隨著老齡化社會問題的日益加劇，以及農村勞動力的工業(yè)化轉移，智能化是未來農業(yè)機械發(fā)展的必然趨勢，自主導航技術已成為國際上農業(yè)機械領域研究的熱點問題。水稻是我國最重要的糧食作物之一，步行式插秧機以其小巧、靈活、節(jié)能等特點在我國南方地區(qū)廣泛應用，但其勞動強度大，更迫切需要開展自主導航研究。在導航方式的選擇上，視覺導航與其他導航方式相比，具有系統(tǒng)構建簡單、導航精度好，實時性強等優(yōu)勢。因此，本文以步行插秧機為平臺，提出了一種較新穎的插秧機自動化解決方案，即引入無線遠程監(jiān)控系統(tǒng)作為輔助系統(tǒng)，開展基于步行式插秧機的自主視覺導航關鍵技術研究。主要研究工作概括如下： 1）輔助行走機構的研制 設計并研制出了具有升降功能的輔助行走機構。在分析了插秧機原有行走機構及升降機構的基礎上，設計了兩種輔助行走機構方案，并對第一種方案進行了機構分析與桿長參數(shù)的計算。經(jīng)試驗驗證：帶有輔助行走機構的插秧機呈三輪著地布局，自主行走更平穩(wěn)，有利于自主作業(yè)；輔助行走機構還實現(xiàn)了在升降時，機具前部和后部同時升降同樣高度，從而保證了安裝的攝像頭拍攝角度不變，捕獲有效視頻信息用于導航。 2）無線遠程監(jiān)控系統(tǒng)的構建 構建了基于插秧機平臺...

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
目錄
第一章 緒論
    1.1 研究背景和意義
        1.1.1 農業(yè)機械的發(fā)展趨勢
        1.1.2 插秧機的自動化、智能化發(fā)展
        1.1.3 基于小型插秧機自主視覺導航研究的意義
    1.2 農業(yè)車輛視覺導航的國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 農業(yè)車輛視覺導航的國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 農業(yè)車輛視覺導航的國內研究現(xiàn)狀
    1.3 課題研究的主要內容
第二章 步行插秧機的自主導航系統(tǒng)的總體設計
    2.1 步行插秧機平臺介紹
    2.2 系統(tǒng)平臺的總體設計
    2.3 各部分子系統(tǒng)構建
        2.3.1 圖像無線傳輸網(wǎng)絡
        2.3.2 上位機視覺導航系統(tǒng)
        2.3.3 控制信號無線傳輸網(wǎng)絡
        2.3.4 下位機控制信號處理系統(tǒng)
        2.3.5 氣動執(zhí)行系統(tǒng)
    2.4 插秧機自主作業(yè)流程
    2.5 本章總結
第三章 步行插秧機輔助行走機構的設計
    3.1 步行插秧機自有升降機構分析
    3.2 輔助行走機構設計方案一
        3.2.1 工作原理
        3.2.2 方案一的機構分析
        3.2.3 桿長參數(shù)計算
        3.2.4 輔助行走機構設計方案一實驗
    3.3 輔助行走機構設計方案二
        3.3.1 工作原理
        3.3.2 輔助行走機構設計方案二實驗
    3.4 本章小結
第四章 步行插秧機無線遠程監(jiān)控系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)
    4.1 無線遠程監(jiān)控技術介紹
    4.2 無線網(wǎng)絡的組建
        4.2.1 圖像傳輸無線網(wǎng)絡
        4.2.2 控制信號無線傳輸網(wǎng)絡
    4.3 監(jiān)測點的設計開發(fā)
        4.3.1 單片機控制信號處理模塊
        4.3.2 氣動執(zhí)行系統(tǒng)
    4.4 監(jiān)控中心控制軟件設計
    4.5 無線遙控實驗和遠程監(jiān)控實驗
        4.5.1 實驗目的
        4.5.2 實驗設備
        4.5.3 試驗結果
    4.6 本章總結
第五章 步行插秧機的視覺導航系統(tǒng)的設計
    5.1 步行插秧機視覺導航系統(tǒng)的總體設計
    5.2 基于OpenCV的攝像機標定與結果分析
        5.2.1 攝像機標定原理介紹
        5.2.2 標定的實現(xiàn)與實驗結果
    5.3 導航基準線的提取
        5.3.1 圖像預處理
        5.3.2 提取基準秧苗行直線及田埂檢測
    5.4 導航參數(shù)的獲取
    5.5 決策控制系統(tǒng)設計
        5.5.1 模糊控制簡要介紹
        5.5.2 模糊控制器的設計與實現(xiàn)
        5.5.3 實驗仿真
    5.6 本章總結
第六章 總結與展望
    6.1 總結
    6.2 展望
參考文獻
附錄
致謝
攻讀碩士學位期間獲得成果



本文編號：3763534