基于贝塞尔曲线的动态识别区农机避障路径实时规划

为解决农机田间作业避障路径实时规划问题,该研究提出一种在动态识别区内利用三阶贝塞尔曲线实时规划农机避障路径算法。首先构建农机作业行走动态识别区,在动态识别区内利用激光雷达感知障碍物。然后利用障碍物信息计算避障路径控制点选取范围,生成满足农机最小转弯半径等多约束条件下的路径簇,同时以曲率最小为目标从路径簇中选取最优避障路径。最后进行避障路径实时规划试验。试验结果表明,本文算法规划的避障路径最大曲率和平均曲率分别为0.126和0.054 m^(-1);路径跟踪过程中产生的最大横向误差和平均横向误差分别为0.12和0.057 m;拖拉机到障碍物外轮廓的距离大于0.375 m。和现有算法比较,本文算法规划的避障路径最大曲率和平均曲率分别减少25.9%和42.6%,路径跟踪过程中产生的最大横向误差和平均横向误差分别减少36.8%和28.8%。研究结果可为拖拉机无人驾驶作业提供技术支撑。

基于人机工效学的农机座椅自动调平系统设计与试验

针对拖拉机在高低垄犁地作业过程,驾驶舱倾斜导致驾驶员坐姿变化,影响驾驶员乘坐舒适性的问题,设计了结构紧凑的座椅椅面调平机械装置,并基于单片机开发了调平装置控制器,调平精度为0.67°。为了提高调平过程中驾驶员的乘坐舒适性,搭建了模拟拖拉机座椅倾斜状态试验台,研究了试验台中座椅倾斜不同角度情况下对驾驶员上躯干姿态的影响。试验结果表明人体胸椎和腰椎投影偏移随着座椅倾斜角度的增加而增大,但座椅倾斜3°时投影偏移远小于倾斜5°时投影偏移,由此确定座椅调平系统工作阈值为3°。通过主观评价试验,确定座椅调平的速度为6~8 mm/s时,驾驶员的舒适性较高。在东方红LX754型拖拉机上开展实车试验,结果表明,座椅调平后驾驶员的腰部受力更加均匀、调平系统对于驾驶员的操作性及适应性有促进作用,验证了该系统的实用性。

粮虫图像识别检测技术研究现状与展望

为促进图像识别检测技术在我国粮情测控领域的应用研究,从预处理、特征提取、识别分类和种群密度估计4个方面,概述和分析了计算机图像识别检测技术在粮虫自动识别中的发展现状,提出今后应从图像自动采集装置的研制、粮虫图像的有效特征获取、高适应分类器的设计、粮虫种群密度的估计、多种检测技术的融合等方面开展深入研究,为科学规范粮虫防治工作提供更好的决策支撑。

农业机械自动转向装置集成系统设计及试验

为实现农机装备的自动转向,采用直流电机经过齿轮减速器力矩放大后驱动全液压转向器的方法,设计一款高度集成的农机自动转向集成装置系统,包括自动转向控制结构、控制器电路及其车轮转向精确伺服控制算法,控制器采用飞思卡尔车规级芯片,并考虑在农机在未点火发动状态下的不安全转向情况,使得控制逻辑更加安全可靠。通过Matlab建立农机前轮的电控转向液压模型,开展不同转向角度信号的仿真试验,验证本文控制算法的响应特性。将自动转向集成装置安装在高地隙植保机器人上开展田间实车试验,试验结果表明,车轮转角控制误差小于0.2°,超调量小于2%,±20°转向最快响应时间为1.3 s,自动转向控制系统控制效果良好,能够满足常见农机的自动转向。

粮食重量在线检测系统结构

伴随着科学发展,传统粮食重量检测方法的缺陷已经凸显,粮食重量在线检测系统弥补了传统检测方法的不足,提升了粮食重量检测的效率,同时降低了检测的成本。研究了整个系统的软件结构,系统应用基于无线传感器的网络架构,采用基于底面和侧面的压强检测模型,实现对粮食重量的在线检测。该系统通过实验测试,运行良好,设计能够达到粮食重量检测所要求的精度。