基于機(jī)器視覺(jué)的步行插秧機(jī)自主導(dǎo)航關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著老齡化社會(huì)問(wèn)題的日益加劇，以及農(nóng)村勞動(dòng)力的工業(yè)化轉(zhuǎn)移，智能化是未來(lái)農(nóng)業(yè)機(jī)械發(fā)展的必然趨勢(shì)，自主導(dǎo)航技術(shù)已成為國(guó)際上農(nóng)業(yè)機(jī)械領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。水稻是我國(guó)最重要的糧食作物之一，步行式插秧機(jī)以其小巧、靈活、節(jié)能等特點(diǎn)在我國(guó)南方地區(qū)廣泛應(yīng)用，但其勞動(dòng)強(qiáng)度大，更迫切需要開(kāi)展自主導(dǎo)航研究。在導(dǎo)航方式的選擇上，視覺(jué)導(dǎo)航與其他導(dǎo)航方式相比，具有系統(tǒng)構(gòu)建簡(jiǎn)單、導(dǎo)航精度好，實(shí)時(shí)性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)。因此，本文以步行插秧機(jī)為平臺(tái)，提出了一種較新穎的插秧機(jī)自動(dòng)化解

2、決方案，即引入無(wú)線(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)作為輔助系統(tǒng)，開(kāi)展基于步行式插秧機(jī)的自主視覺(jué)導(dǎo)航關(guān)鍵技術(shù)研究。主要研究工作概括如下:
　　 1)輔助行走機(jī)構(gòu)的研制
　　 設(shè)計(jì)并研制出了具有升降功能的輔助行走機(jī)構(gòu)。在分析了插秧機(jī)原有行走機(jī)構(gòu)及升降機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了兩種輔助行走機(jī)構(gòu)方案，并對(duì)第一種方案進(jìn)行了機(jī)構(gòu)分析與桿長(zhǎng)參數(shù)的計(jì)算。經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證:帶有輔助行走機(jī)構(gòu)的插秧機(jī)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(jī)構(gòu)還實(shí)現(xiàn)了在升降

3、時(shí)，機(jī)具前部和后部同時(shí)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(dǎo)航。
　　 2)無(wú)線(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)建
　　 構(gòu)建了基于插秧機(jī)平臺(tái)的無(wú)線(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，完成了上位機(jī)基于VC++6.0自主導(dǎo)航系統(tǒng)軟件的開(kāi)發(fā)，設(shè)計(jì)了下位機(jī)基于單片機(jī)的控制信號(hào)處理系統(tǒng)以及氣動(dòng)執(zhí)行系統(tǒng)，并詳細(xì)介紹了系統(tǒng)軟、硬件的設(shè)計(jì)方法和具體實(shí)現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:圖像傳輸實(shí)時(shí)性良好，控制信號(hào)傳輸延遲在l0ms以?xún)?nèi)，氣動(dòng)系統(tǒng)執(zhí)行運(yùn)動(dòng)控制