农机卫星导航自动驾驶作业精度评估试验的研究

针对农机卫星导航自动驾驶作业精度没有统一和规范的评估指标及评估方法的问题,利用高精度RTKGPS接收机,采用单点静态定位的测量方法,以农机卫星导航自动驾驶的起垄作业为测试对象,采集4块起垄作业地块的试验数据进行分析,并提出以垄向直线度和垄间平行度作为评估指标,对农机卫星导航自动驾驶作业精度的评估方法进行研究。结果表明:1)垄向直线度的最小值和最大值分别为2.70和4.59cm,最小和最大均方根分别为3.36和5.55cm;2)垄间平行度的最小值和最大值分别为5.16和16.88cm,最小和最大均方根6.76和24.72cm;3)根据垄向直线度和垄间平行度,农机卫星导航自动驾驶作业在1号地块的作业精度最高,3号地块的作业精度最低,与实际作业情况相符。该评估方法可实现对农机卫星导航自动驾驶作业精度的量化评估,能为农机卫星导航自动驾驶作业精度的评估提供一种有效地测试及评估的方法。     

自动导航插秧机作业性能试验研究

农业机械自动导航技术日渐成熟,导航产品带来了较好的经济效益,但这些导航产品只与部分车型的旱地拖拉机配套使用,仍缺少一套适用于水田拖拉机作业的自动导航产品。现提出一种改装方法,将一套旱地拖拉机导航系统安装至水田插秧机上,分别在广东和黑龙江进行田间试验,利用全球定位系统(global positioning system,简称GPS)分别采集记录插秧机自动导航作业与驾驶员人工作业时的数据,分析两者作业轨迹的直线度,比较两者的作业效果,探究该导航系统在插秧机上的作业性能。结果表明,驾驶员直线作业轨迹的平均绝对横向偏差为4.46~4.50 cm,横向偏差的标准差为2.69~3.36 cm。自动导航的平均绝对横向偏差为2.29~2.70 cm,横向偏差的标准差为1.63~1.90 cm,说明该自动导航插秧机的作业精度以及稳定性比人工驾驶高,通过这一改装方法将自动导航系统安装至水田拖拉机上后在水田作业过程中依然保持良好的作业性能,其安装方法简单而且可靠性高,为后续水田拖拉机自动导航系统的开发与研究提供参考。     

卫星导航自动驾驶技术的应用优势

为了解决农机装备水平大幅度提高,而拖拉机驾驶员田间作业素质相对滞后的问题,推进农机化科技进步的步伐,2013年,昌吉市农机部门引进并推广了10套卫星导航自动驾驶装置,最高精度可达2厘米,经安装使用后达到了理想的作业效果。现介绍     

试论当前农机驾驶员培训工作存在的问题与对策思考

随着农业产业结构的调整和农村经济的发展,各种新机具、新技术层出不穷,因此农机驾驶员培训工作面临着新的挑战。农机驾驶员培训工作是要求农机驾驶员以理论和驾驶实践相结合的学习方式,学习掌握农机知识、安全常识、基本性能、驾驶技能的一项基础工作。农机培训工作的质量,对农机驾驶和操作人员的技术水平有着直接的影响,也直接影响到农牧民的生产利益和生产中的安全问题。因而,责任人务必要对农机培训的工作引起高度的重视。     

基于拟人驾驶模型的联合收获机导航控制器设计与试验

为了解决轮式联合收获机在水稻收获作业中操作繁琐及作业质量和效率低的问题,通过采集熟练驾驶员驾驶时收获机位姿信息和驾驶员操作信息,运用神经网络构建了拟人驾驶模型并设计了一种基于拟人驾驶模型的联合收获机导航控制器。根据收获作业需求设计了一种田间套行作业路径规划方法,在保证转弯精度的同时,较好的完成收获作业;与传统PID和常规纯追踪模型相比,拟人驾驶模型控制收敛速度快0.42 s、超调减小4.0 cm,具有收敛速度快、超调小等特点。路面直角路线转向试验结果表明,当联合收获机行驶速度分别为0.62、0.82、1.02 m/s时,转弯后超调量不大于3.93 cm,在不同行驶速度下仍具有较高的鲁棒性。田间试验结果表明,联合收获机在水稻田中以0.6、0.8、1.0 m/s的速度前进时,直角转向导航跟踪转向后超调量分别不大于8.1、8.9、9.6 cm,直线跟踪部分平均绝对偏差分别不大于3.1、3.0、3.3 cm。试验结果表明,所设计的拟人驾驶模型导航控制器能较好地完成水稻收获作业自动导航。     

北斗导航农机自动驾驶系统在新疆石河子精准农业的应用

北斗导航农机自动驾驶系统对农机精准化作业提供了基础性的保障和数据支撑。北斗导航农机自动驾驶系统在棉花种植中主要应用于棉花精量播种,精准施药方面,其他北斗导航农机作业在农业精准化应用尚待试验示范。现今北斗导航农机自动驾驶系统应用方面的问题也需要正视和解决。     

我国农业机械自动驾驶系统研究进展

农业机械自动驾驶系统是精准农业的重要支撑技术之一,集成了多种传感器与变量作业装置,助力精准农业生产降成本和增产增收,经济效益和社会效益显著。中国自2001年起对农机自动驾驶系统开展了研究,取得了一系列重大研究成果。国产农机自动驾驶系统自2010年进入市场,在降成本的同时保证了作业性能指标,摆脱了对国外进口产品的依赖。介绍了中国在农机导航定位与环境感知技术、路径跟踪控制技术、电控液压转向技术、高压共轨柴油发动机燃油电喷技术、动力换档技术、电液悬挂控制技术等方面取得的最新进展,这些研究成果为农机自动驾驶系统的研发提供了重要的技术支持。作者还提出,基于ISO11783的总线标准可实现农机自动驾驶系统的有效集成,建议进一步规范ISO11783农业机械自动驾驶系统的应用层通讯协议、线控接口和性能要求。     

拖拉机液压与电动2种自动驾驶方式

对拖拉机自动驾驶的基本组成及路径跟踪原理进行分析,建立了拖拉机的运动学模型.在东方红954拖拉机上加装液压转向和电动方向盘自动驾驶系统,对2种转向方式的控制系统性能、直线度性能和入线数据进行田间试验研究.现场试验表明,电动方向盘自动驾驶方式的动态性能指标高于液压转向自动驾驶方式,稳态误差略低于液压转向自动驾驶方式,入线米数多数情况下少于液压转向自动驾驶方式,直线度的标准差比液压转向自动驾驶方式低0.55 cm.可见在相同情况下,电动方向盘自动驾驶方式路径跟踪效果和稳定性方面略优于液压转向自动驾驶方式.     

农机自动驾驶导航系统前装关键技术及应用

农机自动驾驶导航系统采用前装方式,可以在农机出厂时将自动驾驶导航设备安装调试到位,有效提高装配精度、降低故障率、降低成本,更有利于用户使用。自动驾驶导航系统前装在国际上已得到普及应用,在国内各农机企业已开始进行推广。     

卫星导航技术在农机作业中的应用

正随着兵团棉花大面积连片种植,现代化农业机械得以广泛应用,其作业质量主要取决于农机驾驶员操纵作业机械的技术与水平;其次,是职业道德和工作责任心。人工操作在实施耕作、施肥、播种、收获等作业时,压伤碾伤植株、漏行重行、接茬不均、机采遗漏等作业现象不可避免,而采用自动导航技术是解决上述问题的重要途径。自动导航技术可以保证实施施肥、播种、喷药、收获等农田作业时,行与行衔接的精度,减少农作物生产投入成本,大大提高作业效率。     

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。     

农机转子动平衡的新方法①

Many rotors of agricultural machinery are flexible. The dynamic balancing tests on them should be done on many plans at working speed. The traditional method on two plans and at low speed can't meet the accuracy requirments of the dynamic balancing on flexible rotors. The multi-plan and three-speed step balancing method is putting forward to simplify the balancing progress and improve the balancing accuracy of working rotors. A kind of automatic balancing machine, which is accurate, efficient and easily-operating, is developed.     

基于星基增强精密单点定位的农机自动导航系统开发与测试

目的 开发基于星基增强精密单点定位的农机自动导航系统。方法 以国产雷沃TX1204拖拉机为平台,采用国产星基增强定位板卡的输出数据作为农机位置反馈量,设计位速卡尔曼滤波器对定位数据进行滤波处理,开发预瞄跟随PID路径跟踪控制算法进行导航控制,整定不同行驶速度条件下的模型控制参数,采用地基增强RTK高精度定位接收机输出数据作为参考量,搭建农机自动导航测试系统并开展系统性能测试。结果 在直线跟踪误差方面,所开发的农机自动导航系统平均误差为?0.0009436 m,标准差为0.02452 m,最大误差绝对值为0.08472 m;在邻接行误差方面,平均误差为0.0007128 m,标准差为0.02986 m,最大误差绝对值为0.15444 m。这一精度可满足大部分农机自动导航作业需求。结论 将国产星基增强精密单点定位技术用于农机自动导航是可行的;本文设计的预瞄跟随PID路径跟踪控制模型和提出的不同速度条件下PID参数与前视距离的整定方法,提高了系统对不同速度的自适应能力。     

基于单片机的小型犁耕机自动调平系统设计

实现丘陵地区坡耕地机械化耕作,对于全面提高该地区农业机械化水平和实现农业可持续发展具有重要意义。但是,耕作机械的倾斜作业不仅对土壤的硬底层造成破坏,而且还影响到耕作平整度和深度等耕作性能指标,导致耕作效果不理想和作业效率较低等问题。针对丘陵地区现有的耕作机械只能在坡度较小的耕地上作业的现状,本文采用倾角控制调平策略,以AT89C51单片机为控制器、液压油缸为执行元件、倾角传感器为反馈元件,设计一套适用于丘陵地区的小型犁耕机的自动调平系统,其主要由耕作机构、整机机身、调平控制机构和自动调平控制系统四个部分组成。该系统具有调平速度快、精度高和操作简单等特点,能保持小型犁耕机的平稳性,提高了小型犁耕机在丘陵地区作业时的稳定性及坡地适应性。     

自动导航拖拉机的农机具作业精度研究

针对自动导航拖拉机带农机具作业时农机具跟踪误差会被放大的问题,提出了1种能够提高农机具作业精度的拖拉机导航算法。采用路径跟踪误差最小的优化控制方法,研究拖拉机自动导航作业时引起机具误差大的因素及改进方法,设计具有农机具误差项的拖拉机模型预测控制算法,对该算法进行可行性试验及对比试验。试验结果表明采用带机具误差项的算法使农机具横向偏差平均降低了42.36%,横向偏差标准差平均降低了40.91%,航向角最大偏差平均降低了6.11%,航向角偏差标准差平均降低了31.04%。结果表明增加农机具误差项的模型预测控制算法能有效提升农机具的作业精度。     

新型联合整地机的设计与实现

[目的]研制1LZ系列新型联合整地机。[方法]针对大功率拖拉机在生产上的应用情况,研制了一种与之配套使用的1LZ系列联合整地机。介绍了整机结构及其工作原理,对联合整地机主要工作部件(平地部件和表土加工部件)进行了研究与设计,并通过了一系列的测试试验和实际生产考核。[结果]1LZ型系列联合整地机采用多种部件联合作业,减少了作业遍数及拖拉机的进地次数,减少了对土壤的有害压实,比国内现有的整地机械提高工作效率30%以上;该整地机作业质量好,能形成地表平整、土壤细碎、上虚下实的良好种床结构,为铺膜播种、精准播种、种子的出苗及作物的生长创造了良好的土壤环境。[结论]实际生产考核证明,该联合整地机能够适应新疆干旱地区农田整地作业。     

小型自动喷雾型林区苗圃喷药机的设计[1]

针对目前国内喷药机械主要还是以手动机械为主，在保证作业安全的前提下，对小型机械进行改进，采用一种喷雾型喷头，通过可编程控制器（PLC）和红外测距传感器控制，实现自动喷药。通过三维建模和动态分析对机械进行受力分析，通过实验检测的方法不断进行改进，从而得到结构简单、适应地形能力强、工作效率高的小型自动喷雾型林区苗圃喷药机械。     

基于时间窗的农机调度技术研究进展

构建合理的跨区域多农机调度服务作业系统可以减少传统农机作业调配方式的成本,避免多区域作业农机的盲目流动,提升农业机械的作业效率.目前,跨区域多农机调度服务作业是我国农业的主要作业方式,智能调度模型和优化算法被广泛应用到农机调度中.针对基于时间窗的农机智能调度技术的特点,综述了农机调度与传统车辆调度的区别,以及国内外学者...