,该农机GPS辅助导航系统串口通信程序运行稳定,效果良好。     

农用AGV视觉导航中基准线提取算法的研究

[目的]寻找用于农用AGV视觉导航曲线基准线的提取算法。[方法]针对农用AGV视觉导航基准线假定为直线而容易受作物残留物等因素的影响,引入了曲线导航基准线的提取算法。[结果]曲线导航基准线的提取算法为首先分割图像,将作物等植被和土壤等背景分离,然后在分割图像中以每行最大空隙的中点为标志点,逐行检查标志点,调整偏移较大的标志点,若与前一行标志点位移大于T,则缩小位移为t,最后连接标志点。曲线基准线提取算法更注重基准线的偏向与行进方向的一致性。[结论]在较多残留物和作物行缺乏规则的情况下,曲线基准线的大部分点都落在行进方向上,并总体向右倾斜,基本上反映了农用AGV的行进路线,提高了农用AGV导航精度。     

室外农业机器人导航研究综述

农业机器人是现代农业技术的集中体现和未来发展趋势,当前研究中还存在着许多制约因素,其中导航是完成自动作业的关键,也是制约农业机器人发展的最大瓶颈。在长期的农业机器人自动导航研究中,经历路标、气味、机器视觉及星基导航等多种方式的研究和探索,其中视觉和星基导航逐渐成为当前导航研究的主要内容,星基导航以其成本低、系统结构简单、控制灵活等特点,必将在未来机器人导航领域占有越来越重要的地位。     

内河航道视觉航标的景观化设计初探

视觉航标是有目的建造的设施,它向船舶上经过培训的观察者传递信息以便助航。内河航道上的视觉航标不仅承担助航功能,其基本造型、外观形式及色彩等因子还承载着航道景观功能,与航道的驳岸、周边的其他景观要素一起表征特定航道流域的景观风貌。该研究通过分析航标的设计特点、设计影响因子,提出了内河航道视觉航标景观化设计处理的原则与方法。以期为今后视觉航标的设计提供参考。     

农用车辆视觉导航系统的设计

分析了目前采用机器视觉进行农用车辆导航所存在的问题,提出在实际环境中农用车辆导航路径的可靠识别方法和相应的控制方法,为开发研制实用型农用车辆视觉导航系统提供了重要的技术支持。     

农机转子动平衡的新方法

多数农机转子属于挠性转子，其动平衡应该在工作转速下进行多平面矫正。传统的低速补偿两端面矫正方法，难以保证挠性转子的动平衡精度。针对农机转子特点提出的3级转速多平面矫正法，既简化了挠性转子复杂的动平衡步骤，又提高了转子实际工况的动平衡精度。所研制的全自动农机产品动平衡机，具有动平衡精度高、效率高和操作简便等特点。     

农业院校图书馆学科导航系统建设探讨

农业院校图书馆有必要通过建设学科导航系统对网络农业信息资源进行搜集和整理。在学科导航系统建设中,资源分类要反映出本枝的学科特色,资源搜集可采用多种方法,资源筛选和描述、系统维护和更新是重要的工作环节。     

农业网站导航页面识别模型研究

针对农业网站中大量存在的不含实际信息的导航页面,提出了将网页文本特征与非文本特征综合考虑来构建农业网站导航页面识别模型的方法。对农业网站导航网页两类特征：文本特征与非文本特征,利用HTML-Parser网页解析器、庖丁解牛分词器、卡方检验算法,结合最小二乘多元线性回归方法,进行了实验分析对比。经过对5 000张训练样本与1 400张测试样本的网页实测表明,将农业导航页面文本特征与非文本特征集结合构建的分类器,对农业导航网页有很好的识别效果.当特征词数目达到200以上,准确率可达94%左右且趋于稳定。     

基于matlab光伏发电系统的MPPT控制与仿真

结合光伏电池常用的等效电路和太阳能电池的数学模型,基于Matlab/Simulink建立了光伏电池的仿真模型,得到光伏电池的P-U曲线,并对仿真结果进行了分析。与传统的光伏电池模型相比,本文考虑了环境温度与电池温度之间的关系,使得光伏电池的仿真结果能反映实际环境与电池温度的变化;提出了改进扰动观察的最大功率点跟踪(MPPT)控制方法,并建立了带有MPPT控制功能的光伏发电系统仿真模型,仿真结果表明,该系统能较好地实现最大功率点的跟踪,提高了光伏电池的发电效率。