收割机远程监测系统的设计 —基于云平台数据挖掘并行算法

随着农业自动化技术的不断发展,无人驾驶收割机被逐渐应用到农业生产中,由于其远程监测和控制技术还不成熟,还无法达到完全无人化作业的水平。为了实现收割机的完全无人化作业,需要提高远程监测系统的实时监测效率。为此,将云平台数据挖掘和并行算法引入到了远程监测系统的设计上,通过对漏收率、破损率的实时监测来提高收割机自主作业水平。为了验证方案的可行性,对收割机远程监测系统的性能进行了测试,结果表明:收割机远程监测系统可以有效地提高播种机的作业效率和质量,对于提高其无人化作业的自动化程度具有重要的意义。     

远程控制采摘机器人手势识别研究——基于势场蚁群算法

采摘机器人在作业时遇到通过自主导航无法越过的障碍物时,或者在危险的地带无法进行人工采摘作业时,需要借助远程方式进行实时控制,使其成功越过障碍物,并在高危环境中有效地展开采摘作业。为了优化采摘机器人远程控制系统,提出了一种基于手势识别的远程控制方案,并引入了势场蚁群算法,提高了机器人的控制的准确性和高效性。在远程控制方案中,将基于视觉的手势识别与远程控制机械手相结合,通过深度相机采集手势图像并提取手势特征,转换为机械手舵机的控制命令,并通过无线网络发送至采摘机器人控制单元,实现视觉手势对机器人的远程控制。对采摘机器人进行了测试,通过测试发现:基于蚁群算法的手势识别系统可以有效地追踪得到不同的动态手势,且可以准确地识别手势所代表的意义,成功实现了机器人远程控制的手势识别。该方法不仅可以远程实现机器人避障功能,还可以将其应用在山谷、沼泽等危险地带进行采摘作业,实现其非凡的使用价值。     

视觉传感器在采摘机器人目标果实识别系统中的应用

目标果实的识别和定位是准确采摘的核心,是采摘作业的必要条件。为此,首先从硬件和软件两方面对采摘机器人总体框架进行了介绍,然后搭建了双目视觉系统,并建立了摄像机标定模型,最后实现了对目标果实的识别和定位功能。试验结果表明:采摘机器人目标果实识别系统对目标果实的识别定位误差在8mm以内,成功采摘率在96%以上,系统精度高,采摘效果良好,能够满足采摘机器人的作业要求,对实现水果采摘的自动化、无人化具有重要现实意义。     

农业机器人声源目标搜寻协作控制系统研究

随着农业现代化技术的不断发展,农业机器人被使用到了农业生产作业过程中。当作业机器人较多时,需要采用控制系统实现机器人之间的协作,通过对不同的机器人发布不同的控制指令,实现多机器人的高效作业。语音信号是最快捷、高效的控制指令,机器人通过对声源目标信号的识别,可以执行远程控制端发出的控制指令,实现自动化协同作业。为此,将DTW算法引入到了声源目标搜寻识别算法的设计上,研制了采摘机器人自动化语音控制系统,并对系统进行了测试。结果表明:采摘机器人语音识别系统可以成功地识别在干扰条件下发布的控制指令,且识别的准确率较高,可以满足多机器人协同自动化作业的需求。     

基于LM-BP神经网络的采摘机器人语音智能识别系统

随着现代机器人技术的发展,采摘作业机器人也有了很大的进步,自主作业能力有了大幅度提升。各种智能化、自动化的采摘机器人被应用到果实采摘作业过程中,改变了手工采摘作业的生产发生,极大地提高了作业效率。采摘机器人自主作业过程中,由于受到作业环境的影响,还需要对机器人进行实时监测和远程控制,以保证采摘作业的顺利进行。为此,将语音智能识别系统引入到了采摘机器人远程控制系统的设计上,通过语音识别,采摘机器人可以快速执行动作指令,从而避免环境影响造成的采摘作业质量下降,或者发生碰撞事故的突发状况,提高了机器人对环境的适应能力。     

篮球队员协作模式在多收割机械协同作业中的应用

在篮球比赛时,为了使队员的协作模式达到最佳,可以采用相关算法对协作时最佳的投篮地点进行选择。在农忙时节多收割机机械协同作业时,如果每台收割机的搜索路径不佳,则会造成收割机在作业时具有很多空行非作业时间,造成了资源的浪费,降低了作业效率。为了解决这个问题,将篮球队员协作模式引入到了多收割机编队的协同作业算法中,并提出了多路径蚁群搜索算法。最后,对算法进行了验证,试验结果表明:将篮球协作模式的多路径蚁群搜索算法引入到收割机路径搜索中,不仅可以实现最优路径的快速搜索,而且可以实现多收割机等长度路径搜索,使多台收割机路径最短并保持距离相同或者接近,从而保证了多台收割机同时作业时的作业效率最高,为多收割机编队协同作业的研究提供了较有价值的参考。     

采摘机器人语音识别系统设计 —基于英语词汇整合和WAP平台

通过对语音识别、网络通信与智能机器人运动控制的综合应用,设计了采摘机器人语音识别和远程控制智能机器人系统,在遇到突发状况时,可以采用人工远程语音发出控制指令的方式调整机器人的作业姿态,提高机器人的自主作业效果.为了提高语音识别的准确性,结合英语词汇整合数据库和WAP技术,将小波神经网络算法应用到了机器人语音信号滤波器的...     

基于PCA模式识别算法的收割机自主路径规划设计

为了更准确地对高分辨率可见光农田路标导航图像进行目标识别,将基于主成分分析(PCA 2 Principal Component Analysis)和模板匹配的方法引入到了联合收割机控制系统中,提升了收割机自主图像识别水平和路径规划能力。在识别过程中,采用PCA算法对分割图像进行特征提取和主成分分析,并将图像主轴旋转成水平方向和训练样本库进行匹配,最后识别出导航路标,并自动生成预设的路径。为了验证方案的可行性,将PCA模式识别算法嵌入到了收割机的控制系统中,在开阔平坦的农田里进行了实验测试,结果表明:采用PCA模式识别算法可以成功地识别农田里的导航路标,其识别准确率和效率都较高,且可以自动生成规划路径,对于现代收割机自动化作业能力的提升具有重要的意义。     

数字传媒交互式技术在采摘机器人远程控制中的应用

在采摘机器人远程控制系统的设计过程中,为了提高采摘机器人的智能化水平,基于数字传媒交互式学习技术引入了机器人远程控制交流交互系统,利用语音指令的方式实现管理员对采摘机器人的远程控制。在交流交互过程中,首先由远程监控端采集采摘机器人作业视频,然后利用投影技术进行投影,管理员根据实时作业情况对采摘机器人发出控制指令,以提高采摘机器人的作业质量。为了验证方案的可行性,对采用交互式系统的采摘机器人进行了测试,结果表明:采用交互系统后采摘机器人的远程控制精度有所提高,交互性系统的引入对于提高采摘机器人的作业质量具有重要的意义。     

基于元胞自动机模型的未来共享收割机智能化模式

当农民没有能力购买农机时,租赁便成为农民满足农机需求的主要方式,而共享作为一种新兴经济模式引起了广泛关注,也在不断发挥着重要作用,将其应用在“三农”领域可弥补租赁模式的不足。为此,提出了一种基于元胞自动机模型的未来共享收割机智能化模式,并采用启发式和遗传算法对模型进行了优化,从而使模型对于农机的共享调度和路径规划更加智能化。为了验证方案的可行性,模拟收割机作业情景,采用元胞自动机模型对收割机的共享调度过程进行了仿真计算,结果表明:采用智能化共享模式可以有效缩短农机的作业时间和作业路径,提高了收割机的作业效率,实现了农机的智能化管理。     

嵌入式收割机车载系统底层硬件的设计——基于智能控制技术

为了提高收割机车载系统的智能化水平,将嵌入式系统和智能PID控制技术引入到了车载控制系统的设计上,并以车载自主导航系统的设计为例,设计了底层硬件系统。为了验证系统的可行性,以收割机自主导航为研究对象,对收割机使用智能控制技术前后的避障轨迹进行了测试。测试结果表明:未采用智能控制技术时,收割机自主行走时容易与障碍物发生碰撞,造成作业事故;而使用智能控制技术后,收割机可以成功地躲避障碍物,这对于收割机无人驾驶技术的研究具有重要的意义。     

交互式音视频英语软件在农机远程监控系统中的应用

为了实现在多农机作业时农机管理人员对农机的调度和指挥,实现远程作业状态的监测,将英语交互式音视频学习平台技术引入到了农机远程系统的设计上,并采用网状无线网络结构构建了远程无线通信网络.为了提高远程作业端传送到控制端的视频的质量,利用图像融合处理算法对视频图像进行了处理,得到了较高质量的视频.以多联合收割机的作业为例,对...     

拖拉机机组无人作业协同控制系统设计与试验

为提高拖拉机作业机组无人作业的智能化水平,实现机组横向运动、纵向运动和机具提升作业的协同控制,设计了无人作业协同控制系统。以播种作业机组为研究对象,将拖拉机机组无人作业协同控制系统划分为规划层、决策层和执行层。规划层结合播种农艺要求和机组运动学特性,采用经/纬度坐标规划作业路径,为了同时满足直线作业区域与转向曲线区域的路径跟踪,提出自适应预瞄路径跟踪控制算法。决策层制定了拖拉机机组无人作业联合控制策略,实现拖拉机-播种机联合作业精准控制。执行层对拖拉机转向机构、机具提升机构、油门踏板、制动器、离合器等机构进行硬件线控设计。在此基础上,分别开展无人播种作业仿真与田间试验,仿真结果验证了拖拉机播种机组无人作业协同控制系统的可行性。田间试验表明：拖拉机转向器、油门踏板、离合器、制动器、机具提升机构严格根据规划层与决策层制定的控制指令协同动作。试验过程车轮转向平均误差0.45°,直线段横向误差均值为0.035 m,转向段横向误差最大值为0.11 m;机具提升响应时间为1.2 s、机具提升转角超调量小于1.5°;油门踏板、制动器、离合器均根据决策指令完成操纵动作。无人作业协同控制系统满足拖拉机机...     

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。     

采摘机器人SEMG手势识别研究 —基于RNN循环神经网络

为了实现采摘机器人通过手势动作进行远程控制的目标,采用MYO手环采集人体手势动作信号,将信号进行滤波、放大和A/D转换等预处理后,通过无线通信模块发送给PC机;PC机提取右移、左移和采摘等动作的特征值,送入RNN网络中进行训练和识别,并将识别结果以指令的方式发送给采摘机器人,控制采摘机械手进行相应操作.实验结果表明:采...     

甘蔗联合收割机作业远程信息平台设计与实现

甘蔗收割机作业工况数据的实时监测具有重要的实际意义,设计并实现一种基于云平台的甘蔗收割机作业远程信息平台。通过PLC、CAN总线和Modbus协议完成车载端的现场作业数据实时采集,使用通信模块并采用MQTT协议将数据上传到云平台,终端用户可以通过手机App或Web访问云数据,实现移动终端对甘蔗收割机作业工况数据的实时监测。通过现场测试结果表明：在1.52 h内,实际收到甘蔗收割机实时传来数据5 465条,数据丢失7条,数据准确率为99.88%,丢失率为0.12%。该系统对甘蔗收割机数据监测参数准确,实时性高,能够实现甘蔗联合收割机作业数据的实时采集、远程传输、数据储存与分析等功能,为甘蔗联合收割机的智能化与信息化应用提供了技术支撑。     

播种机远程作业监控系统设计——基于光纤传输及以太网通讯技术

随着农业自动化技术的不断发展,无人驾驶播种机被逐渐应用到农业生产中,由于其远程监测和控制技术还不成熟,还无法达到无人化作业的水平。为此,将光纤传输和以太网通信技术引入到了无人驾驶播种机监控系统的设计中,并以AT89S52单片机为控制核心,以太网模块作为接口,采用光纤作为传输媒介,利用摄像头和传感器采集现场速度数据及播种机的运行情况,实现了基于以太网的远程无人驾驶播种机的监测与控制。为了验证方案的可行性,对监控系统的性能和播种机的总体性能进行了测试,结果表明:光纤以太网的丢包率较低,播种机的漏播率和重播率都较低,可以满足自动化作业的需求。     

基于AMEsim的采育头锯切液压系统建模与仿真

液压驱动链锯是林木联合采育机采育头的关键执行部件,用于采伐锯切原木,完成伐木过程的造材作业。为了对比采育头串、并联锯切液压系统的优劣,在获得采育头锯切作业性能参数的基础上,对采育头锯切机构进行虚拟样机建模,对锯切作业过程进行研究与分析。基于AMEsim软件平台构建了采育头锯切作业的串联液压系统、并联液压系统的仿真模型,进行液压作业仿真,对仿真结果进行对比与分析,发现并联系统的功率利用率高于串联系统。