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。     

水稻插秧机视觉导航信息获取试验

针对水稻插秧机视觉导航信息获取问题,提出了一种结合霍夫变换的坐标变换法将图像中位姿信息转换到世界坐标系中的导航信息获取方法。首先分析水稻秧苗基准线特征点在图像平面上的像素坐标与在世界坐标系中的映射关系,应用小孔成像模型和霍夫变换理论,建立水稻秧苗基准线在图像坐标系中的位姿与在世界坐标系中相对水稻插秧机的位姿间的关系模型。然后利用霍夫变换提取图像中水稻秧苗行位姿信息,通过坐标变换,转换成世界坐标系中的导航信息,获取世界坐标系中水稻插秧机位姿信息。采用人工铺设标志线模拟水稻秧苗,进行导航参数提取试验,对比算法提取和人工实测的导航参数来评价算法精度。结果表明:实测角度偏差(θw)和计算角度得偏差的误差均值为4.76°,方差为5.07°;实测位置偏差(λw)和计算得位置偏差误差均值为4.95mm,方差为5.42mm,说明该算法获取的导航信息有效。     

水稻插秧机自动导航技术的研究

<正>农业的根本出路在于发展科技,其实质在于机械化,发展农业的首要问题是实现农业机械化问题。农业机械化是农业生产力的重要组成部分,农业机械化的发展水平是农业生产力水平的重要标志。我国加入世贸组织后,借鉴国际经验证明,科技水平低的农业是没有竞争力的农业,劳动生产率低的农业也是没有竞争力的农业。要提高我国农业在国际市场上的竞争力,首要的任务是扩大农业经营规模,用高新技术装备农业,所有这些,都     

水稻插秧机自动导航技术研究现状

对插秧机的自动导航技术作了初步介绍,并分析了国内外插秧机自动导航技术的研究现状,介绍了用GPS技术、机器视觉技术和惯性传感器技术对插秧机进行导航的原理、方法及试验获得的精度;对国内插秧机自动导航研究现状也作了分析。最后对插秧机自动导航面临的问题作了总结,并提出了建议。     

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。     

机器视觉对农田中定位基准线的识别

针对机器视觉对作物行定位困难问题,给出一种基于Hough变换的作物行视觉定位方法。根据农田作物行图像的信息特点,运用2G-R-B灰度变换加大图像类间距离,采用最大类间方差法(OTSU)分割作物行与背景图像,采用5像素×1像素结构元素图像膨胀法对作物行形态进行修正并缩小或消除作物行和背景中的孔洞,采用中间线检测准定位基准线图像处理方法提取代表作物行走向的准定位基准线,采用Hough变换得到真正的定位基准线及其参数。采用400像素×300像素的白菜作物行图像进行实验,经本方法进行图像处理后,得到每条作物行单一的最能反映作物行走向的准定位基准线,再经Hough变换得到清晰、准确的定位基准线。所得到的定位基准线很好地代表了作物行走向,表明本方法能够得到较好的定位效果。     

水稻插秧机导航控制器设计与路径追踪仿真研究

为了实现水稻插秧机部分或完全自主行走,需要设计合适的导航控制器代替驾驶员分析插秧机与预定义路径的位姿信息后,决策出转向方向和角度控制插秧机按照预定义路径行走。采用基于驾驶员模拟技术,设计了以航向偏差和横向位置偏差作为输入变量,插秧机转向轮期望转角作为输出变量,总结并模拟驾驶员驾驶经验采用模糊控制算法制定模糊规则,构建二维模糊导航控制器;在MATLAB/Simulink下使用简化的二轮车运动学模型进行路径追踪斜坡响应和阶跃响应仿真研究,分析该二维模糊导航控制器控制水稻插秧机追踪预定义路径能力。仿真结果表明水稻插秧机路径追踪斜坡响应最大误差为1.23m,追踪距离为3.45m,稳态误差为0.41m;在此过程中航向追踪信号的超调量MP为17.5°,调整时间ts为7.15s,稳态误差ess为0.2°。水稻插秧机路径追踪30cm阶跃响应的超调量MP为0.8cm,调整时间ts为30.2s,稳态误差ess为0.5cm。水稻插秧机路径追踪仿真结果说明本研究设计的二维模糊导航控制器的转向决策成功控制水稻插秧机追踪预定义路径,该控制系统响应的快速性、平稳性、精确性均良好,为实现水稻插秧机自主行走提供理论支撑。     

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。     

高速水稻插秧机关键技术研究

随着农业机械化发展,高速水稻插秧机的应用越来越普遍。基于此,本文介绍高速水稻插秧机的结构,分析插秧机的常见故障和排除方法,并对高速水稻插秧机的关键技术进行研究,以期能促进我国高速水稻插秧机事业持续稳定发展。     

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。     

水稻高速插秧机与普通插秧机应用效果对比研究

采用大区对比方法对水稻高速插秧机与普通插秧机的应用效果进行了对比,结果表明日本洋马VP6高速插秧机具有增产、增收、工作效率快的优点,伤根率比普通插秧机低7个百分点,成熟期提前5d,增产16.37%。     

水稻插秧机维修保养的技巧研究

我国是农业大国,农业经济在我国经济中占有着十分重要的位置,农业同时也是我国必不可少的产业。科技是第一生产力,科技也带动着农业生产力的提升,在科学技术的影响下,我国农业机械化水平不断提高。水稻作为农业种植的主要农作物,传统种植技术不仅需要花费大量的人力,同时效率和插秧的质量也不高。插秧机补足了传统种植技术中存在缺陷,对于提高我国农业产量,促进农业经济发展有着不可忽视的影响作用。但是实际应用中水稻插秧机常有故障问题发生,对其使用功能,工作质量造成了严重的影响,本文就对插秧机的维修保养技巧进行详细阐述。     

新型人力水稻插秧机

该机由北京农业工程大学研制成功,目前已获国家专利。该机采用一种新颖的插秧方式,解决了现有人力插秧机普遍存在的插秧阻力大、倒秧、漂秧等问题,能够适应各种土壤条件,且插秧质量好。该机在移箱机构上装置弹性换向板,使整机工作更可靠,调整更方便。     

新型高速水稻插秧机

XDNZ-630型新式高速水稻插秧机是中国农业机械化科学研究院现代农业装备科学技术服务有限公司最新研制的。该机采用了回转式双栽植臂工     

水稻插秧机的选购

目前,市场上插秧机类型很多,不下十几种型号,但插秧机按操作方式可分为手扶步行式插秧机和乘坐式插秧机,按插秧速度可分为普通插秧机和高速插秧机.手扶步行式插秧机均为普通插秧机,乘坐式插秧机分为普通型插秧机和高速插秧机.手扶步行式插秧机主要有井关PC6、久保田SPW-48C、东洋PF-455S、南通富来威2Z-455、桦联国际RR-4C等型号插秧机;普通乘坐式水稻插秧机主要有延吉2ZT-9356B型、福田谷神神郎2ZT-6型等;高速乘坐式水稻插秧机主要有久保田SPU-68C、洋马VP8D、VP6、VP4C、井关PG6等型号插秧机,延吉2ZG-630型插秧机也属于高速插秧机.     

新型水稻快速插秧机

由黑龙江省农垦科学院农业工程研究所研制的2ZZB-6型新型水稻快速插秧机，采用目前国际先进的非圆齿轮行星轮系双分插机构，利用非圆齿轮的非圆节曲线传递变速比运动，控制秧爪的载秧轨迹，克服了曲柄式机构运行时惯性力所引起较大振动的弊病，插秧速度可提高50％-70％。     

新式微型水稻插秧机

湖南长沙市黄花镇农民曹步贤雄心勃勃,自l965年起,花费40年心血,终于研制成功全国第一台“中华四十龄”微型人力水稻插秧机,并获得了国家6项专利。该机通过了省级和国家农业部南方水田机械鉴定站推广鉴定(湘质监认字012号,国质监验字007号),并颁发了推广许可证。     

水稻插秧机的维修保养

水稻插秧机维修保养技巧可归纳总结为一换、二洗、三查、四调、五保养。一换就是更换发动机、插秧箱、齿轮、驱动轴、插植臂、齿轮箱中的机油和齿轮油。按插秧机使用说明书规定的要求,发动机工作一季或50小时后应更换机油;插秧机插秧箱工作两季或100小时后,应更换机油;插秧机齿轮箱工作三季或150小时后应更换齿轮油。二洗就是每班作业后,清洗插秧机上的泥污杂物,同时还要清洗发动机的化油器和沉淀杯、空滤器。三查就是检查发动机、插秧机     

正确保管水稻插秧机

水稻插秧机使用时间特短，保管时间长，且该机结构单薄，稍有变形或锈蚀便失灵不能正常作业，因此，保管中必须格外谨慎。     

怎样选购水稻插秧机

怎样选购水稻插秧机姜富水稻插秧机的选购，应根据不同的用途选择不同型号的插秧机。我国目前大批量定型生产的乘座机型主要有２ＺＴ—９３５６Ｂ型和２ＺＴ—７３５８Ｂ型两种。２ＺＴ—９３５６Ｂ型适合我国北方地区，工作行数６行，行距３００毫米，２ＺＴ—７３５８Ｂ...