农机导航系统中的传感器融合与机电控制技术研究

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作者 王宏 王芸 《农机使用与维修》 2025年第8期78-81,共4页

随着农业现代化的不断推进,农机自动化与智能化水平的提升成为农业技术发展的关键方向。该文围绕农机导航系统中的核心技术,研究传感器融合技术与机电控制技术的协同作用,并通过分析农机作业环境下常用的多种传感器类型,探讨传感器信息... 随着农业现代化的不断推进,农机自动化与智能化水平的提升成为农业技术发展的关键方向。该文围绕农机导航系统中的核心技术,研究传感器融合技术与机电控制技术的协同作用,并通过分析农机作业环境下常用的多种传感器类型,探讨传感器信息融合的卡尔曼滤波和深度学习算法,以提高导航系统的定位精度与稳定性,分析其在导航定位中的优势与局限性,并对未来融合智能算法与高精度控制策略的发展方向进行展望,旨在为智能农机导航系统的研究与工程实践提供系统的技术参考与理论支持。 展开更多

关键词 农机导航 综述 传感器融合 机电控制 卡尔曼滤波 智能农业

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基于参数多项式的农机导航局部路径平滑算法研究

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作者 周达 陈月锋 +1 位作者 赵明杰 王欣铎 《农业工程》 2025年第8期23-29,共7页

离散路径点形式的路径通常存在不够平滑及分布不均匀问题,同时其航向不连续,使得离散点路径不便于直接用于农机路径跟踪。提出一种基于五次参数多项式曲线的局部路径平滑算法。首先根据农机实时坐标确定路径点序列上的目标参考点并通过... 离散路径点形式的路径通常存在不够平滑及分布不均匀问题,同时其航向不连续,使得离散点路径不便于直接用于农机路径跟踪。提出一种基于五次参数多项式曲线的局部路径平滑算法。首先根据农机实时坐标确定路径点序列上的目标参考点并通过扩充得到平滑区间。计算序列内各点与起始点之间近似弧长并将其用作多项式曲线初始自变量,通过最小二乘法得到多项式各项参数,进而采用牛顿法迭代优化平滑区间内各节点对应的自变量取值。重复此过程并最终确定出五次多项式曲线表达式。试验选取3段轨迹进行平滑和分析,结果表明,平滑曲线与原始轨迹点之间平均偏差绝对值≤0.0946cm、最大偏差绝对值≤8.35cm,说明该算法可以有效地对局部路径进行平滑并且具备良好精度。 展开更多

关键词 农机导航 路径跟踪 参数多项式 局部路径平滑

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农机导航自校正模型控制方法研究 被引量：37

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作者 白晓平 胡静涛 +2 位作者 高雷 李逃昌 刘晓光 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期1-7,共7页

针对运动学模型中的近似条件对模型控制方法曲线路径跟踪精度的影响,提出了一种农机导航自校正模型控制方法。该方法采用模型控制方法设计控制律,并采用模糊控制方法自适应地在线调节模型控制律的控制量。农业机械的路径跟踪实验结果表... 针对运动学模型中的近似条件对模型控制方法曲线路径跟踪精度的影响,提出了一种农机导航自校正模型控制方法。该方法采用模型控制方法设计控制律,并采用模糊控制方法自适应地在线调节模型控制律的控制量。农业机械的路径跟踪实验结果表明,该方法既保留了模型控制方法在直线路径跟踪方面的优点,又弥补了模型控制方法在曲线路径跟踪方面的缺陷。当速度为1.0 m/s时,直线路径跟踪最大横向偏差小于0.064 9 m,曲线路径跟踪的最大横向偏差小于0.185 7 m。 展开更多

关键词 农机导航 模糊控制 模型控制 自校正模型控制

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基于WinCE的农机导航监控终端软件系统设计与实验 被引量：17

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作者 张亚娇 张智刚 +1 位作者 罗锡文 单鹏辉 《农机化研究》 北大核心 2016年第1期70-75,共6页

随着农业机械自动导航技术的发展,农机导航监控终端技术已经成为农业机械自动导航技术的重要组成部分。为了满足农业信息化发展的需求,更好地管理控制农机自动导航系统,实现对农机自动导航系统的实时监控与农机作业的控制,开发了农机自... 随着农业机械自动导航技术的发展,农机导航监控终端技术已经成为农业机械自动导航技术的重要组成部分。为了满足农业信息化发展的需求,更好地管理控制农机自动导航系统,实现对农机自动导航系统的实时监控与农机作业的控制,开发了农机自动导航监控终端软件系统,可进行农机车辆的导航状态监控、农机具的操纵控制及系统的故障诊断等。通过对农田工作的特点与导航需求分析,采用VS2005开发环境,C++语言,开发基于Win CE嵌入式操作系统的农机车辆自动导航监控终端软件。软件程序的总体功能模块包括:人机交互界面显示、基于RS232的串口通讯模块、路径规划模块、文件读写模块及系统参数调节模块等,并制定导航监控终端与导航控制器之间的数据通讯协议。将该导航监控终端软件系统装在拖拉机上测试运行,结果表明:导航监控终端软件系统可长时间连续稳定的工作,有效实现了对农机车辆导航系统的操作与监控。 展开更多

关键词 WIN CE 监控终端 农机导航系统 MFC VS2005

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基于高速DSP深度视频帧内编码的农机导航系统设计 被引量：4

5

作者 伍坪 秦彩杰 《农机化研究》 北大核心 2018年第3期84-87,94,共5页

为了解决农机基于电子地图导航系统的抽象性和缺乏沉浸感的缺点,以图像清晰化复原算法为依据,提出了一种基于高速DSP图像处理系统的导航深度视频帧内编码方法,并设计了一种新的农机导航系统,从而实现了导航视频的快速处理,达到了快速精... 为了解决农机基于电子地图导航系统的抽象性和缺乏沉浸感的缺点,以图像清晰化复原算法为依据,提出了一种基于高速DSP图像处理系统的导航深度视频帧内编码方法,并设计了一种新的农机导航系统,从而实现了导航视频的快速处理,达到了快速精准导航的目的。本次设计的农机导航系统选用高清摄像机作为视频采集装置,使用FPGA作为协同处理器,将深度视频帧内编码数据发送到DSP主处理芯片进行处理,最后将处理得到的结果在VGA接口进行显示。为了验证系统的可行性,以低矮作物的农机导航为测试对象,利用导航系统对作物和障碍物进行了摄像,并对实时获得的视频进行深度视频帧内编码处理,最终得到低矮作物和障碍物的具体标定位置,为农机自主导航线的划定提供了基本依据。 展开更多

关键词 DSP图像处理 FPGA协同 深度视频 帧内编码 农机导航

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计算机视觉修正下的农机导航与电液控制设计 被引量：3

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作者 孙彬 《南方农机》 2023年第15期85-87,共3页

为了进一步提升农机自动驾驶的精确性,笔者概述了计算机视觉修正的农机导航原理,设计了农机导航与电液控制系统。结果表明,该系统可以自动确定作业范围并规划最优行驶路线,在行驶过程中同步分析视觉设备提供的图像信息,根据分析结果不... 为了进一步提升农机自动驾驶的精确性,笔者概述了计算机视觉修正的农机导航原理,设计了农机导航与电液控制系统。结果表明,该系统可以自动确定作业范围并规划最优行驶路线,在行驶过程中同步分析视觉设备提供的图像信息,根据分析结果不断修正路线,自动完成转弯、掉头、避障等操作。此外,对农机电液控制系统进行了改良,提高了执行机构的响应速度和动作精度,满足了复杂田间环境下农机的自动行驶需求。 展开更多

关键词 农机导航 计算机视觉修正 电液控制 转弯避障功能

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基于自校准变结构Kalman的农机导航BDS失锁续航方法 被引量：19

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作者 张闻宇 王进 +3 位作者 张智刚 何杰 胡炼 罗锡文 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期18-27,共10页

针对农机自动导航作业过程中存在的BDS信号失锁导致系统突然失控的问题,提出了一种适用于轮式农机的基于自校准变结构Kalman滤波器的农机导航BDS失锁续航方法。依据4自由度农机运动学模型,设计了BDS/INS信息融合Kalman滤波器;进行INS导... 针对农机自动导航作业过程中存在的BDS信号失锁导致系统突然失控的问题,提出了一种适用于轮式农机的基于自校准变结构Kalman滤波器的农机导航BDS失锁续航方法。依据4自由度农机运动学模型,设计了BDS/INS信息融合Kalman滤波器;进行INS导航定位误差不确定度分析,并设计了基于自回归模型的航向校准方法、INS传感器角速率测量零偏实时校准方法,结合上述方法设计了自校准变结构滤波器,进行位姿信息处理,结合导航跟踪控制方法实现失锁续航功能。根据分米级精度要求,进行了机器人直线、矩形路径失锁续航试验和农机田间直线续航试验。机器人续航试验结果表明:行驶速度为1 m/s时,与运用未校准滤波器的续航系统相比,该方法实际平均横向偏差减小34%,横向偏差达到20 cm时机器人在路径上的平均行驶距离提高80%。农机田间续航试验结果表明:行驶速度为1 m/s时,在实际偏差小于20 cm的条件下,农机在路径上的行驶平均距离达到16.65 m。 展开更多

关键词 农机导航 BDS失锁续航 BDS/INS信息融合 KALMAN滤波器 自校准变结构

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基于B样条优化的改进纯追踪农机导航曲线跟踪方法 被引量：5

8

作者 张闻宇 胡力文 +3 位作者 王辉 张国城 罗锡文 张智刚 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期42-51,115,共11页

针对驾驶农机采样路径平滑性对跟踪效果的影响和曲线路径变曲率特性导致跟踪适应性较低的问题,提出了一种基于B样条路径优化的积分补偿模糊纯追踪控制方法。首先采用B样条插值方法平滑优化采样路径信息;再基于行驶规律分析农机曲率与作... 针对驾驶农机采样路径平滑性对跟踪效果的影响和曲线路径变曲率特性导致跟踪适应性较低的问题,提出了一种基于B样条路径优化的积分补偿模糊纯追踪控制方法。首先采用B样条插值方法平滑优化采样路径信息;再基于行驶规律分析农机曲率与作业速度对跟踪控制的相互作用关系,设计了模糊调整前视距离的纯追踪控制方法,该方法根据前期试验结果采用拖拉机速度和前视路径平均曲率模糊整定纯追踪前视距离,同时采用跟踪横向偏差设计前轮转角积分补偿,减小稳态误差。设计构建了曲线跟踪Simulink仿真模型并进行了仿真试验。仿真结果表明,改进方法的平均绝对横向偏差均值和最大绝对横向偏差均值相较于传统纯追踪控制方法降低4.8%和7.1%。进行了拖拉机田间正弦曲线跟踪试验,插值路径对比试验结果表明,路径插值后跟踪误差较插值前降低75.9%。控制算法对比试验结果表明,拖拉机以速度1.0、1.5、2.5 m/s跟踪不同幅值正弦曲线路径时,采用改进纯追踪方法平均绝对横向偏差均值分别降低36.80%、62.50%和61.03%,标准差均值分别降低27.8%、24.0%和46.3%。最后跟踪田间随机采样路径,当速度为2.5 m/s时,横向偏差标准差为0.06 m。本文方法有效提高了农机曲线路径跟踪精度,满足需要曲线作业的农业生产需求。 展开更多

关键词 农机导航曲线 B样条曲线 改进纯追踪 模糊控制 积分补偿

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基于Winform的农机导航终端监控系统设计与试验 被引量：7

9

作者 黄修炼 迟瑞娟 +4 位作者 董乃希 朱晓龙 马悦琦 班超 熊泽鑫 《农机化研究》 北大核心 2023年第10期115-120,共6页

农机自动导航是实现精细农业的关键,随着导航技术的日益发展,终端监控作为导航系统的核心受到了广泛的关注。为了实现对农机作业时导航定位信息的有效监控,在Windows平台上采用VS2019开发环境、Winform软件开发技术和C#语言,设计了一种... 农机自动导航是实现精细农业的关键,随着导航技术的日益发展,终端监控作为导航系统的核心受到了广泛的关注。为了实现对农机作业时导航定位信息的有效监控,在Windows平台上采用VS2019开发环境、Winform软件开发技术和C#语言,设计了一种农机自动导航车载终端系统。系统主要包括硬件平台的搭建以及软件系统的设计,具有数据实时通讯、数据分析处理、文件读写、虚拟场景显示、百度地图显示和历史作业轨迹查看等功能。将该导航终端监控系统搭载到洋马插秧机上进行试验,结果表明:软件系统界面友好,通讯稳定,功能较为齐全,满足农机田间辅助作业的需求。 展开更多

关键词 农机导航 终端监控 WINFORM C#语言

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基于Android的农机导航管理系统研究与设计 被引量：14

10

作者 胡鸿彬 李彦明 +2 位作者 唐小涛 李志腾 刘成良 《农机化研究》 北大核心 2019年第5期179-183,共5页

农机自动导航技术是精准农业研究中的关键技术之一。为解决国内现有农机导航系统的人机交互体验差、信息化和智能化程度不高的问题,结合农机自动导航作业功能需求和Android移动平台的优点,设计并实现了一套基于Android的导航管理系统。... 农机自动导航技术是精准农业研究中的关键技术之一。为解决国内现有农机导航系统的人机交互体验差、信息化和智能化程度不高的问题,结合农机自动导航作业功能需求和Android移动平台的优点,设计并实现了一套基于Android的导航管理系统。系统包含农机作业参数管理、农田地理信息管理、作业路径规划、导航实时监控和历史作业数据管理等功能模块。将该系统应用于农田自动导航试验中,结果显示:系统运行稳定可靠,人机交互体验性好,能够有效实现农机自动导航中的管理和监控功能。 展开更多

关键词 精准农业 农机自动导航 ANDROID平台 导航管理系统 人机交互

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基于区块链和AI的农机导航数据处理技术研究 被引量：6

11

作者 蔡芳 刘智珺 《农机化研究》 北大核心 2022年第11期211-215,共5页

为了提高农业无人机的导航效率和导航精度,将区域链技术引入到了导航系统的设计上,从而提高了系统对大数据的处理能力,实现了农机导航数据的共享,对于提升无人机协同作业能力具有重要的作用。采用粒子群算法对基于区块链技术的导航系统... 为了提高农业无人机的导航效率和导航精度,将区域链技术引入到了导航系统的设计上,从而提高了系统对大数据的处理能力,实现了农机导航数据的共享,对于提升无人机协同作业能力具有重要的作用。采用粒子群算法对基于区块链技术的导航系统进行了优化,通过粒子群算法对路径进行规划,提高了农机导航的智能化程度。以无人机自主转弯为例,对农业无人机导航系统进行了测试,结果表明:采用基于区块链算法的导航系统具有较高的导航精度,且采用粒子群算法优化后,可以进一步降低导航的误差,对于提升农业无人机的自动导航水平具有重要的意义。 展开更多

关键词 农机导航 区块链技术 数据处理 自动导航 粒子群

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基于视觉注意机制下农机导航显示界面的设计 被引量：4

12

作者 刘涛 《农机化研究》 北大核心 2024年第11期110-115,190,共7页

目前,我国农业机械正在向自动化、信息化和智能化方向发展,而农业机械导航技术是实现农业机械智能化发展的基础。其中,显示界面是操作人员与导航系统交互的媒介,直接影响操作人员的使用体验,也影响着农业机械的高效、安全运行。为此,针... 目前,我国农业机械正在向自动化、信息化和智能化方向发展,而农业机械导航技术是实现农业机械智能化发展的基础。其中,显示界面是操作人员与导航系统交互的媒介,直接影响操作人员的使用体验,也影响着农业机械的高效、安全运行。为此,针对目前农业机械导航界面可用性差、用户满意程度低等问题,以人的视觉机制为基础,从认知生理学角度探究农机操作人员在田间监控作业过程中的视觉注意机制,进而围绕显示界面的图标、控件、导航、布局、色彩和交互等方面对农机导航显示界面进行设计与优化。最后,通过TOPSISI对系统进行视觉体验度量评价,验证所提出的基于视觉注意机制下农机导航显示界面设计方法的实用性和有效性。 展开更多

关键词 视觉注意 农机导航 显示界面 交互设计 视觉体验

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农机导航的智能决策逻辑及功能开发特征 被引量：2

13

作者 王新华 《农机使用与维修》 2024年第3期39-41,共3页

近年来,智慧农业理念在我国得到快速普及,农业机械产品研发和功能探索逐渐向智能作业、无人作业模式转型,导航技术是农业机械自动行驶的重要技术组成,随着导航功能扩展和综合决策功能的应用,农业机械的自动驾驶技术得到长足发展。该文... 近年来,智慧农业理念在我国得到快速普及,农业机械产品研发和功能探索逐渐向智能作业、无人作业模式转型,导航技术是农业机械自动行驶的重要技术组成,随着导航功能扩展和综合决策功能的应用,农业机械的自动驾驶技术得到长足发展。该文基于农机导航技术发展现状和研究情况,分析了农机导航智能决策的原理与逻辑,说明了其中匹配的技术,结合导航功能现状分析了开发特征,强调了农机导航持续丰富功能和优化发展的重要意义。 展开更多

关键词 农机导航 决策逻辑 功能 开发 智慧农业

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农机导航自动驾驶系统的组成和分析 被引量：7

14

作者 芦海涛 张居同 《农业工程技术》 2019年第36期67-69,共3页

目前农机导航自动驾驶系统已在播种、起垄、喷药、收获等农田作业中广泛应用。本文针对以电动方向盘式农机导航自动驾驶系统为研究对象,介绍了系统的基本组成和工作原理,就测姿、转向角检测、转向控制器三方面进行简要的分析,希望可以... 目前农机导航自动驾驶系统已在播种、起垄、喷药、收获等农田作业中广泛应用。本文针对以电动方向盘式农机导航自动驾驶系统为研究对象,介绍了系统的基本组成和工作原理,就测姿、转向角检测、转向控制器三方面进行简要的分析,希望可以提供一个有效的借鉴,从而更好地促进农机自动驾驶技术的发展。 展开更多

关键词 农机导航 农机自动驾驶 北斗导航

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农机导航自动驾驶系统前装认证研究 被引量：3

15

作者 耿楷敏 宋仁龙 《农机科技推广》 2019年第10期28-30,共3页

伴随着越来越多的新技术应用到农业领域,我国农机信息化、智能化水平越来越高,农机导航自动驾驶就是当前发展较快的一个典型案例。通过在农机上安装导航自动驾驶系统,依靠高精度卫星定位装置获取农机位置、姿态和航向信息,对所获信息进... 伴随着越来越多的新技术应用到农业领域,我国农机信息化、智能化水平越来越高,农机导航自动驾驶就是当前发展较快的一个典型案例。通过在农机上安装导航自动驾驶系统,依靠高精度卫星定位装置获取农机位置、姿态和航向信息,对所获信息进行分析,驱动液压阀或电机来控制转向装置进行路线修正,就可以实现农机按照规划路线自动驾驶行驶作业。 展开更多

关键词 自动驾驶系统 转向装置 定位装置 农机信息化 液压阀 高精度卫星 农机导航 新技术应用

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农机导航自校正模型控制方法探讨 被引量：1

16

作者 宋龙志 《农机使用与维修》 2021年第3期35-36,共2页

针对运动学模型中的类似条件对模型管控模式曲线路径追踪精度的影响,给出农机导航自校正模型管控模式。此模式使用模型控制模式预设管控律,并使用模具管控模式自适应地网络调整模型进行管控。农业器械的途径追踪试验成果说明,此模式即... 针对运动学模型中的类似条件对模型管控模式曲线路径追踪精度的影响,给出农机导航自校正模型管控模式。此模式使用模型控制模式预设管控律,并使用模具管控模式自适应地网络调整模型进行管控。农业器械的途径追踪试验成果说明,此模式即保存了管控模式在直线路径追踪层面的优势,又填补了模型管控模式在路径追踪层面的空白。 展开更多

关键词 农机导航 校正模型 实例论证

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农机导航系统及设备维护 被引量：1

17

作者 刘化君 《新疆农机化》 2024年第5期43-46,共4页

相较于传统农机,加装农机导航系统的农机具有诸多优势,对于推动农业现代化、提高农业生产效率和质量具有重要意义。随着技术的不断进步和应用范围的扩大,现有农机导航系统在使用中出现的信号不良、设备损坏等问题导致农机导航系统无法... 相较于传统农机,加装农机导航系统的农机具有诸多优势,对于推动农业现代化、提高农业生产效率和质量具有重要意义。随着技术的不断进步和应用范围的扩大,现有农机导航系统在使用中出现的信号不良、设备损坏等问题导致农机导航系统无法保持最佳的工作状态完成作业任务,阻碍了其推广与应用。本文以农机导航系统的组成为切入点,详细说明了各部分的维护措施,为农机导航技术人员对设备的日常维护做参考。 展开更多

关键词 农机导航系统 系统组成 维护保养

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农机导航多模变结构智能控制方法研究

18

作者 郑嘉伟 刘益军 张阳 《南方农机》 2017年第18期5-5,共1页

随着国家对农业的重视度提高,明确提出要加大农业科技投入,发展现代化农业,要建立以农业物联网和农业智能化装备为中心的农业信息化体系,农机自导航控制技术作为现代化农业生产的重要组成部分,是实现农业机械智能化装备的关键技术,为了... 随着国家对农业的重视度提高,明确提出要加大农业科技投入,发展现代化农业,要建立以农业物联网和农业智能化装备为中心的农业信息化体系,农机自导航控制技术作为现代化农业生产的重要组成部分,是实现农业机械智能化装备的关键技术,为了实现农业的现代化发展需要对其进行深入研究。文章主要通过对农机导航基础理论进行研究,探索多模变结构的智能化控制方法,对轮式拖拉机、水稻高速插秧机以及大型开沟铺管机等三种典型农机的自动导航技术进行研究。 展开更多

关键词 农机导航 多模变结构 智能控制 方法

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农机自动导航与精准作业关键技术研究

19

作者 王继 《当代农机》 2025年第9期62-63,共2页

采用对比实验法,以拖拉机和植保无人机为主要作业对象,在农田环境中测试自动导航与精准作业系统的性能。实验组使用GNSS+RTK高精度定位系统,结合惯性导航和视觉传感器,实现自动路径规划和精准作业,对比不同导航模式(RTK/GNSS、视觉导航... 采用对比实验法,以拖拉机和植保无人机为主要作业对象,在农田环境中测试自动导航与精准作业系统的性能。实验组使用GNSS+RTK高精度定位系统,结合惯性导航和视觉传感器,实现自动路径规划和精准作业,对比不同导航模式(RTK/GNSS、视觉导航)下的定位误差。对照组采用人工驾驶方式,作业方式为固定施肥、均匀喷洒,并通过遥感影像与田间测量对比两种作业模式在农资使用率、作业均匀性及经济效益上的差异,最终评估自动导航与精准作业的实际应用效果。 展开更多

关键词 农机导航 精准作业 GNSS+RTK 变量施肥

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基于群智能的农机视觉导航关键算法研究及应用 被引量：1

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作者 王封疆 王梦飞 周杰 《中国农机化学报》 北大核心 2025年第5期92-99,共8页

农机视觉导航在残膜回收和中耕作业中具有重要意义,但由于实际农田图像背景复杂,传统算法难以完成导航线提取。为解决这一难题,通过LinkNet模型完成农田图像的目标区域与背景实时分割。在提高导航线拟合精度方面,基于正交回归方程设计... 农机视觉导航在残膜回收和中耕作业中具有重要意义,但由于实际农田图像背景复杂,传统算法难以完成导航线提取。为解决这一难题,通过LinkNet模型完成农田图像的目标区域与背景实时分割。在提高导航线拟合精度方面,基于正交回归方程设计导航线提取模型,提出混沌莱维飞行克隆人工鱼群优化算法(CLCAFSA)的导航线拟合方法获取导航线。将CLCAFSA与基于麻雀算法(SSA)、圆圈搜索算法(CSA)和粒子群算法(PSO)的改进算法在拟合精度上进行试验对比。结果表明,CLCAFSA能有效解决农田图像分割效果不理想状态下导航线精确拟合问题。CLCAFSA优化后的正交距离和比CSSA、CCSA和CPSO分别降低12.96%、10.44%和6.55%,显著提高导航线拟合精度。 展开更多

关键词 农机视觉导航 群智能 导航线拟合 最小二乘法 人工鱼群优化算法 语义分割

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