果园喷药机器人的单目视觉导航定位算法研究

自主定位是果园喷药机器人视觉导航的重要环节。针对果园喷药机器人视觉导航过程中定位精度低的问题,本研究提出一种基于ORB-SLAM2的单目视觉定位算法,通过优化图像ORB特征的提取策略,并使用灰度质心法及图像金字塔算法实现其尺度、旋转不变性,提高视觉里程计中特征点的提取、匹配精度,利用ORB-SLAM2中局部建图、回环检测及重定位模块优化位姿,实现果园喷药机器人精确定位。为验证本方法的有效性,利用TUM数据集对本研究算法进行仿真分析,将绝对轨迹误差平均值作为评价指标。结果表明,相较ORB-SLAM2算法,其平均误差降低15.06%,均方根误差平均下降16.44%。以此为基础,在模拟柑橘园环境进行实物验证,试验结果表明,本研究算法在直线、回环运动中均可实现有效定位,特征匹配数量平均提升18.18%,初始化时间在光照明、暗条件下分别为4.993、8.986 s,关键帧数量在2种条件下分别为67.2、64.2帧,综合性能优于原算法。因此,本研究优化后的视觉定位方法可为果园农药喷洒机器人实际工况下的导航定位提供理论和实践参考。

马铃薯套种装置设计

近年来,为了提高农作物的种植效率和收益率,人们越来越多地采用套种方式。套种是指在前季作物生长后期的株行间播种或移栽后季作物的种植方式,也叫套作、串种。由于玉米在生长后期株行间空间较大,因此可以在玉米地套种马铃薯,从而提高土地利用率。文章针对玉米地套种马铃薯操作不便这一问题进行了研究,设计了一种马铃薯套种装置,以替代传统手工种植,减轻农民劳动强度。

基于可变配气相位的创新设计

目前,电子技术快速发展,电子技术也应用到了现代汽车行业,为了满足现代人对汽车性能的要求,发动机的改进必须朝着可控化和电子控制化方向发展,而对于发动机配气机构的设计一直是众多车辆科研人员研究的方向。因此,为了进一步提高汽车的动力性以及经济性本文设计了一种新型可变配气相位机构。可变配气相位就是使发动机的进气或者排气进程能够按需求调整,主要研究进气门早开以及排气门迟闭对发动机带来的影响。本文构思了一种配气机构与电子技术相结合的新型可变配气机构,并对这一机构进行探讨设计可变配气相位机构的结构、工作原理以及为发动机和整车带来的实际效果。

基于神经网络的卧螺离心机螺旋流场流速建模

提出了一种基于深度学习方法的卧螺离心机螺旋流场流速预测模型。对于流体力学问题的数值模拟主要依赖于求解离散化的控制方程,深度学习由于其处理强非线性和高维性的能力,在解决流体问题方面显示出了新的前景。然而,现成的神经网络架构大多用于简单流场,对于稍复杂些的流场未得到充分应用。首先,使用一个结构化的深度神经网络,将流场控制的偏微分方程(即Navier-Stokes方程)纳入DNN的损失来驱动训练;然后,根据螺旋流场特征参数施加边界条件建立流速预测模型;最后,利用所构建的模型预测卧螺离心机螺旋流场流速分布并与数值模拟结果做对比实验。结果表明:通过对流场不同压力、角速度下的流速进行预测,构建的模型与数值模拟结果具有很好的一致性。