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机载式农田三维地形测量系统设计与试 总被引：1，自引：0，他引：1
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,对机载式农田三维地形测量系统进行了不同行进速度下的试验研究,并与采用定点测量方法获取的数据进行了比较.试验结果表明,该系统在低速行驶条件下与定点测量方法具有较好的一致性. 相似文献
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获取高精度的农田地形数据是进行精准平整地作业的必要条件。多旋翼无人机具有自动化程度高、方便操作等特点,被广泛应用在航空摄影与遥感测绘作业中。然而,无人机飞行时机体倾角在机械振动与气流横风等因素的作用下大幅度动态变化,影响负载设备的工作性能。针对地形测绘无人机设计了一种增稳系统,用以抵消无人机倾角变化对地形测绘精度的影响。该系统基于STM32单片机,采用MPU6050加速度传感器实时采集测绘无人机的倾角数据,并利用步进电机输出相应的角位移,驱动曲柄连杆机构对无人机的机体倾角进行动态补偿,最终使激光测距仪始终处于竖直姿态,提高地形测绘数据的精度。试验数据表明,当地形测绘无人机倾角＞15°改变姿态时,增稳系统补偿后的调平盘倾角变化＜3°,试验证明增稳系统的动态调平效果显著。 相似文献
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以修正平面法作为平地工程优化设计方法,开发具有田面高程数据录入与统计分析、田面微地形表述、平地土方量估算等多功能的农田土地精平工程优化设计与评价软件,并基于土地精平田面高程实测数据,对比评价3种数据网格插值计算方法的适用性.研究结果表明,基于3种插值方法获得的田面相对高程网格化数据都可用来描述田面微地形的整体分布状况,其中根据Kriging插值法得到的田面相对高程插值估算精度相对较高,据此估算的土地精平挖、填方量之间的差异和土方总量接近实际状况,可优先应用于土地精平工程优化设计工作中. 相似文献
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单片机是步进电机系统的重要组成部分,对于步进电机系统的驱动控制具有重要的影响。通过分析步进电机系统的工作原理,对步进电机系统进行规划设置。达到降低步进电机的使用成本,提高步进电机的效率与性能的效果。文章主要探讨基于单片机的步进电机系统设计方法。 相似文献
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土地平整可以提高灌溉水的利用率,是农田节水增产的重要措施之一。为此,采用上位机决策和下位机控制相结合的方法(上位机系统以车载计算机为工作平台,采用高精度GPS接收机获取农田三维地形位置数据),提出了高程测量数据误差修正算法,用来校正平地作业过程中GPS动态测量误差;利用校正后数据,计算平地基准高程,输出位置高低判断信号。下位机系统以控制器为核心,接收位置高低判断信号,输出液压控制信号驱动平地铲升降,完成平地作业。平地试验表明,误差矫正后的农田三维地形分布图精度较高,测量效率比传统人工定点测量方法提高75%以上;土地平整效果较好,平地精度达到7.8cm,可满足高标准农田田面平整度要求。 相似文献
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《中国农机化学报》2015,(6)
在传统四象限探测器光伏跟踪装置的基础上,设计一种采用平顶锥形传感器的光伏组件方位检测系统。本系统的光照检测元件使用光敏电阻。光敏电阻的布局为立体三维分布方式。与四象限探测器的二维平面分布相比,本系统由对有、无光照的检测改变为对光照强度的检测,利用平顶锥形传感器顶部设置的光敏元件,实现检测光照的整体强度,并在不同的强度下采取相应的措施。系统选用的控制器为STM32F103ZE单片机,执行器为步进电机,通过联轴器等固定光伏极板,单片机通过分析输入的信号控制步进电机,实现太阳光的自动跟踪。本系统可以实现太阳光方位与高度角检测并跟踪,有效的降低系统运行功耗,减少机械结构的损耗,光照检测动态范围增加、结构简单、性能稳定的特点。在光伏组件自动跟踪系统中具有潜在的应用价值。 相似文献
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基于单片机AT89C51的步进电机控制系统设计 总被引：1，自引：0，他引：1
介绍采用单片机89C51根据输入的数据转化成的控制信号采控制步进电动机的角位移的一种方法,包括硬件设计和软件设计.该系统通过MSP430单片机控制步进电机运转情况,可靠性高.在电机运行时能够方便设定步进电机的启,停、转速和方向,提高步进电机的步进精度,能够控制三相或四相步进电机,且电路简单,成本较低,控制方便,移植性强,实用价值高. 相似文献
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为提高农田平整作业过程中平后区域田面地形实时测量精度，本文提出一种农田精准平整过程中三维地形实时测量方法(Real-time 3D terrain measurement, Rt3DTM)。以安装有GNSS双天线和姿态传感器的支撑轮式旱地平地机为地形测量平台，利用卡尔曼滤波器融合GNSS与加速度提高定位精度，通过建立平地铲运动学模型获得支撑轮底点的车体坐标，结合平地铲位姿信息对支撑轮底点进行世界坐标解算，并利用最邻近插值法生成地形图。静态试验表明，Rt3DTM方法能准确解算支撑轮底点坐标，平面测量均方根误差小于10 mm,高程测量均方根误差不大于20 mm。水泥路面试验结果表明，在3组不同车速下测量同一段水泥路面三维地形，与真值的高差均方根误差均小于30 mm。田间试验结果表明，Rt3DTM测量的高程均方根误差为16.5 mm,平整度为16 mm,小于30 mm的高差分布列为95.8%,相比机载GNSS测量方法的均方根误差准确性提高29.5%,平整度准确性提高11.1%,高差分布列准确性提高9.5%。提出的Rt3DTM方法能实时准确地获取平整作业过程中平后区域的地形信息，为无人化农田平... 相似文献
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农作物的生长主要依赖于田块,因此进行农业生产时,田块的耕作质量是影响农作物产量的重要因素。目前,国内进行田块耕作时主要是通过手动控制的悬挂犁来实现,因手动控制时易导致耕深的不均匀,耕作质量无法满足农作物生长的需求。为此,基于农机自动化的发展趋势,开发了一种悬挂犁的耕深自动控制系统。耕深控制系统可以按照具体功能分为检测装置、控制装置和执行装置3个部分。工作时,通过电位器实时获取耕深数据,将耕深信号并发送给PIC16F883单片机及其外围电路控制装置,进行数据分析,并将耕深的修正值指令发送给步进电机和驱动电路执行装置,调节悬挂犁的升降和耕作深度。对该系统自动控制的悬挂犁耕田作业时间、实测耕深、耕深范围数据与手动控制条件下所测数据相比较表明:该自动控制系统可实现悬挂犁在各种田块条件耕作下的耕作深度的精准调节,提高了田块耕作质量,延长农机使用寿命,通用性较好,具有较广阔的应用前景。 相似文献
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气力滚筒式蔬菜播种机控制系统的性能直接影响播种的效果。为此,以单片机ATmega16为控制系统核心,采用光电传感器检测穴盘与播种原点,实现穴盘检测以及排种器的原点定位、启动与制动,采用THB6064与LMD18200集成芯片分别驱动步进电机和直流电机工作,以C语言编程实现穴盘进给速度与排种器播种速度的匹配。该系统能满足播种机的工作要求,通过硬件与软件的结合实现精确的原点定位及穴盘进给速度与排种器播种速度的准确匹配,播种效率可调节,同时该系统具有集成度高、成本低和操作便捷等特点。 相似文献
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针对传统油菜精量直播机多采用被动式地轮驱动排种器,高速时地轮易打滑,导致漏播、断条等现象,影响高速作业精量播种效果,且手动变速箱调整播量难以实现播种粒距、播量的精准调节等问题,设计了一种以STM32为主控器,通过蓝牙模块与手机端微信小程序进行实时数据交互的油菜随速播种控制系统。该系统采用地轮编码器和北斗接收器两种模式分别获取拖拉机低速和中高速作业时的前进速度,主控器分析各传感器数据并生成电机控制指令驱动闭环步进电机带动排种轴转动,实现排种轴转速与拖拉机前进速度匹配及无级播量调节;同时利用微信小程序设置目标粒距、传动比、地轮直径等参数以适用于不同类型播种机,并显示总播量、播种面积等关键参数;分析得出吸附种子临界负压为1477Pa,切换测速方式临界速度为3.7km/h,测速范围为1.44~12.77km/h,电机调速频率为5Hz。台架试验结果表明：随速播种控制系统播种性能优于恒定转速播种,播种速度2.6~7.8km/h时粒距合格指数大于87%。田间试验结果表明：本系统搭载一器双行正负气压组合式油菜精量排种器在作业速度为1.44~7.99km/h时播量误差小于3.9%、粒距合格率不低于84%,满足随速播种要求。 相似文献
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基于GNSS农田平整全局路径规划方法与试验 总被引：4，自引：0，他引：4
针对全球导航卫星系统(Global navigation satellite system,GNSS)农田平整系统缺少作业指导且效率低等问题,提出了一种基于GNSS农田平整全局路径规划方法。分析农田实际平整条件,创建适用于土地平整的农田地形环境模型,生成农田地势信息图,研究整块农田地势高程分布特征,以平地作业中空载、满载的无效作业状态最少,转向操作与重复行走最少为条件,生成遍历整个农田的土地平整路径,并通过拉力传感器实时监测铲车载荷。仿真试验结果表明,相对于常规平整方法,所提方法空载、满载率显著减小,达到目标平整度时间节省50%以上。该方法可以规划有效路径,减少无效作业时间,平地效率提高30%以上。 相似文献
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设计了一种基于GPS的农田土地坡面平整系统,该系统由自主差分GPS接收设备、车载式工控机、控制转换器、液压系统、铲运装备等几部分硬件组成,以Visual C++60为系统软件开发环境;系统可对农田进行动态地势测量及坡面平整作业．首先,将GPS接收设备安置在铲运设备上,利用拖拉机牵引铲运设备对农田进行动态蛇形测量,并通过相应的校正算法对测得的GPS数据进行误差校正;然后,根据校正后的数据,对农田进行三维地形成图及坡面建模,得到农田坡面期望高程;最后,将实时接收的农田实际高程与坡面期望高程进行比较,通过控制转换器输出液压控制信号驱动铲运设备进行挖填土方的平地作业．在田间试验条件下,根据农业工作者要求对纵向长度为180 m的地块进行1／1 000纵向坡降的平地试验,结果表明,平地后标准偏差值在5 cm左右,坡低的平均相对高程约为4062 m,坡顶的平均相对高程约为4078 m,坡面高差为16 cm,其理论坡面高差为18 cm,有效改善了农田坡面地形． 相似文献
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为准确测量农田平整度,测量装置采用超声波传感器间接测量与磁致伸缩位移传感器直接测量相结合,并通过姿态传感器与陀螺仪获取测量装置姿态辅助修正测量值,通过LSTM神经网络的不同数量训练集对其测量值进行趋势变化预测。试验结果表明,测量装置磁致伸缩位移传感器测量过程中稳定性优于超声波传感器,通过卡尔曼分布式融合数据能有效滤除噪声,再分别通过前10 s、前20 s与前30 s数据做训练集,来进行预测分析,其均方根误差平均值为2.42,平均绝对误差平均值为2.67。试验结果表明,Kalman滤波融合数据与预测数据的均方根误差与平均绝对误差较小,能准确反映与预测平整度变化趋势,使测量装置准确的测量农田平整度及预测变化趋势。 相似文献
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基于PVDF压电传感器的水滴冲击力检测系统 总被引：1，自引：0，他引：1
水滴冲击力是衡量喷头性能的重要技术指标。水滴撞击土壤表面产生的冲击会冲蚀土壤,引起板结,影响入渗,损伤作物。设计一种水滴冲击力自动检测系统和水滴自动发生试验装置,实现对水滴冲击力的自动测量。系统选用PVDF压电传感器作为力检测元件,采用USB7333高速数据采集卡,利用LabWindows/CVI编写数据采集与处理程序,获取水滴冲击力检测数据。试验实现了在水滴频率、大小稳定控制试验条件下,对不同水滴大小冲击力的动态测量。结果表明：PVDF压电传感器对水滴冲击力检测具有良好的动态响应特性;水滴冲击力与传感器输出电压具有良好的线性关系,拟合程度达0.936,系统测量误差小于10%。利用该系统测定水滴冲击力,解决了传统人工测量的不稳定问题。 相似文献