农用飞机防治病虫害作业导航系统设计与地面模拟测试

基于GPS技术和嵌入式系统技术,设计了可实现自动规划边界、自动规划航道、计算农田面积、实时显示飞行轨迹和语音提示的农用飞机作业导航系统.阐明了系统硬件平台结构和QT交叉编译过程,研究了系统各项功能的实现算法.运用最小二乘法实时预测了高速运行环境下的定位数据,有效减小了高速运动产生的GPS定位延迟.在选定地块手持导航系统进行功能模拟,实现了作业导航系统的设计功能.     

农业植保机自动导航系统的设计与应用

基于农业植保机作业多功能、控制智能化、功能模块化和产品系列化的特点,借助高精度定位传感器和自动控制技术,设计和应用专用的自动导航系统,使其具有友好的人机交互、定位导航与作业规划功能,能够在非结构环境中实时监测、纠正、控制偏航角度,从而最终实现农业植保机的自动驾驶。     

基于Android的农机导航管理系统研究与设计

农机自动导航技术是精准农业研究中的关键技术之一。为解决国内现有农机导航系统的人机交互体验差、信息化和智能化程度不高的问题,结合农机自动导航作业功能需求和Android移动平台的优点,设计并实现了一套基于Android的导航管理系统。系统包含农机作业参数管理、农田地理信息管理、作业路径规划、导航实时监控和历史作业数据管理等功能模块。将该系统应用于农田自动导航试验中,结果显示:系统运行稳定可靠,人机交互体验性好,能够有效实现农机自动导航中的管理和监控功能。     

自动驾驶系统在尖山农场的应用

GPS是全球定位系统的简称,GPS卫星导航是近年来迅速兴起的高新技术,具有广阔的发展前景。2010年,尖山农场由精准农业向数字农业转变,引进拖拉机GPS卫星导航自动驾驶系统技术,安装GPS的拖拉机不需要驾驶员再操作方向盘,通过卫星和信号基站定位就可以实现农作物播种、喷药、整地等机械化精准作业,作业精度1 km误差不差3 cm,结合线误差±3 cm,极大地提高了机车作业效率,减少了土地资源的浪费。GPS全球卫星定位信息系统用于各种农机化作业,每台自动导航系统国家财政补贴3万元。该项技术已经广泛应用于播种、施肥、起垄和整地等示范范基地作业,通过示范取得了很好的效果,现已全面积普及,截至到目前尖山农场已安装各类型卫星导航系统70套。     

基于Google Maps的农业机械作业轨迹监测系统

为满足现代农业机械管理需要,实现农业机械作业调度与实时监控,运用GPS、GPRS和Google Maps技术进行有机集成,构建了农业机械作业轨迹监测系统.该系统采用单片机整合GPS模块、GPRS模块实现车载GPS数据无线远程回传,通过Google Maps API构建Web GIS系统,采用ASP.NET实现农业机械田间作业管理;以Web Service技术及Ajax技术实现作业轨迹回放、作业实时定位及长度、面积测量等功能.     

基于GPS技术实现对联合收获机实时控制

一个准确的车辆导航系统有利于实现大型农用机械的大面积作业,因此研究自动跟踪路径系统是当前必不可少的问题。许多车辆导航系统曾被研究过,包括二维和三维。它们用到的大部分传感器是根据相对于其工作信息环境而设计的,但这里用到的另一种传感器,就是基于GPS技术厘米精确度实时运动学接收器被利用在车辆导航系统中。把不同于定向传感器的GPS接收器应用在农用联合收获机的车辆导航系统中。根据控制理论我们所设计的控制器是为了实现直线跟踪任务,同时对联合收获机作了实验并验证了实验结果。     

浅谈GPS卫星定位和自动导航系统在农业机械上的应用

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。     

农业机械导航技术研究进展

农业机械自动导航技术是实施精细农业的基础,可有效减轻农机操作人员的劳动强度,提高作业精度与作业效率。经典的农机自动导航关键技术包括定位测姿、路径规划和运动控制,针对这3项关键技术,分别阐述了基于全球导航卫星系统、惯性导航系统、机器视觉导航系统及多传感器信息融合的农机定位测姿方法,总结归纳了农机自动导航系统中的全局路径与局部路径规划算法,以及农机的运动学模型、导航决策控制方法、转向制动控制系统。随着信息技术的发展,农机智能导航技术受到越来越多的关注,保证作业安全与提高作业效率成为农机智能导航不同于传统自动导航的关键技术。以激光雷达和RGB相机为例综述了农机自主避障技术,并从协同导航模式、通信技术、协同控制、远程监控平台等角度阐明了多农机协同作业的关键技术。最后,结合无人农场和智慧农业对农机智能导航技术未来的发展方向进行了展望。     

采摘机器人定位和导航研究—基于足球比赛动态路径规划

首先介绍了足球比赛行为的路径规划,并将足球机器人比赛动态路径规划系统应用于采摘机器人,结合采摘机器人应用特性,设计了采摘机器人智能定位和导航系统,并对该系统进行了仿真试验。结果表明:系统可以实现实时定位和导航,且路径规划路线最优,在整个过程没有发生碰撞行为,实现了成功达到终点的目的,证明了该定位和导航系统的有效性和可行性。     

基于信息化时代的农业收割机定位系统设计与试验

为了提高收割机的定位导航效率和精度,实现自主定位,基于信息化时代将云技术和无线通信技术引入到了导航系统的设计上,通过导航视觉系统图像的高速处理、无线传感节点通信、路径规划和追踪,实现了收割机的自主定位和导航。对不同作业块的导航定位精度和路径追踪的精度进行了测试,结果表明:采用自主定位系统可以成功地对作业区域的路径进行规划,并实现高精度的路径追踪,对于提高农机的智能化水平的研究具有重要的意义。     

基于DGPS与双闭环控制的拖拉机自动导航系统

以东方红X-804型拖拉机为平台,设计了一种基于RTK-DGPS定位和双闭环转向控制相结合的自动导航系统,研究提高农业机械导航控制精度的方法。阐述了导航系统整体设计方案,以RTK-DGPS和AHRS500GA分别提供位置信息和辅助修正信息实现准确定位,以电控液压转向系统实现转向控制。分析了整体控制的策略,建立了路径跟踪的传递函数模型,阐述了双闭环转向控制算法的建立过程,以及控制器的硬件实现。试验结果表明:GPS定位数据经过校正后,平均偏差降低至0.031 m;双闭环控制算法提高了自动转向系统性能,稳态时方波信号以及正弦波信号的跟踪误差平均值为0.40°;在拖拉机田间作业跟踪过程中,路径跟踪误差平均值不超过0.019 m,转向轮偏角跟踪误差平均值为0.43°,标准差不超过0.041 m。     

GPS技术在大型喷灌机变量控制中的应用

分析了应用低成本的GPS—OEM板开发精准农业专用的定位导航系统的可能性。针对大型平移式喷灌机的自动变量控制问题，介绍了高精度GPS的组合导航系统以及定位测量方法，通过田间试验对该方法进行了验证。     

农机自动导航控制决策方法与软件系统

为实现农机自动导航控制,兼顾系统成本和作业效率,对农机自动导航控制决策方法进行了研究,并设计开发了一种导航软件系统。首先,系统根据获取的农田边界、农田形状及作业需求进行路径规划。其次,采用简化二轮车运动学模型,采用模糊控制进行导航决策控制,模糊控制器的输入参数为农机横向偏差和航向偏差,输出参数为前轮转角信息。最后,导航系统根据转角信息,由PLC控制器控制方向盘转动,从而实现导航控制。导航软件采用模块化设计思想,由串口数据通讯、数据分析与处理、数据与图形显示和数据存储4个模块构成,基于C++/MFC语言编写实现。系统还可在导航结束后,对导航偏差数据进行保存,便于试验后进行误差分析。试验结果表明：农机自动导航控制决策方法可以实现较好的控制精度,软件系统界面友好、通讯稳定、功能较为齐全,满足农机田间自动导航作业的需求。     

池塘养殖船自动导航系统设计与试验

针对池塘养殖中投喂作业需要全塘均匀覆盖的应用场景,存在人工投饲强度大、饲料利用率低的问题,设计一种能够适应不同多边形池塘的养殖船自动导航控制系统。控制系统采用低成本北斗定位模块和高精度电子罗盘进行组合导航,获取池塘养殖船的位置和航向信息作为导航控制器的输入,通过构建基于PD算法的导航控制器,实现航行过程中的路径跟踪。设计一种多边形回纹线导航路径规划算法,能够快速实现多边形池塘的导航路径规划。开展池塘导航试验,试验结果表明：采用所设计的自动导航系统,养殖船能够按照规划的路径航行,在水面行驶速度为0.4~0.5 m/s时,稳定跟踪后最大误差小于2.62 m,平均跟踪误差小于1.30 m,导航精度满足池塘养殖自动投饲要求。     

基于CORS技术的农业机械差分定位系统设计

为满足精细农业中农业机械自动导航对高精度定位数据的需求,阐述了GPS差分定位技术在精细农业中存在的问题,并介绍了CORS技术在精细农业中的重要地位。根据分析,采用低成本的GPS板卡和4G无线通讯网络模块,设计开发了一套基于CORS技术的低成本农业机械差分定位系统,并进行了系统静态内符合精度测试和动态误差测试。试验结果表明:该系统性能稳定,在晴天和阴天2种天气情况下,其静态定位内符合精度为7~8 cm(9 5%);通过多次测量求平均值,其动态定位数据与真实值的误差不超过1 0 cm,动态符合度高,可作为高精度的位置传感器用于农业机械自动导航。     

久保田插秧机的GPS导航控制系统设计

将计算机技术、传感器技术、GPS技术和数据通讯技术等集成和融合,在久保田插秧机上开发了基于DGPS和电子罗盘的导航控制系统.论述了导航控制系统的结构和工作原理,提出了一种利用航向跟踪实现路径跟踪的控制方法.仿真和试验结果表明,该控制方法简单有效,导航控制系统可以控制插秧机按预定的路线行走.速度为0.75 m/s,直线路径跟踪时,平均误差0.04 m,最大误差0.13 m;速度为0.33 m/s,圆曲线路径跟踪时,平均误差0.04 m,最大误差0.087 m.     

基于图像识别的无人机导航系统设计

无人机提高了农业生产效率,但作业性能受各方面因素的影响,而导航能力是重点关注的内容.图像识别技术通过分析图像中的大量信息来辨识目标,可以提高无人机的自动导航能力.固定翼无人机在飞行速度和高度上具有优势,进行农业信息监测和保险勘察时效率更高,但精准导航的难度较大.为此,设计了一个基于图像识别的无人机导航系统,以固定翼的航...     

基于嵌入式智能控制系统的采摘机器人定位导航方法

利用图像、红外、超声波等传感器模块,感知采摘机器人作业环境,以采摘机器人在园区自主避障和移动为目的,研究了采摘机器人路径规划和定位导航方法,并利用嵌入式控制系统,设计和开发了该采摘机器人定位导航方法。实验结果表明:系统可以实现采摘机器人的定位和导航功能,具有一定的可靠性。