地空两用农业信息采集机器人设计研究

随着农业科技的发展,机器人在农业生产方面的应用日益广泛.但是,机器人受地形环境的影响较大,不能保证农业信息采集的连续性,容易导致农业信息采集不完整、不准确.为此,设计了地空两用农业信息采集机器人,完成了地空两用机器人的总体结构设计,建立了地空两用机器人地面系统和飞行系统的运动模型,并通过仿真实验,验证了地空两用机器人采...     

地空两用农业信息采集机器人研究—基于STM32微控制器

随着科技高速发展及机器视觉、图像识别等技术的出现,图像信息采集技术的应用也越来越多。地空两用农业信息采集机器人的出现解决了农业信息采集中的局限性,实现了农业信息采集的智能化自动化。采集机器人的空用功能可避开机器人在作业环境中障碍物,在空中采集的信息数据是比较全方面的,不会存在因障碍物的遮挡而漏采集信息导致信息不全而无法正常使用。为此,基于STM32微控制器地空两用农业信息采集机器人研究方案,采用意法半导体公司的单片机-STM32为主控制器,OV2640摄像头为图像采集设备,设计了采集系统具有性价比高、实用性强且可靠性高的特点。     

可变结构的地空两用机器人设计及仿真研究

提出了一种可变结构的地空两用机器人用于农林的信息采集,确定了机器人主要技术指标,设计了总体结构,并建立了机器人三维模型。考虑机器人作业过程中承载性能、运动性能和空间适应性等要求,对机器人机架、行走机构悬架及飞行机构悬臂等关键零部件进行了设计及仿真研究。仿真结果表明：所设计机器人结构合理、承载性能良好,能够适应不同工况下平稳运行的要求,具有较好的空间适应性。     

地空两用农业信息采集机器人行走机构仿真

为了保证地空两用农业信息采集机器人在农田中行走时具有良好的稳定性和较强的环境适应性,建立了轮胎-土壤力学模型,针对其静止和行走两种状态添加了不同的载荷,并利用有限元仿真分析原理对不同载荷下的模型进行了求解,分别得到轮胎和土壤的应力、位移和应变的值。建立了行走机构前悬架模型,并对模型施加了一个正弦激励,对其轮胎定位参数进行了动力学仿真分析,得到了各轮胎定位参数的变化量。结果表明:采用双横臂独立式悬架结构,不但提高了机器人的环境适应性,使其行走时轮胎不会陷入土壤中,而且遇到冲击载荷时保证了机器人的轮胎定位参数在合理范围内,使其具备良好的行走稳定性,为地空两用机器人的研究提供可靠的依据。     

农业信息采集机器人设计及试验研究

随着农业现代化的不断发展,人们对于精细农田各方面的要求也达到了新的高度,需要将自动化、智能化的设备应用于农业信息采集中。为此,提出一款新型的农业信息采集机器人,主要在农业信息采集机器人的总体结构设计的基础上,对图像采集、温湿度检测及图像处理进行了试验分析与验证。试验结果表明:该机器人可通过自行走的方式来精准探测农田的温湿度,并根据获取的图像了解作物的生长状态。实现了在减少人力消耗、提高效率的前提下,仍得到可靠的数据与图像,为更好的管理农田作业提供了可靠依据。     

陆空两栖农业信息采集机器人设计

针对农业信息采集过程的越障需求,设计了一种陆空两栖的农业信息采集机器人,主要包括外部信息采集系统、内部信息采集系统、运动控制系统、控制器及数据收发系统。该机器人通过飞行机构提高机器人的越障能力,实现农业信息的全方位采集,采用PID控制算法实现陆地和飞行姿态的控制,提高了机器人的运动稳定性。试验结果表明:机器人可以实现陆地和飞行的控制,且可实现对农业信息的传输,能够满足农业人员对于农业信息采集的要求。     

农田环境信息采集机器人设计与试验

农业信息采集主要收集农作物的生长状况和所处的环境特征,作为农艺操作的依据。传统的信息采集主要依靠人工观察记载或仪器测量记录,获得的数据量有限,参考价值不高。为此,设计了一种以铝合金框架车体为平台的轮式机器人,具有行走控制、路径识别和信息采集的功能,且在农田环境中行走平稳,能够识别田间的空行和作物并规划行走路径。试验结果表明:机器人采集的信息数据与人工测量数据之间差异很小,符合农田环境的实际情况,可以为农业的信息化和智能化提供技术支撑。     

农田信息采集机器人推进电机系统的混沌控制

针对农田信息采集机器人采用永磁电机系统推进,直接影响农田信息采集机器人稳定性、可靠性和安全性的混沌现象,对其进行相轨迹图、耗散性和Lyapunov指数等复杂动力学分析;为控制处于混沌态的系统达到稳定周期态,应用PI滑模变结构控制理论,设计了控制器,并通过MATLAB数值模拟验证其有效性。结果表明:该控制方法具有较好的动态性能和稳态精度,为相关农业机器人的运行与控制提供了依据。     

高地隙农田信息采集机器人设计与试验

为适应水田行走和不同垄宽等复杂的农艺条件,设计了一种轮距宽度可调的高地隙四驱农田信息采集机器人。利用SolidWorks对整体结构进行设计分析和零部件选型,设计了基于GNSS和INS的组合导航与路径跟踪控制系统,并对机器人进行了水田行走性能测试和信息采集试验。结果表明,机器人四轮驱动方式具备较好的速度一致性,地隙与轮距调节机构调节到位误差率为1.33%和0.73%;直线路径跟踪的平均横向误差为6.8 cm,直角转弯的平均收敛时间为25.6 s;机器人最大行驶速度为1 m/s,单点信息采集平均耗时为24.5 s,传感器采集的各类数据均满足使用要求,该信息采集机器人可实现复杂条件下的农田信息采集工作。     

轮式田间信息采集机器人开发与控制系统设计

随着农业现代化的快速发展,农业基础设施建设不断完善,精确农业的发展理念得以进一步实施.农业机械化发展不仅需要机械技术的不断进步,还需要对生产环境相关信息进行精确把控,从而提升农业生产的科学性.现阶段,我国农业生产对田间信息采集与应用的重视程度仍不足,导致农业生产仍处于粗放型阶段.针对这一问题,从现阶段田间信息采集技术出...     

基于STM32的地空两用农业信息采集机器人研究

随着农业科技的发展,机器人在农业生产方面的应用日益广泛,但机器人受地形环境的影响较大,不能保证农业信息采集的连续性,容易导致农业信息采集不完整、不准确。为此,设计了基于STM32微处理器的地空两用农业信息采集机器人,完成了总体方案设计,同时进行了功能分析,并建立了地空两用机器人地面系统和飞行系统的运动模型,进行了地空两用机器人的硬件结构及软件流程设计。最后,通过试验验证了地空两用机器人采集农业信息的可靠性。     

类壁虎农田信息采集机器人运动控制系统的研究

机器人作为引领未来的高科技产品,在各个行业的作用非常明显,发展前景十分广阔。类壁虎机器人是特种机器人的一个重要分支,具有高灵活性和机动性,可替代人完成重复、繁琐或者危险的劳动,不但可以对大型机器设备零部件进行探伤检测和灾后搜救工作,也可以应用于信息收集、军事、深山探险等领域。以DSP智能控制平台为核心模板,通过研究类壁虎机器人运动规划与控制系统,对农田信息进行实时采集,并根据农田作物的发病情况进行预警。实验表明:本文设计的农田信息采集机器人具有智能化程度高、控制精度高、灵活性大、可靠性强及开发周期短等显著特点,应用前景十分广阔。     

基于单片机的田间信息采集系统的设计与实现

随着精细农业在我国的不断推广,将精细农业思想转化为实际应用也渐渐提到日程上来。为此,以精细农业中的田间数据采集为例,提出了基于PHLIPSP89C51单片机的田间信息采集系统设计方法,使之在采集外部多路串行数据的时候,同时能够采集外部多路模拟数据。试验证明,基于单片机的田间信息采集系统是可行的。     

土壤信息采集传感器节点的透地通信特性试验

为了揭示电磁波在土壤中传输的一般特性,部署无线地下传感器网络节点,设计了土壤信息采集传感器节点的透地通信试验.试验利用433 MHz载波频率无线地下传感器网络节点,通过小麦大田试验和计算机模拟,对不同的接收节点高度、发射节点和接收节点间水平距离等条件下传感器节点电磁波的传输特性进行了研究,建立了接收信号强度和丢包率的关系模型,提出了小麦4个生育期农田土壤信息采集传感器节点在土壤中的传输特性.试验结果表明,接收节点高度变化时,接收节点高度和节点间水平距离对接收信号强度影响的8种模型拟合优度,R²最大为0.998,R²最小为0.837;对丢包率影响的8种模型拟合优度,R²最大为0.998,R²最小为0.900.节点间水平距离变化时,接收节点高度和节点间水平距离对接收信号强度影响的8种模型拟合优度,R²最大为0.958,R²最小为0.847;对丢包率影响的8种模型拟合优度,R²最大为0.997,R²最小为0.941.     

农业机器人充电系统的设计

通过对农业机器人充电系统的研究,设计了基于AT89S52的智能型充电系统,实现了农业机器人蓄电池最佳充电曲线跟踪技术,给出了系统的工作原理、硬件结构及软件流程。该系统可根据农业机器人蓄电池的状态自动改变充电电流大小,并通过全程窄脉冲放电消除充电过程中的极化现象,缩短了充电时间,提高了充电效率,并在一定程度上提高了农业机器人的工作时间和准确性。     

设施番茄采摘机器人设计与研究

针对设施番茄采摘存在用工难、用工贵、劳动强度大等问题,文章设计了一种温室番茄采摘机器人。该番茄采摘机器人主要由视觉系统、末端执行器、机械臂、底盘和辅助照明机构等组成,并基于各设计结构完成温室番茄采摘的工作流程设计。该采摘机器人通过ZED 2i双目立体相机对番茄果实进行识别与定位后,机械臂引导末端执行器完成番茄果实的采摘。试验结果表明,视觉系统与各模块之间运行良好,单果采摘耗时约为18 s,采摘成功率达88%。     

精细农业田间信息采集关键技术的研究进展

快速、有效地采集和描述影响作物生长的田间信息,是开展精细农业实践的重要基础.随着现代信息技术的不断发展,田间信息采集技术也在快速发展和不断更新.阐述了GPS定位技术、传感技术、多传感信息融合技术、无线通讯技术等在田间定位信息、土壤属性信息、作物生长信息、环境信息和作物产量信息获取中应用的研究现状,指出现有采集技术存在的优缺点,并提出开发集各种先进技术为一体.低成本、多通道、高精度、定位快速的动态农田信息数字化智能测量装备是今后田间信息采集技术的研究方向.     

大棚智能除草机器人设计

针对大棚内除草环境复杂,且杂草种类繁多导致识别困难的特点,设计了一种机械式智能除草机器人。对试验田数据进行采集后,使用Yolov5模型进行150次迭代训练,最终训练出模型平均精度(map50)为82%,为了提高识别准确率,迭代次数增加到300次,最终模型平均精度(map50)为91%,机器人使用了Jetson Orin nano开发板为处理器,Intel D435深度摄像头进行数据采集,图像处理时间为1.2 ms,满足实时处理要求。采用机械式除草,减少了农药使用,该研究可为以后智能除草设备设计提供参考。     

基于S3C2410A的农田土壤信息采集平台设计

提出了基于ARM9微处理器芯片S3C2410A的便携式农田土壤信息采集平台的设计方案,阐述了构成硬件平台的核心板、土壤信息采集模块、GPS地理位置信息采集模块、人机接口模块以及信息存储模块等的设计思路和实现方法,对WINCE．NET操作系统在目标平台上实现移植的过程进行论述。初步实验表明,该平台具有较高的可靠性和很强的实用性。     

农村电网电能信息采集系统的研究与应用

从农网实际情况出发,研究设计并建设信息高度共享、流程运转通畅、科学规范统一的电能信息采集管理系统。系统整合各类采集系统,规范购、供、售电侧的电能量数据接口格式,完成对不同信道、不同类型采集终端的兼容,实现了电能信息的自动采集和集成、线损的实时管理与分析、负荷控制和电费预购管理等应用功能。