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针对温室植保机器人作业过程中，UWB节点之间频繁出现的非视距通信现象导致UWB系统定位精度低和稳定性差的问题，提出了一种基于UWB测距值修正的融合定位方法。首先，设计了基于测距残差的UWB节点间通信类型识别方法；其次，分析了视距和非视距通信下UWB测距误差产生原因并建立了两种通信条件下的测距值修正模型；最后，基于扩展卡尔曼滤波器设计了UWB测距修正值和IMU数据融合方法，实现了温室机器人作业过程中的可靠定位。在温室环境下的实际验证结果表明：非视距通信条件下，经过UWB测距修正的融合定位方法的定位误差为11.95 cm,相较于未进行UWB测距值修正的融合定位方法，定位误差降低83.11%,可为温室植保机器人提供稳定的高精度定位信息。 相似文献
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随着农业现代化的不断发展,农机技术在我国得到了广泛的推广和应用,但是,在农机技术的实际推广中,尤其是在山地丘陵的推广中,仍然存在一些问题,对农业机械技术的推广造成了一定的阻碍。本文主要对农业机械技术在丘陵山地地区推广中存在的问题进行了探讨和分析,并提出了适合的解决对策,旨在加快丘陵地区的农业机械技术推广和普及。 相似文献
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为满足精细农业中农业机械自动导航对高精度定位数据的需求,阐述了GPS差分定位技术在精细农业中存在的问题,并介绍了CORS技术在精细农业中的重要地位。根据分析,采用低成本的GPS板卡和4G无线通讯网络模块,设计开发了一套基于CORS技术的低成本农业机械差分定位系统,并进行了系统静态内符合精度测试和动态误差测试。试验结果表明:该系统性能稳定,在晴天和阴天2种天气情况下,其静态定位内符合精度为7~8 cm(9 5%);通过多次测量求平均值,其动态定位数据与真实值的误差不超过1 0 cm,动态符合度高,可作为高精度的位置传感器用于农业机械自动导航。 相似文献
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为解决现有无线检测系统无法精准有效反映温室内立体空间的环境变化情况，以及传感器节点定位误差大、硬件成本高等问题，设计了一种基于UWB(Ultra wide band)定位的智能温室三维温湿度检测系统。系统通过一款自主设计的集成UWB定位模块的STM32F系统板对各传感器节点进行定位，并搭载AHT25型高精度传感器对环境数据进行采集。UWB主基站使用4G网络通信模块将各传感器数据及位置信息发送到上位机，并在Web端根据HTML5技术实现温室三维温湿度场可视化，完成温室三维温湿度远程检测。系统定位测试试验证明，各传感器节点精度主要集中在10～30 cm范围内，部分节点测量位置误差大于50 cm,各节点最大丢包率为2.5%,平均丢包率为1.9%,满足温室测量基本需求，对检测温室热工缺陷区域以及研究植物生长适宜环境有重要意义。 相似文献
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山地丘陵农业机械推广是实现农业机械化的重要环节,与人工种植收获相比,农业机械化不仅能够降低人们的劳动强度、提高作业效率,而且具有较大的经济效益。本文着重分析了影响农业机械在山地丘陵地区推广的主要因素,在此基础上提出应对措施,为山地丘陵地区农机推广提供参考,这对于实现农业机械化具有重要意义。 相似文献
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基于超宽带的温室农用车辆定位信息采集与优化 总被引：4，自引：0，他引：4
针对温室环境下农用车辆定位精度低的问题,开发了适用于温室环境的超宽带技术(Ultra wide band,UWB)室内定位试验平台。首先,以Ubisense射频芯片作为硬件基础,设计了定位平台标签和基站,并采用到达时间差(Time difference of arrival,TDOA)定位测距方法获得定位结果;然后,分别利用K-means聚类与截段处理的方法进行静态、动态定位信息优化计算,以减小脉冲信号传播特性和单一测距方式等导致的测量误差,获得准确的定位信息,实现温室内农用车辆的精确作业;最后,在温室环境下分别进行了静态定位试验与动态定位试验。试验结果表明,优化后的静态定位精度平均值为0.063 4 m,改进后的动态定位精度精确到8 cm的概率是原先TDOA算法的3.7倍。所搭建的定位试验平台满足温室农用车辆定位的实际应用要求,可为温室环境下农用车辆的定位和导航提供参考。 相似文献
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《农业装备与车辆工程》2021,(5)
针对超宽带定位(UWB)过程中的非视距(NLOS)误差和非线性滤波问题,提出一种基于峭度识别的UWB精确定位自适应无迹卡尔曼滤波算法。通过分析基于到达时间定位原理,建立了NLOS误差模型。使用峭度作为衡量UWB信道环境的参数,设定阈值鉴别NLOS误差。在无迹卡尔曼滤波过程中引入自适应因子,利用残差向量不断修正增益矩阵,从而减小误差。试验证明,视距环境下,此算法定位精度可达厘米级;非视距环境下,定位精度达到亚分米级。 相似文献
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面向山地和丘陵地区的玉米钵苗移栽器的研制 总被引：2，自引：0，他引：2
为解决传统玉米钵苗移栽需两人协同作业,一人先破膜、开穴,另一人再放置钵苗,覆土作业中劳动强度大、生产效率低,以及以拖拉机为动力的大型农业机械设备又受限于山地、丘陵地形地貌影响而不宜应用等问题,研制了一种集破膜、开穴、下苗及覆土等工序于一体的小型玉米钵苗移栽器。该移栽器结构简单,操作安全且简单。实地移栽试验表明:一次移栽成功率高达99.5%,且耗时短。该移栽器不仅减轻了山地、丘陵地区玉米钵苗移栽时的劳动强度,而且提高了劳动生产率,同时为同类小型农业机械设备的研制提供了一定的理论参考与技术借鉴。 相似文献
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【目的】当前的激光测距系统由于硬件电路的限制以及采样的个数和速率大小的影响,导致测距的相关性能不理想。因此,需要对测距系统的硬件电路以及测距算法进行改进。【方法】对比其他的测距方法后,笔者对脉冲式激光测距技术的原理进行了深入研究,在多脉冲式激光测距和小波变换的奇异值滤波基础上进行了包括FPGA配置电路设计、激光发射接收单元电路设计、FPGA与ADC接口设计等的硬件电路设计。并使用上位机等组成测试系统,测试了基于FPGA的激光测距的准确性和精度。【结果】经过十次测距,结果显示的最大和最小误差分别为17 cm和3 cm,误差均在±20 cm以内,符合预期。经过小波变换的奇异值检测算法求出其平均值,测距结果为2 854.38 m,和实际值相差3 cm。【结论】该测距系统具有较高的精度、较低的误差,实现了测距仪的自动化测量和远距离测量,满足了测距技术在不同领域的要求,具有一定的实际应用价值。 相似文献
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温室作业机具室内定位方法研究 总被引：1，自引：0，他引：1
针对农机具在温室大棚内的定位、作业轨迹跟踪及作业面积核算需求,提出一种基于多源数据融合理论的温室机具室内定位优化算法。首先根据惯性导航测量技术预估被测目标定位初值,再利用无线RSSI测距技术使用加权质心算法获得定位测量结果,利用卡尔曼滤波算法进行定位信息最优化计算,以消除基于单一测量技术存在数据漂移、测试信号受遮挡、电磁干扰造成的误差,获得准确的定位信息,进而实现作业轨迹的实时跟踪以及作业面积的有效核算。在Matlab仿真分析中,首先建立定位算法评价指标以便于定位效果评估,通过仿真计算得出:基于多源数据融合的优化定位算法的定位精度及稳定性均优于单一无线RSSI室内定位算法。温室大棚田间试验的实际测试结果表明,室内定位精度不大于0.125 m,定位误差小于0.4%,能够较好地满足温室内作业机具的定位及作业轨迹实时获取与监测的需求。 相似文献
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为提高农机在果园复杂环境下作业精度，降低驾驶员劳动强度，设计了精准辅助导航系统。通过北斗差分定位设备获取农业机械的经纬度、航向角度以及行驶速度等数据，根据农田信息规划出全局行驶路径，实时计算农业机械行驶过程中的航向偏角、行驶距离和耕作面积并绘制行驶轨迹，根据观察航向偏角和行驶轨迹，驾驶员来修正作业机械使农机按规划路径行驶。系统采用基于红外散斑的深度立体视觉相机，降低自然光线限制，以此获取农业机械前方深度图像，根据视觉算法对图像中的作物或障碍加以检测，并计算其到农业机械和路径中心线距离，判断是否需要避障并提示驾驶员应调整方向，当调整方向进行避障后返回到已规划路径继续行驶。试验结果表明，辅助导航系统在直线行驶试验时横向行驶最大偏差小于5 cm，能够辅助驾驶员按规划路径精准行驶；基于立体视觉的障碍检测测距误差范围在4%以内，且处理每帧图像耗时最大为40 ms，实时性很高，能高效辅助驾驶员进行精确避障。 相似文献
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文章从山地丘陵地区农业机械推广所存在的地理环境、机械质量和后期维护问题等制约因素出发,对需要采用的完善推广体系、建立示范基地和加大政策扶持等措施做出了研究,并进行了相应的说明和阐释。 相似文献
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GPS定位已在农业机械装备中得到广泛应用,但定位过程会产生一定的误差.导航中GPS定位误差分析,可采用目前应用比较广泛的差分技术及联合卡尔曼滤波算法;在动态定位数据的处理中,利用基于时间序列的处理方式,能显著的降低定位误差. 相似文献
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在长有小灌木等干扰物和机耕道崎岖不平的复杂香蕉园环境中，机器人定位导航方法有时效果不佳、甚至失效，准确测量机器人与香蕉树的最短距离是实现定位与导航的前提和关键，为此提出一种基于拟合滤波的激光和超声波香蕉树测距方法。首先，在各采样时刻由激光和超声波传感器分别测得机器人到香蕉树的距离数据，并相互校验，生成待测香蕉树的一组距离数据；选择二次多项式以最小二乘法对该组距离数据进行拟合，基于拟合的二次多项式和设定阈值对该组距离数据进行滤波，去除其中偏差较大的距离；最后，对滤波后的距离数据中3个最小值求平均值，以此作为机器人到待测香蕉树的最短距离。实验表明，该测距方法在理想环境下对香蕉树的最大测距误差率为1.0%，在有小灌木等干扰物或者道路崎岖不平的环境以及室外自然场景下最大测距误差率为2.0%，相应的最大测距误差为1.0cm，且测距稳定性良好。 相似文献