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供电调度与列车调度停送电作业协同信息化技术
1
作者 钱力 《中国铁路》 北大核心 2024年第12期24-30,共7页
电气化铁路施工维修中停送电作业需要供电调度与列车调度等多岗位协同完成。既有停送电作业协同主要依赖人工和电话的传统模式,为达到停送电作业自动化、智能化和安全卡控的目标,亟需研究供电调度与列车调度停送电作业协同信息化实现技... 电气化铁路施工维修中停送电作业需要供电调度与列车调度等多岗位协同完成。既有停送电作业协同主要依赖人工和电话的传统模式,为达到停送电作业自动化、智能化和安全卡控的目标,亟需研究供电调度与列车调度停送电作业协同信息化实现技术。通过对供电调度与列车调度停送电作业流程进行解析,对停送电作业协同的信息化需求进行分析,构建铁路供电调度智能化管理系统(PDMS)与运输调度管理系统(TDMS)、铁路列车调度指挥系统/调度集中控制系统(TDCS/CTC)、SCADA系统之间分布式互联模型,提出网络接口、数据规范、信息流程、安全卡控、功能应用“五统一”;研究PDMS、TDMS、TDCS/CTC、SCADA之间停送电作业协同信息化流程,并构建面向服务架构模式的PDMS系统集成构架。系统通过信息化技术自动生成调度命令、控制停电和送电操作、作业命令签收与销令等,实现供电调度与列车调度停送电作业协同过程的全流程闭环管理。中国铁路广州局集团有限公司PDMS实施运行结果表明,PDMS系统有效提升了停送电作业效率和安全性。 展开更多
关键词 供电调度 列车调度 停送电作业 信息化技术 智能化管理系统 PDMS 作业协同
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“雪龙2”号科考作业协同管理平台设计与实现 被引量:6
2
作者 王硕仁 陈清满 +2 位作者 于化冰 张永正 宋栋芳 《极地研究》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期58-70,共13页
"科考作业协同管理平台"以国家极地战略需求为导向,以"雪龙2"号极地科考破冰船为对象,按照科考破冰船的航行与科考作业要求,针对"科考协同作业"问题进行协同创新与应用研究,切实提高我国极地科考能力水... "科考作业协同管理平台"以国家极地战略需求为导向,以"雪龙2"号极地科考破冰船为对象,按照科考破冰船的航行与科考作业要求,针对"科考协同作业"问题进行协同创新与应用研究,切实提高我国极地科考能力水平。通过分析科考航次计划执行与管理活动,提炼核心管理要素和业务流程,在充分调查与梳理中国极地研究中心"业务化调查"历史文件的基础上,采用统一建模语言UML(Unified Modeling Language)[1],总结和分析极地科考业务,提出解决科考业务核心需求"协同作业"的业务架构设计,并在此基础上提出管理平台的技术架构,最终为实现极地科考破冰船科考任务的全过程管理奠定良好的基础。 展开更多
关键词 科考破冰船 科考业务架构 科考协同作业
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食品封装生产线作业机器人协同控制系统设计
3
作者 李金展 何佳佳 王颜霞 《农业装备与车辆工程》 2025年第1期134-136,146,共4页
为提高食品封装生产效率,提出一种应用于食品封装生产线的协同作业机器人控制系统。该系统主要由输送线、机械手及封装线等组成,采用西门子S7-1200 PLC作为控制器,控制送料输送线、上下料机械手以及封装机协调配合,以完成循环顺序作业... 为提高食品封装生产效率,提出一种应用于食品封装生产线的协同作业机器人控制系统。该系统主要由输送线、机械手及封装线等组成,采用西门子S7-1200 PLC作为控制器,控制送料输送线、上下料机械手以及封装机协调配合,以完成循环顺序作业。对该系统的调试及实际生产结果表明,采用机器人协调控制系统进行食品封装能有效提高食品封装生产线的生产效率。 展开更多
关键词 食品封装 协调控制 协同作业
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大田作业场景中农机协同作业技术发展综述
4
作者 金诚谦 陈钧龙 +2 位作者 刘政 杨腾祥 刘岗微 《农业工程学报》 北大核心 2025年第14期1-13,共13页
多农机协同作业是实现大田无人农场全程自主化的核心技术,能够有效应对农业劳动力短缺问题,降低农业劳动强度,还可避免重复作业和遗漏现象,减少农业生产资源浪费。该文根据大田作业场景中农机协同作业技术流程,将协同作业技术分为感知... 多农机协同作业是实现大田无人农场全程自主化的核心技术,能够有效应对农业劳动力短缺问题,降低农业劳动强度,还可避免重复作业和遗漏现象,减少农业生产资源浪费。该文根据大田作业场景中农机协同作业技术流程,将协同作业技术分为感知通信、决策规划和控制执行,感知通信包括感知技术与通信技术,决策规划包括任务分配与路径规划技术,控制执行包括控制模型与控制方法。对大田作业场景中农机协同作业技术进行深入分析,探讨各项技术的研究进展,并总结各项技术在实际应用中的优缺点,为后续农机协同作业技术研究提供有针对性的参考,最后讨论了大田作业场景中农机协同作业技术的发展展望,旨在推动协同作业技术在农业领域的应用。 展开更多
关键词 无人农场 农业机械 协同作业 感知通信 决策规划 控制执行
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用于无人机无人船协同作业的无人机载具研究
5
作者 杨锋 郑志文 +2 位作者 杨杰 房正文 张华庆 《南方农机》 2025年第6期130-134,共5页
在无人机应用领域,传统降落方式存在局限性,因此研发高效可靠的无人机回收方式具有重要意义。基于此,文章研究了用于无人机无人船协同作业的无人机载具,设计了一种能够在风浪情况下回收无人机的无人船及其系统,并制造样机进行了无人机... 在无人机应用领域,传统降落方式存在局限性,因此研发高效可靠的无人机回收方式具有重要意义。基于此,文章研究了用于无人机无人船协同作业的无人机载具,设计了一种能够在风浪情况下回收无人机的无人船及其系统,并制造样机进行了无人机载具实验室模拟试验、无人机水面进舱试验及无人机载具全过程试验等一系列试验。研究结果表明,该水上无人机载具可让无人机先降落到水面,再自主进入载具回收,其全过程试验验证了设计理论的正确性,虽存在控制能力问题但可通过强化控制系统和人员培训解决。作为国内创新的无人机降落回收方式,具有广阔应用前景,相关成果已申报发明专利。 展开更多
关键词 无人机 无人船 协同作业 载具
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基于大数据的农作物精准管理与农机协同作业研究
6
作者 王力 《河北农机》 2025年第2期22-24,共3页
随着信息技术的飞速发展,传统农作物管理与农机作业模式面临诸多问题,如管理粗放、作业效率低等。基于此,本文针对基于大数据的农作物精准管理与农机协同作业展开分析,阐述了研究背景与意义,介绍了大数据在农作物管理中的基础应用,包括... 随着信息技术的飞速发展,传统农作物管理与农机作业模式面临诸多问题,如管理粗放、作业效率低等。基于此,本文针对基于大数据的农作物精准管理与农机协同作业展开分析,阐述了研究背景与意义,介绍了大数据在农作物管理中的基础应用,包括其来源与采集、生长数据构成及数据预处理方法,提出了基于大数据的农作物精准管理策略,涵盖生长阶段精准划分、养分需求分析及环境因素精准调控,论述了农机协同作业的关键技术,如自动化与智能化、通信协作及与大数据系统融合,还阐述了大数据与农机协同作业在播种、施肥、收获等环节的实践模式。通过研究实现农作物精准管理与农机高效协同作业,以期提高农业生产效率和质量,推动农业现代化发展。 展开更多
关键词 大数据 农作物管理 农机协同作业 精准管理 农业现代化
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苹果园内无人割草机多机协同作业路径优化算法 被引量:3
7
作者 谢金燕 刘丽星 +3 位作者 杨欣 王潇洒 王旭 刘树腾 《华南农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期578-587,共10页
[目的]提高新型苹果园内多台无人割草机协同作业时的工作效率。[方法]提出一种改进的遗传算法(Improved genetic algorithm, IGA),为每台割草机分配并优化作业路径。根据实际无人割草机作业情况,以总转弯时间和作业时长为综合优化目标,... [目的]提高新型苹果园内多台无人割草机协同作业时的工作效率。[方法]提出一种改进的遗传算法(Improved genetic algorithm, IGA),为每台割草机分配并优化作业路径。根据实际无人割草机作业情况,以总转弯时间和作业时长为综合优化目标,构建无人割草机多机作业路径优化模型。通过设定任务阈值,引入改良圈策略和Metropolis准则改进遗传算法(Genetic algorithm, GA)以求解模型。[结果]仿真试验结果表明,IGA为每台割草机分配的任务量均衡,与GA相比,IGA优化后的矩形果园路径平均总转弯时间和作业时长分别减少22.89%和19.36%;与分区作业相比,IGA优化后的矩形果园路径平均总转弯时间和作业时长分别减少45.53%和10.68%。在梯形果园中,IGA不受果树分布影响,与GA和分区作业相比,平均总转弯时间分别减少14.38%和34.08%,平均作业时长分别减少23.71%和10.07%。[结论]所提出的IGA性能更好,能有效优化机群的作业路径,缩短作业时长,提高作业能力。 展开更多
关键词 路径优化 无人割草机 协同作业 遗传算法 苹果园
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农业物料移运机器人协同作业时间最优轨迹规划方法 被引量:2
8
作者 郭万金 李儒 +2 位作者 郝钦磊 曹雏清 赵立军 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期22-38,共17页
为了解决机器人将农产品从收获场所转移到仓库或运输车辆存在的移动轨迹和作业轨迹相对独立且耗时长的问题,本文设计一种物料移运机器人,并提出一种物料移运机器人协同作业时间最优轨迹规划方法,获得机器人作业系统和行驶系统协同作业... 为了解决机器人将农产品从收获场所转移到仓库或运输车辆存在的移动轨迹和作业轨迹相对独立且耗时长的问题,本文设计一种物料移运机器人,并提出一种物料移运机器人协同作业时间最优轨迹规划方法,获得机器人作业系统和行驶系统协同作业的时间最优轨迹。该方法建立机器人协同作业的运动学模型和动力学模型,对物料移运机器人开展时间最优轨迹规划,并基于Lyapunov理论设计控制律减少跟踪误差,最后通过Matlab/Simulink和ADAMS联合仿真验证方法的有效性。结果表明,提出的轨迹规划方法可使机器人在抓放料协同作业和避障协同作业中取得平滑且时间最优的运动轨迹,机器人各关节的位移、速度、加速度、力/力矩曲线变化平缓,两履带牵引力满足机器人的要求且可快速稳定跟踪时间最优路径。 展开更多
关键词 物料移运机器人 轨迹规划 时间最优 协同作业 A*算法
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基于非支配排序遗传算法的多农机协同任务规划
9
作者 邓瑞 郭旺 +1 位作者 陈雯柏 赵春江 《中国农机化学报》 北大核心 2025年第6期113-119,149,共8页
针对农田环境中多农机协同作业存在效率低、作业时间长等问题,提出一种基于非支配排序遗传算法(NSGA)的多农机协同作业任务规划方法。根据农机的实际工作模式,在考虑机群的作业能力、工作时间以及其他成本的情况下建立多机协同的成本函... 针对农田环境中多农机协同作业存在效率低、作业时间长等问题,提出一种基于非支配排序遗传算法(NSGA)的多农机协同作业任务规划方法。根据农机的实际工作模式,在考虑机群的作业能力、工作时间以及其他成本的情况下建立多机协同的成本函数。为避免优化算法陷入局部最优,构建非支配排序遗传算法,设计均匀交叉算子和反转变异算子。该方法综合农机作业任务中时间约束和资源限制之间的相互关系,建立一个多机型单任务协同优化调度模型,并引入非支配排序遗传算法来优化目标函数,在任务规划中追求全局最佳解决方案。仿真试验结果表明,在任务数量为11、22、33、44时,基于非支配排序遗传算法比传统遗传算法的任务总路径长度分别减少19.7%、11.4%、17.5%、18.9%。 展开更多
关键词 多机协同作业 任务分配 非支配排序 遗传算法 农业机械
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自走式播种机智能巡播协同控制系统研制
10
作者 张克盛 王云德 +2 位作者 王雷 刘孜文 巨江澜 《农机使用与维修》 2025年第6期27-31,共5页
为提高播种作业的智能化水平与作业效率,该文研制融合北斗导航、作业路径规划、传感器数据采集与处理、智能控制算法等关键技术,构建播种路径智能识别、行进姿态自动调整、多机协同作业控制等功能模块。通过建立播种机动态模型与路径跟... 为提高播种作业的智能化水平与作业效率,该文研制融合北斗导航、作业路径规划、传感器数据采集与处理、智能控制算法等关键技术,构建播种路径智能识别、行进姿态自动调整、多机协同作业控制等功能模块。通过建立播种机动态模型与路径跟踪控制模型,可以实现播种作业的高精度自动巡航控制与作业状态实时监控。田间试验研究结果表明,该系统能有效提升播种作业的智能化水平和农业作业效率,研究结果旨在为农业智能装备的发展提供技术支撑和实践基础。 展开更多
关键词 自走式播种机 智能控制 路径规划 协同作业 北斗导航
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免疫算法下激光切割协同作业路径规划研究
11
作者 孙建平 《激光杂志》 北大核心 2024年第12期214-218,共5页
制造业的发展使激光切割技术的路径规划问题的重要性日益凸显。传统的激光切割路径规划方法在处理复杂、高要求的任务时,往往面临效率低下、资源浪费等问题。设计免疫算法下激光切割协同作业路径规划方法。将零件闭环轮廓上的特征点选... 制造业的发展使激光切割技术的路径规划问题的重要性日益凸显。传统的激光切割路径规划方法在处理复杂、高要求的任务时,往往面临效率低下、资源浪费等问题。设计免疫算法下激光切割协同作业路径规划方法。将零件闭环轮廓上的特征点选作一个集合,将路径规划问题转化为旅行商问题,构建单激光机切割路径规划的目标函数,依据单目标函数构建切割协同作业路径规划的目标函数。制定协同作业路径规划目标函数的路径长度约束条件、材料浪费率约束条件、总加工时间约束条件。基于协同进化思想设计协同进化免疫算法,通过该算法实施激光切割协同作业路径规划目标函数的求解。实验测试结果表明,设计方法得到的路径避免了交叉点,未出现经过已切割区域的情况,获得了路径规划最优解。由于实现了多激光器协同作业路径规划,大大提升了激光器稼动率。 展开更多
关键词 免疫算法 激光切割 多旅行商问题 协同作业 路径规划
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ISSA-LSTM和sEMG的绝缘杆法作业人员上肢运动预测研究
12
作者 刘凯 钟垒锋 +1 位作者 吴田 杨展豪 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第7期16-23,共8页
随着带电作业的智能化进程的深入,尽管配网绝缘杆作业法安全性高但劳动强度大,为了有效减轻作业人员的劳动强度,引入外骨骼人机协同作业,为了准确跟踪作业人员上肢肌肉的运动变化,识别绝缘杆法带电作业肌肉出力特征,加强人机契合度,提... 随着带电作业的智能化进程的深入,尽管配网绝缘杆作业法安全性高但劳动强度大,为了有效减轻作业人员的劳动强度,引入外骨骼人机协同作业,为了准确跟踪作业人员上肢肌肉的运动变化,识别绝缘杆法带电作业肌肉出力特征,加强人机契合度,提出一种利用表面肌电信号(surface electromyography,sEMG)进行上肢肌肉连续运动预测的方法。采集作业人员在进行三种绝缘杆典型作业时的肱二头肌、肱三头肌sEMG信号,使用经过变模态分解去噪后的sEMG信号作为输入量,利用改进麻雀搜索算法优化LSTM神经网络,并使用状态估计器提高模型性能,实现对肱二头肌、肱三头肌sEMG信号变化的预测。预测结果表明:ISSA-LSTM优化模型的收敛速度快,泛化能力强,均方根误差RMSE、决定系数R 2均达到了非常高的预测精度,同时该模型在GPU占用率和训练时间上也表现出相对优异的性能,显示了基于ISSALSTM优化模型进行sEMG信号预测的优越性,为提供外骨骼更优控制提供依据。 展开更多
关键词 带电作业 人机协同作业 表面肌电信号 连续运动预测 改进麻雀搜索算法 LSTM
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基于多变异分组遗传算法的多机协同作业静态任务分配 被引量:19
13
作者 王猛 赵博 +3 位作者 刘阳春 汪凤珠 伟利国 方宪法 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期19-28,共10页
为解决农业机械(简称农机)多机协同作业前的任务分配问题,提出了基于多变异分组遗传算法的同种农机多机协同作业静态任务分配方法。首先,根据农机合作社实际作业模式,基于农机性能参数和任务参数,综合考虑机群的作业时间、作业油耗和路... 为解决农业机械(简称农机)多机协同作业前的任务分配问题,提出了基于多变异分组遗传算法的同种农机多机协同作业静态任务分配方法。首先,根据农机合作社实际作业模式,基于农机性能参数和任务参数,综合考虑机群的作业时间、作业油耗和路程代价等因素,建立了多机协同代价函数;根据多机协同作业特点,构建了多变异分组遗传算法,设计了两段式编码、分组交叉算子和多种变异算子,并建立了农机多机协同作业静态任务分配模型;通过仿真试验对比分析了算法的性能,并采用不同的代价权重进行了任务分配仿真试验;最后,采用不同的权重对实际深松作业进行任务分配试验,对本文提出算法进行了验证。结果表明:在不同权重下,基于多变异分组遗传算法的多机协同静态任务分配的机群代价比实际作业代价降低了29.48%~55.00%,选取合理权重的静态任务分配具有较高的分配效率和分配性能,能够满足实际多机协同作业中任务分配的要求。 展开更多
关键词 农业机械 多机协同作业 静态任务分配 多变异分组遗传算法
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电力巡检车载无人机协同作业优化 被引量:7
14
作者 赵蒙 张博 +1 位作者 胡祥培 黄敏芳 《系统管理学报》 CSSCI CSCD 北大核心 2022年第6期1098-1108,共11页
无人机以其安全、灵活和高效的特点已被广泛用于替代传统的人工巡检,但现有的车载无人机和保障车在电力巡检协同作业中面临重重困难,巡检成本较高且效率较低。针对车载无人机电力巡检的协同作业优化问题,构建基于时空网络的无人机与保... 无人机以其安全、灵活和高效的特点已被广泛用于替代传统的人工巡检,但现有的车载无人机和保障车在电力巡检协同作业中面临重重困难,巡检成本较高且效率较低。针对车载无人机电力巡检的协同作业优化问题,构建基于时空网络的无人机与保障车时空路径协同优化模型;设计基于拉格朗日松弛和贪心规则的松弛解转换算法提高模型求解的收敛速度和精度,经数值实验对比验证了该优化方法在求解较大规模问题时的有效性。此外,还通过敏感性分析实验研究无人机电池最大载荷对系统整体运行状态的影响。本研究为提升车载无人机电力巡检系统运行效率和降低管理成本提供科学的决策依据,为有效解决车载无人机电力巡检协同作业难题提供新方法。 展开更多
关键词 电力巡检 车载无人机 协同作业优化 时空网络 拉格朗日松弛算法
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基于认知模型的室内移动服务机器人人机耦合协同作业机制 被引量:5
15
作者 江济良 屠大维 +1 位作者 张国栋 赵其杰 《智能系统学报》 北大核心 2012年第3期251-258,共8页
针对老年人和残疾人这类特殊用户群体与服务机器人构成的人机智能系统,提出了基于ACT-R(理性思维的适应性控制)认知架构模型的室内移动服务机器人人机耦合协同作业机制.基于ACT-R认知架构对人机一体化室内移动服务机器人人机协同作业系... 针对老年人和残疾人这类特殊用户群体与服务机器人构成的人机智能系统,提出了基于ACT-R(理性思维的适应性控制)认知架构模型的室内移动服务机器人人机耦合协同作业机制.基于ACT-R认知架构对人机一体化室内移动服务机器人人机协同作业系统进行了总体设计,利用简单自然的人机效应通道,设计了基于ACT-R认知架构的人机耦合界面;通过人-机-环境空间感知耦合,提出并建立了室内移动服务机器人人机一体化协同决策作业机制.最后在室内环境下进行移动服务机器人人机协同作业实验,系统安全高效地完成了作业任务,验证了该机制的有效性. 展开更多
关键词 认知模型 ACT-R认知架构 服务机器人 室内移动服务机器人 人机耦合 协同作业 人机一体化
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磁导式温室协同作业移动平台控制系统设计与实现 被引量:6
16
作者 管泽峰 王新忠 《农机化研究》 北大核心 2018年第9期120-124,共5页
针对设施生产物料运输的需要,研制了具有自动寻迹和协同作业功能的磁导式移动平台控制系统。利用磁导航传感器作为预设路径的检测元件,并根据磁导航传感器的特点设计了模糊PID调节器改良平台的导航性能。在此基础上,开发基于超声波传感... 针对设施生产物料运输的需要,研制了具有自动寻迹和协同作业功能的磁导式移动平台控制系统。利用磁导航传感器作为预设路径的检测元件,并根据磁导航传感器的特点设计了模糊PID调节器改良平台的导航性能。在此基础上,开发基于超声波传感器和红外传感器的测距系统,通过测距模块检测移动平台与从业人员之间的距离,进而实现平台协同作业的功能。试验结果表明:模糊PID控制器在解决轨迹跟踪控制方面的优越性,该系统能够在温室垄间实现预设路径的稳定导航和人机跟随,横向最大偏差不超过2.6cm,平均跟随误差不超过5.4cm,能够满足移动平台在温室内行走的运输作业要求。 展开更多
关键词 温室移动平台 磁导航 模糊PID 路径跟踪 协同作业
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多农机重复路径协同作业下的导航路径迭代学习控制 被引量:5
17
作者 张万枝 刘正铎 +1 位作者 郭子蒙 吕钊钦 《农机化研究》 北大核心 2019年第2期34-39,共6页
在农作物从种到收多个作业环节中,多农机大都按同一参考路径(存在实时干扰)协同作业。针对"重复路径行驶"特点和借鉴"迭代学习"思想,可以逐渐提高协同作业时的农机导航路径跟踪精度,因此提出一种基于迭代学习控制... 在农作物从种到收多个作业环节中,多农机大都按同一参考路径(存在实时干扰)协同作业。针对"重复路径行驶"特点和借鉴"迭代学习"思想,可以逐渐提高协同作业时的农机导航路径跟踪精度,因此提出一种基于迭代学习控制的农机导航路径跟踪方法。首先,建立了离散的车辆运动学非线性模型;然后,设计了开闭环迭代学习控制律,并进行了收敛性分析;最后,进行了直线和圆形路径跟踪仿真实验。结果表明:迭代学习控制能够实现农机导航路径的完全跟踪;相同迭代次数下,与开环、闭环控制仿真结果比较,开闭环迭代学习控制收敛速度更快,路径跟踪误差逐渐趋近于0。 展开更多
关键词 多农机导航 迭代学习 路径跟踪 协同作业
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弧焊机器人工作站协同作业研究 被引量:9
18
作者 陈美宏 焦恩璋 《机床与液压》 北大核心 2011年第15期123-125,129,共4页
采用耦合规划方法,对弧焊机器人/变位机工作站和多机器人焊接工作站的协同作业路径进行规划。利用自主开发的协调路径规划器,构建弧焊机器人工作站仿真模型的驱动函数,完成了马鞍型焊缝和螺旋线焊缝的协同作业仿真实验,验证了协同作业... 采用耦合规划方法,对弧焊机器人/变位机工作站和多机器人焊接工作站的协同作业路径进行规划。利用自主开发的协调路径规划器,构建弧焊机器人工作站仿真模型的驱动函数,完成了马鞍型焊缝和螺旋线焊缝的协同作业仿真实验,验证了协同作业路径规划方法的正确性和可行性。 展开更多
关键词 弧焊机器人工作站 耦合规划 协同作业路径 作业仿真
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基于物联网与云计算的协同采摘作业系统设计 被引量:3
19
作者 荣蓉 肖景阳 《农机化研究》 北大核心 2023年第6期247-251,共5页
采摘作业是果蔬种植的关键环节,采摘效率和质量对果蔬生产具有重要影响。虽然采摘作业方式逐渐向自动化方向转变,但目前的果蔬采摘作业仅限于采摘机械设备单体作业,无法形成大面积、大规模协同作业,严重影响采摘效率,制约大面积果蔬种... 采摘作业是果蔬种植的关键环节,采摘效率和质量对果蔬生产具有重要影响。虽然采摘作业方式逐渐向自动化方向转变,但目前的果蔬采摘作业仅限于采摘机械设备单体作业,无法形成大面积、大规模协同作业,严重影响采摘效率,制约大面积果蔬种植。为此,在深入研究采摘系统工作原理的基础上,引入物联网和云计算技术,分别对物联网系统架构和云计算体系进行研究,并对物联网设备与云之间的通信方式进行优化,最后完成了基于物联网和云计算的协同采摘作业系统设计。实际应用表明:基于物联网和云计算的协同采摘作业系统能够实时监测采摘设备的运行状态,且通过物联网的数据共享及云计算的数据分析能够实现对多个采摘设备同时进行远程控制,增强了采摘设备作业的协同性,提高了采摘作业效率,同时能够保证较高的目标识别精度,对提升大规模果蔬种植效益有着十分重要的作用,具有较大的推广价值。 展开更多
关键词 采摘 协同作业 物联网 云计算
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基于农田环境的农业机器人群协同作业策略 被引量:26
20
作者 宫金良 王伟 +1 位作者 张彦斐 兰玉彬 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期11-19,共9页
为合理分配农业机器人群协同作业中各机器人的工作量与工作区域,提高机器人群协同作业的整体效能与工作效率,该研究提出一种复杂环境下异质农业机器人群的任务分配及全区域覆盖策略。在考虑农业机器人异质性的基础上,以机器人团队整体... 为合理分配农业机器人群协同作业中各机器人的工作量与工作区域,提高机器人群协同作业的整体效能与工作效率,该研究提出一种复杂环境下异质农业机器人群的任务分配及全区域覆盖策略。在考虑农业机器人异质性的基础上,以机器人团队整体效能最优为目标进行任务分配并确定各机器人的工作量。根据农场实际工作环境建立一级分区的概念,在栅格化环境建模与障碍物膨胀处理的基础上,在一级分区内部建立二级分区的栅格分区和分区合并规则,简化农田中的复杂工作环境;将遗传算法与混合粒子群算法相结合改进遗传算法交叉操作,建立遗传算法染色体种群多样性的概念,并综合考虑遗传算法染色体适应度值的差异以及种群多样性阶段设置自适应交叉变异概率,继而利用改进的遗传算法解决深度优先搜索算法在一级分区与二级分区间的遍历顺序问题;设置深度优先搜索算法在二级分区内的路径搜索规则,并在栅格图内遍历的同时根据各机器人的工作量分配其工作区域,设置机器人在其工作区域中的遍历规则,实现机器人群对农田的全区域覆盖。仿真试验结果表明,改进的遗传算法所得到的遍历各分区的路径长度与收敛迭代次数较传统遗传算法分别减少了2.8%与69.5%,较模拟退火算法分别减少了9.3%与19.0%;包含3、5、7、9和11个障碍物的5幅环境地图中,机器人群遍历工作区域的总面积重复率分别为6.3%、8.9%、16.7%、21.7%和23.4%。在4种面积相等的异形农田中设置相同数量的障碍物进行验证试验,结果表明,机器人群总遍历面积重复率分别为16.7%、13.1%、11.9%和6.7%。机器人群协同作业场地试验结果表明,4个试验机器人均可在规定的时间要求(25 min)内完成各自工作量,遍历面积重复率分别为5.77%、4.14%、6.75%和4.85%。研究结果可为复杂环境下农业机器人群协同作业策略提供理论支撑。 展开更多
关键词 机器人 路径规划 遗传算法 深度优先搜索算法 协同作业
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