以东方红-X804型拖拉机为平台,改造原拖拉机的油路,使用电控比例液压阀,并设计电控单元,组成了自动转向控制系统。简述了油路的改造与电控比例液压阀安装,电控单元的设计,包括单片机(C8051F040)、角度传感器(KMA199)以及CAN总线网络,实现了SD卡存储系统,实时存储试验过程中的数据。试验结果表明:信号跟踪的最大误差1.1°、平均误差0.5°、平均延时...
以KUBOTA SPU-68水田插秧机为试验平台,以RTK-DGPS为主要导航方式,辅以航向姿态参考系统AHRS500GA-227,研究提高农业机械导航控制精度的方法。在重点对GPS倾斜误差校正的基础上,设计了Kalman滤波器对定位数据进行平滑处理,同时实现磁航向传感器偏移误差的在线辨识与航向校正。采用纯追踪模型实现农业机械直线跟踪控制,基于ITAE优化准则,仿真研究...
因RTD-GPS定位精度不能满足农田导航作业的需要,研究了一种提高农用车辆自动导航定位精度的方法。建立天线补偿模型,对GPS天线晃动引起的误差进行了补偿;建立基于Kalman滤波模型,融合多传感器信息;使用自主开发的基于VRS的GPS接收机,作为RTD-GPS。将RTD-GPS、电子罗盘以及速度传感器获得信息进行Kalman滤波,其结果和高精度GPS数据进行了比较。实...
简述了一种基于机器视觉的农业车辆自动导航系统。提出了直线检测算法,显著降低了内存需求和时间消耗;以横向偏差和航向偏差作为输入量,构建了二维模糊决策器,对期望前轮转角进行决策;构建了基于PID的转向控制器,实现前轮转向控制,并采用简化的两轮车运动学模型进行了仿真。仿真和实验结果表明,该导航系统可以有效地实现直线路径跟踪。当车速为0...
针对联合收获机视觉导航系统中的视觉测障,提出了一种基于单目彩色图像分割测障与立体视觉特征匹配测障相结合的测障方法:利用H、S颜色分量对单目图像实施固定阈值分割并二值化,获得潜在障碍物的位置及区域;采用尺度空间不变(SIFT)算法获取潜在障碍物区域特征;采用近似最近邻分类算法(ANN)进行快速特征匹配,获得潜在障碍物的世界坐标,由此进一步...
研究开发了一种自动导航果园用履带式移动机器人,作为果园精细化作业的移动平台。机器人采用基于曲柄滑块机构原理的导航方式,以导航机构检测的姿态角和位置角作为输入量设计了模糊PID控制器。试验表明,机器人以0.15 m/s的速度直线行走时,最大跟踪误差小于0.02 m;机器人转弯半径为2 m时,最大跟踪误差小于0.05 m。
深松作业可以打破犁底层,在不翻动土壤的前提下可有效改善土壤的透水、透气性能,为植物根系提供更大的伸展空间。本文针对普通深松机械作业中存在的牵引阻力大、土壤松碎效果差等问题,研制出一种基于杠杆原理的振动式深松机。深松铲形式为窄凿型,能最大限度地保护土壤、减少水分蒸发。样机在30 cm耕深时振动作业与无振动作业的牵引阻力对比试验...
根据变量穴施水穴播机使用要求,建立了最小施水量数学模型和电磁阀控制时间数学模型。在自行开发的变量穴施水穴播机上进行静态试验,通过改变水箱水量、施水时间,获得不同的施水量。分别采用回归分析和人工神经网络预测2种方法,研究了水箱水量、施水时间及施水量之间的关系,建立了电磁阀控制时间的数学模型。回归试验表明,在水箱水量处于满箱、...
设计了一种由F2812DSP芯片、PS2键盘和光电传感器组成的基于数字信号处理(DSP)的磁吸式播种器滚筒变速控制系统,在充种区降低滚筒转速增加充种时间,在携种和清种区增加滚筒转速,提高播种器工作效率。以油菜包衣种子为研究对象的试验表明,该控制系统各个模块协调工作良好,系统运行稳定,滚筒在充种时转速为16 r/min,携种、清种时转速为20 r/min,工...
通过模拟田间实际喷雾情况,利用图像采集系统采集雾滴图像,对其进行增强和分割等预处理,并对粘连雾滴提出用改进的分离粘连雾滴算法进行了分离处理。基于相同样本,用图像处理方法获得的雾滴粒径分布及覆盖率等参数与激光粒度仪测量结果的对比分析表明,利用图像处理技术检测雾滴分布参数,其测量误差在6%以内。
作物产量空间变异信息是实施精细农业的基础,为了获取产量信息,开发了一款新型冲击式谷物流量传感器。传感器由机械部分和电路部分组成,机械部分主要由感力板、敏感梁、底座以及传感器外壳等组成,敏感梁的上下表面贴有应变片。感力板受到谷物的冲击,从而带动敏感梁发生形变,通过应变片组成的桥式测量电路输出电信号。传感器的输出信号为电压形式...
当联合收获机倾斜时谷物流量传感器因发生严重的零点漂移而导致较大的测量误差。通过对单板冲击式谷物流量传感器的倾斜试验发现,传感器的零点电压与联合收获机的倾斜角度成线性关系,当联合收获机左右倾斜15°时,零点漂移电压达25.4 mV,可能导致-8.3%~28%的测量误差。为了消除倾斜导致的零点漂移,在单板冲击式流量传感器后面增加一个与冲击板结构...
提出一种基于DSP的谷物含水率测量方法。谷物通过自身重力导入到测试腔内,由MCU和DSP为核心器件构成的测试系统对谷物含水率进行测量、存储,并通过LCD显示。经过测量的谷物,通过螺旋输送器排出,进行下一步测量。系统通过DS18S20温度传感器对谷物温度进行测量,并对温度予以补偿。该方法可使谷物含水率测量误差低于1%,优于常规测量方法。
精量饲喂系统的核心技术是奶牛个体识别技术。系统采用了非接触式的无线射频识别(RFID)技术,奶牛佩带符合ISO11785标准的电子标签。采食开始前,系统核对奶牛信息后按照饲喂要求进行自动投料。系统各测量数据将通过以ZigBee为核心建立起来的无线网络传输到主控计算机,同时主控计算机将奶牛饲喂规则的相关控制指令也通过无线网络传送到饲喂装置,控...
设计了一种机载式农田三维地形测量系统。该系统主要由激光测量接收器、GPS接收机、控制器和液压系统等组成,除了可以进行地形测量外,系统还可以实现激光平地作业。其测量原理是利用测量接收器获取测量点的高程信息,利用GPS接收机获取测量点的平面位置信息,将两者在控制器中进行数据融合,从而得到测量点的三维地形信息。在田间试验条件下,对机载...
为了评定水田激光平地机平地铲水平控制系统性能,采用2个SensComp 600超声波传感器测量平地铲两端与参考水平面的距离,然后利用三角关系计算得到平地铲倾斜角度。对超声波测距、传感器与反射面成一定夹角的影响以及运动对测量的影响因素进行了分析,并与姿态航向参考系统AHRS500GA-226提供的参考倾角进行了对比,结果表明2个超声波传感器在静态和...
激光接收器是激光控制平地系统的关键部分。为了更有效地检测激光信号,扩大接收范围,增加接收距离,提高稳定性和抗干扰性,设计了一种基于集成IC的新型激光接收器。其原理是以红色有机玻璃作为透光窗口,并采用干涉型滤光片来滤除背景光;以硅光电池作为光电探测器,将激光信号转换为电信号;然后采用集成运算放大器设计低噪声前置放大器和主放大器对...
针对当前自动化灌溉控制系统中大量铺设线缆带来的系统安装、维护、扩展困难等问题,提出了一个无线通信的灌溉控制系统方案。设计了一种基于OOK调制并使用电池供电的低功耗无线直流闭锁电磁阀。提出了具有数字和开关量输入接口的发射控制模块设计和实现方法,并以一个园区的温室灌溉为例,提供了一个基于无线电磁阀的温室灌溉控制系统的应用实例。
以7个品种玉米籽粒的鉴别系统为研究对象,对比研究了6种预处理方法和波长选择对模型鉴别能力的影响。结果表明,在被比较的6种预处理方法中,一阶导数方法能够使模型有更好的鉴别性能。使用一阶导数预处理和全光谱区的模型平均正确识别率和正确拒识率最高,分别为98.6%和98%,有5个品种的模型的正确识别率和正确拒识率都达到了100%。波长选择对一阶...
微热探针法测试热导率系统已被广泛应用于食品材料热导率的测试中。但是,由于实验条件或实验设备的限制,基于理想的线热源瞬态模型测量原理得到的结果会产生某些测试误差。针对测试误差,从探针输入电压、加热时间和样品的径向尺寸等装置操作参数的选择着手,通过实验,得到装置系统测定中输入电压的最佳值为2.5~6.5 V、加热时间最佳值为20~50 s。...
利用机器视觉技术可以快速、无损预测柑橘产量。采集了10幅生长中的柑橘果树照片,同时测量了每棵果树的柑橘产量。基于RGB颜色模型,对柑橘图像进行分割,柑橘与背景的分割条件为(R-B>100)且(R>G)。通过提取柑橘个数、柑橘总周长、柑橘总面积3个特征参数,分析了特征参数和柑橘单株产量之间的关系。实验证明,经过图像分析后得出的柑橘数与柑...
针对颜色和背景相近的绿色苹果,提出了一种基于K-均值聚类的苹果图像识别算法。该算法以8×8像素的正方形区域为分割单位。选择颜色差R-B作为颜色特征,选择灰度均值m,标准偏差σ和熵e作为纹理特征,形成特征向量空间。采用间隙统计法确定苹果图像的最佳聚类数。将特征向量空间和最佳聚类数作为输入,运用本文算法对苹果图像进行聚类和分割。对200幅...
针对在自然光生长条件下采集的茄子图像,采用自动取阈的算法,分别利用图像的灰度信息、基于R、G、B分量线性变换的3个正交彩色特征量和基于HSV彩色空间对图像进行分割。经Matlab仿真对比结果得出:利用Otsu算法对灰度图进行分割,虽然对灰度直方图进行了优化,目标与背景的分割效果较好,但存在局部反光的影响;采用改进的Otsu算法,对彩色特征量(2G-R...
利用近红外光谱检测了带壳板栗的品质。在波数为12000~4000 cm-1范围内采用近红外漫反射法采集了合格板栗和霉变板栗的光谱,用6种光谱预处理方法分析数据,比较了板栗近红外光谱在不同预处理方法下所建模型的识别率。试验结果表明经矢量归一化预处理所建模型识别效果最好,对预测集中的合格板栗、表面霉变板栗、内部霉变板栗的预测正确率分别为94....
提出了一种采用多光谱成像的机器视觉技术对4个等级的西湖龙井茶进行区分的方法。首先采用3CCD多光谱摄像机同时获取茶叶在540、670和800 nm波谱处的波长图像,然后对预处理后的图像进行图像特征提取,选取了18个形状特征和15个纹理特征。基于这2组特征分别对4个等级的茶叶进行主成分聚类分析,得到的两幅主成分空间的聚类图都不能对4个等级茶叶进...
与人工采摘茶叶相比,现有采茶机械虽能提高采摘速度,但采摘时老叶、嫩叶一起采,缺乏选择性,并有部分叶片遭破损,降低了原料品质。为此,需要研究具有选择性、低损伤率的自动采摘方法。本文采用基于颜色和形状特征的图像处理方法,实现茶叶嫩芽的计算机识别和检测。针对清明期陕西名茶"午子仙豪"茶叶,首先在RGB颜色空间中提取茶叶图像的G分量,并采...
基于单片机和GSM技术,开发了用于茶园防霜的天气参数采集与无线发送的新型装置。其硬件系统由AT89C52单片机、A/D转换器、TC35i GSM模块、RAM数据存储器、键盘显示器、微型打印机、天气参数传感器及电源等组成。软件采用汇编语言编制,主要功能包括:系统设置、短信接收和发送、数据采集存储和查询、结果显示及打印管理等。该装置能实现可靠的天气...
实时准确获取农产品在供应链环节中的环境参数是农产品安全可追溯系统透明化的瓶颈之一。射频识别(RFID)技术可与传感器技术相结合,应用于农产品质量安全追溯系统,对温度、湿度等重要参数进行检测、记录,并通过无线通信的方式进行识别。本文综述了集成传感器电子标签的国内外发展现状,分析了技术关键点,指出了目前存在的问题以及解决问题的建议...
利用可见-近红外光谱技术结合最小二乘支持向量机(LS-SVM)对不同贮存温度下的蜂花粉进行鉴别。选择-20、4、15、25和40℃5个温度下分别贮存60 d后的蜂花粉为研究对象。对原始光谱数据进行平滑和附加散射校正(MSC)的预处理后进行主成分分析,选择4~20个主成分作为输入变量进行LS-SVM建模。模型预测参数比较结果显示,当主成分数取20时模型的预测效...
提出了一种基于嵌入式电子鼻的设计方案,主要包括传感器阵列、模数转换和微处理器3大模块。采用Figaro公司TGS813、TGS825、TGS880 3个气敏传感器组成的传感器阵列采集样品信号;利用MAXIM公司的MAX1270芯片进行模数转换;CPU采用SAMSUNG公司的S3C2410微处理器,并在其上移植了WINCE操作系统。软件设计对采集信号进行对数拟合,采用引进BP神经网络对...
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