国家高技术研究发展计划(2013AA102308)
- 作品数：11 被引量：97H指数：6
- 相关作者：安晓飞付卫强刘卉赵春江张兆国更多>>
- 相关机构：北京农业智能装备技术研究中心昆明理工大学首都师范大学更多>>
- 发文基金：国家高技术研究发展计划北京市农林科学院青年基金北京市科技计划项目更多>>
- 相关领域：农业科学自动化与计算机技术理学交通运输工程更多>>
- 基于三维重构技术的拖拉机燃油箱建模被引量：2
- 2017年
- 国产拖拉机普遍采用传统浮子可变电阻油位计,无法满足农机燃油消耗精准检测和智能化监管的需求。提出了一种基于Pro/E三维重构技术的拖拉机燃油箱体积测量方法。通过几何测量法获取燃油箱外形数据,使用Pro/E软件逆向重构燃油箱三维模型,并对三维模型进行切片处理,获取燃油箱体积特征数据,应用SPSS19.0软件对体积特征数据进行数据拟合,建立燃油箱体积函数模型。搭建实验平台,进行燃油箱体积模型评估实验,对比分析体积函数模型计算值与人工测量值,二者之间具有显著正相关,回归系数R2=1;燃油箱体积总相对误差TRE=1.25%,平均百分标准误差MPSE=1.95%,均方根误差RMSE=1.09L,上述数据表明,所建立的燃油箱模型可用于测算具有同型号油箱的拖拉机作业燃油消耗量。
- 马庆良马庆良罗长海刘卉
- 关键词：燃油箱数据拟合
- 光电信号与收割机谷物产量数据转换模型的构建与验证被引量：18
- 2017年
- 为了准确获取联合收割机作业过程中的谷物产量信息,自主研发了基于光电漫反射原理的联合收割机谷物产量计量系统。系统主要由传感器模块、数据采集模块、GPS模块和谷物产量计量显示终端组成。在研究了联合收割机田间工作状态和籽粒升运器刮板谷堆近似模拟形状的基础上,提出了分段式光电信号与收割机谷物产量数据转换模型。同时为了进一步消除收割机作业过程中产生的奇异点数据,提出了基于籽粒升运器转速的双阈值动态均值滤波的数据预处理方法。结果表明,采用该方法可以有效剔除奇异点数据,提高产量数据整体平滑度。田间试验结果表明,在考虑升运器转速条件下,该研究提出的分段式谷物产量数据转换模型动态验证误差小于3.50%,满足联合收割机谷物产量计量的实际需要。
- 安晓飞付兴兰孟志军尹彦鑫李立伟
- 关键词：谷物联合收割机
- 基于功率监测的联合收割机喂入量预测方法被引量：18
- 2017年
- 针对联合收割机喂入量主要基于人工经验调控,受人为因素影响较大的问题,分析割台螺旋输送器动力学模型,对螺旋输送器功率和喂入量的关系进行研究;开发基于CAN总线通信联合收割机割台工况嵌入式监测系统,对联合收割机工况进行实时监测。结果表明:1)螺旋输送器功率和喂入量具有数学关系;2)本研究设计的联合收割机割台工况嵌入式监测系统运行可靠,能够实时采集联合收割机工况信息;3)对试验数据回归分析,得到了螺旋输送器功率和喂入量的数学表达式,其相关系数为R2=0.909 9,表明监测割台螺旋输送器功率预测喂入量是可行的。
- 刘元元刘卉尹彦鑫尹彦鑫
- 关键词：联合收割机嵌入式系统CAN总线
- 拖拉机转向轮转角位移式和四连杆式间接测量方法对比试验被引量：15
- 2017年
- 针对车轮转角直接测量法在工程实践中角度传感器安装困难且转轴易断裂的现象,结合车轮转向过程,提出了位移式间接转角测量法和四连杆式间接转角测量法。依据位移式和四连杆式2种间接测量方法原理,分别建立转角测量模型,以雷沃M800型拖拉机为基础,构建自动导航试验平台,通过转角测量试验、沥青路面与农田环境下的导航精度对比试验,分析四连杆式间接测量法、位移式间接测量法和直接测量法3种方法的应用效果。转角测量对比试验结果表明,3种方法的角度值最大误差为0.081°,平均误差分别为0.061°、0.014°和0.017°,小于传感器的测量精度0.088°,3种测量方法测量的测量精度一致。通过沥青路面与农田环境2种地况试验测试,沥青路面上和农田环境下,3种方法的横向偏差平均值的最大值分别为0.235 9、0.364 5、0.498 4 cm,试验表明3种测量方法的导航精度一致。相对于位移式间接转角测量法和直接测量法,在沥青路面上和农田环境下,四连杆式间接测量法导航精度标准差最小,分别为0.890 4和1.297 5 cm。四连杆式间接转角测量法所采用的四连杆式角度传感器安装简便、易于防护,无摩擦损耗,可代替直接转角测量法,应用于实践中。
- 胡书鹏尚业华刘卉李由赵春江付卫强
- 关键词：自动导航转角测量四连杆导航精度
- 基于玉米播深控制的农田地形模拟系统设计与试验被引量：6
- 2017年
- 开展了玉米播种单体试验台用仿形机构研究,设计了一种可适用于地形上下起伏和地形倾斜的农田地形模拟系统。系统由地形模拟机构、液压系统、电控系统等组成。重点对地形模拟机构进行数学建模,得出了被仿形地形倾斜角与液压缸伸缩的几何关系,并计算确定了地形模拟机构机械尺寸参数。对液压缸进行受力分析,在此基础上对仿形机构的液压系统参数进行了理论计算,确定了液压系统参数,集成电控系统形成了农田地形模拟系统。对农田模拟系统进行了地形模拟试验,在2.0 m/s作业速度下高程模拟误差平均值为1.61 mm,坡度模拟误差平均值为0.56°。试验结果表明,农田地形模拟系统对地形高程和坡度模拟的快速性和准确性能满足农田地形模拟的要求,为播种播深控制系统试验提供了试验平台。
- 付卫强付卫强董建军卢彩云卢彩云高娜娜
- 关键词：液压系统电控系统受力分析
- 光电漫反射式联合收割机谷物产量计量系统研发与性能试验被引量：25
- 2017年
- 为了进一步提高联合收割机谷物产量计量系统的精度,自主研发了基于光电漫反射原理的谷物产量计量系统。系统主要由传感器模块、数据处理模块、GPS模块和谷物产量计量显示终端组成。光电式谷物产量计量系统计量作业时,当联合收割机籽粒升运器刮板输送谷物经过漫反射型谷物体积传感器时,会间歇性的阻断光路,从而产生脉宽信号,脉宽信号大小与刮板上谷物厚度成正比,同时升运器转速传感器输出转速信号,谷物产量计量数据处理模块将采集到的2路传感器信号进行放大、滤波和A/D转换后与GPS模块采集的联合收割机行进速度、经纬度信息由RS485总线传输至光电谷物产量计量软件系统,经光电式谷物产量模型处理后,将产量信息、速度信息、位置信息等实时显示在终端上。为了验证光电式谷物产量计量系统的性能,分别开展了室内主要传感器性能台架试验和系统田间动态性能验证试验,试验中谷物喂入量在0.1~6 kg/s范围内,台架试验表明升运器转速传感器测量误差小于2.00%,漫反射型谷物体积传感器测量误差小于3.50%。田间动态性能验证试验结果表明光电式谷物产量计量系统运行稳定,系统检测结果与实际测量结果决定系数R^2达到0.848 4,测产误差最大为3.51%,满足田间实际测产需要,为精准农业变量作业提供了科学依据。
- 付兴兰张兆国安晓飞赵春江李晨源于佳杨
- 关键词：谷物传感器联合收割机
- 农机精准作业协同支撑技术与平台被引量：1
- 2016年
- 本课题属“现代农业智能感知技术与产品”项目，该项目目标和重点任务是突破现代农业生产中主要作业环节和作业对象智能感知关键技术，研究面向实际生产领域的智能感知技术与产品。本课题瞄准农机精准作业过程智能感知和控制的重大技术需求，
- 关键词：农机智能感知感知技术农业生产
- 基于时空立方体的农机运动轨迹分割方法被引量：2
- 2018年
- 为了深入挖掘海量农机运动轨迹的应用价值,提出基于时空立方体的农机运动轨迹分割方法。基于农机作业的历史轨迹数据,以全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,简称GNSS)定位设备记录的每个轨迹点为中心建立时空立方体。通过研究农机作业与道路行驶时空立方体的密度阈值,分离田间作业轨迹和道路行驶轨迹。为了验证算法对农机实际作业轨迹数据的分割效果,通过遥感卫星地图数据目视解译法进行对比分析,采用马修斯相关性系数(Matthews correlation coefficient,简称MCC)及正确率进行量化评估。结果表明,农机运动轨迹分割结果的MCC均值为82. 10%,正确率均值为97. 98%,算法准确率高,且对参数的设置不敏感,能够实现农机运动轨迹数据的有效分割,为农机作业面积和作业效果评估提供数据支持。
- 肖敬刘卉魏学礼陈竞平王培孟志军
- 关键词：农业机械全球卫星定位系统
- 激光平地机自动调平控制系统的研制被引量：6
- 2017年
- 现有的激光平地机对平地铲只有高程控制而没有水平平衡控制。分析了当前激光平地机在不平整地面上工作的缺点,提出了一种自调平控制系统,实现激光平地机水平方向上自调平控制,改进与提高其平整精度和效率。当激光平地机在斜坡上工作时,使用该系统可自动保持农具平衡。实时倾角通过固定机具中心的倾角传感器获得,控制器将根据实时倾角来驱动电磁阀,控制油缸动作,使得机具实现自调平控制;同时对其进行静态试验和动态试验,通过数据分析,发现该系统能有效提高土地作业的稳定性。最终得出该系统相对于常规的激光平地机地块平整前后的绝对改善度提高了50.0%,相对改善度提高了18.6%,土地误差水平小于1.0%。
- 杨青丰尚业华刘思雨丛岳付卫强付卫强
- 关键词：激光平地机倾斜角稳定性
- 基于单质点法的联合收割机谷物卸粮质量理论建模与分析被引量：6
- 2018年
- 针对目前联合收割机谷物产量计量采用卸粮后人工称量的方式费时费力的难题,在研究了谷物在收割机卸粮螺旋输送器运动规律的基础上,基于单质点法分析谷物在稳定状态时的力学与运动规律,并考虑到收割机机器振动、背景噪声等因素的影响,提出采用双阈值均值滤波前值取代法进行传感器信号数据预处理。以螺旋输送量推算公式为基础模型,在中联重机TB60型谷物联合收割机螺旋输送器上进行了螺旋输送器转速传感器性能试验与单质点谷物卸粮质量模型验证试验,建立分段式的谷物卸粮质量模型。结果表明,双阈值均值滤波前值取代法有效地消除了收割机振动、机身倾斜、背景噪声的影响,计量精度高,经过双阈值均值滤波前值取代法处理后,模型验证误差可以达到3.90%,满足实际生产需要。
- 付兴兰安晓飞安晓飞张兆国李晨源于佳杨
- 关键词：螺旋输送器联合收割机谷物
