检索结果-内蒙古大学图书馆

农业机械学报 2013年第S1期44卷 240-246页

作者：张凯赵丽宁孙哲耿长兴李伟中国农业大学北京市现代农业装备优化设计重点实验室北京100083

为提高葡萄套袋自动化智能化水平、降低人工套袋劳动强度,研制了葡萄套袋机器人系统。针对棚架葡萄种植的园艺特点,设计了基于圆柱坐标的机器人系统本体结构,针对葡萄套袋机器人提取目标图像运算量大、耗时多等问题,提出了一种基于遗传... 详细信息

为提高葡萄套袋自动化智能化水平、降低人工套袋劳动强度,研制了葡萄套袋机器人系统。针对棚架葡萄种植的园艺特点,设计了基于圆柱坐标的机器人系统本体结构,针对葡萄套袋机器人提取目标图像运算量大、耗时多等问题,提出了一种基于遗传算法的目标特征提取算法,该方法无需彩色模型转换,时间复杂性较形态学算法及BP神经网络分割算法速度快,可对葡萄进行快速目标特征提取及识别。葡萄套袋机器人试验证明:在导航车速度为0.3 m/s情况下,葡萄目标识别率达95%,葡萄目标识别平均耗时136 ms;机器人套袋成功率达85%,单串葡萄套袋平均耗时39.6 s。

关键词：葡萄套袋机器人结构设计智能控制机器视觉

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基于虚拟现实的拖拉机双目视觉导航试验

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农业工程学报 2017年第23期33卷 56-65页

作者：翟志强朱忠祥杜岳峰李臻毛恩荣中国农业大学现代农业装备优化设计北京市重点实验室北京100083

针对农机导航系统的传统田间试验方式受作物生长状态的约束性较强,错过适当的作物生长时期将直接导致开发周期延长、成本增加等问题,该文提出了一种基于虚拟现实技术的拖拉机双目视觉导航试验方法。该方法以拖拉机为作业机械,苗期棉花... 详细信息

针对农机导航系统的传统田间试验方式受作物生长状态的约束性较强,错过适当的作物生长时期将直接导致开发周期延长、成本增加等问题,该文提出了一种基于虚拟现实技术的拖拉机双目视觉导航试验方法。该方法以拖拉机为作业机械,苗期棉花为目标作物,在虚拟现实环境下建立田间作物行场景的三维几何模型,用于模拟田间试验场景;建立虚拟现实环境下的拖拉机物理引擎,根据实车参数及试验场景信息快速、准确地解算拖拉机的动力学参数,并且根据解算所得的状态参数在虚拟试验场景中实时渲染拖拉机的位姿状态;设计路径跟踪控制器,以经过双目视觉方法识别的田间路径为目标路径,根据拖拉机当前行驶路径与目标路径的相对位置关系解算并控制拖拉机前轮转向角度。以某型拖拉机参数为实车参数,采用大小行距方式布置5行曲线形态的苗期棉花作物行场景开展虚拟导航试验。拖拉机以不大于2 m/s的车速跟踪作物行时,平均位置偏差的绝对值不大于0.072 m、位置偏差的标准差不大于0.141 m;平均航向偏差的绝对值不大于2.622°、航向偏差的标准差不大于4.462°。结果表明:该文设计的拖拉机虚拟试验系统能够在虚拟现实环境下,模拟田间作物行环境开展基于双目视觉的导航试验,可为导航控制系统的测试及改进提供理论依据和试验数据。

关键词：虚拟现实拖拉机导航双目视觉场景建模路径跟踪导航试验

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基于Rank变换的农田场景三维重建方法

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农业工程学报 2015年第20期31卷 157-164页

作者：翟志强杜岳峰朱忠祥郎健毛恩荣中国农业大学现代农业装备优化设计北京市重点实验室北京100083

农田场景的三维重建对于研究远程监测作物的生长形态、预测作物产量、识别田间杂草等都具有重要作用。为解决农田场景图像三维重建困难、立体匹配精度较差等问题,该文提出了一种基于Rank变换的农田场景三维建模方法。该方法运用加权平... 详细信息

农田场景的三维重建对于研究远程监测作物的生长形态、预测作物产量、识别田间杂草等都具有重要作用。为解决农田场景图像三维重建困难、立体匹配精度较差等问题,该文提出了一种基于Rank变换的农田场景三维建模方法。该方法运用加权平均法灰度化图像,以保留农田场景的完整特征;以灰度图像的Rank变换结果作为匹配基元,采用基于归一化绝对差和测度函数的区域匹配算法获取场景的稠密视差图;根据平行双目视觉成像原理计算场景的空间坐标,并生成三维点云图;依据所得场景的三维坐标,对场景中感兴趣区域实现三维重建。采用标准视差计算测试图像验证立体匹配算法精确性,平均误匹配率较传统的绝对差和函数算法降低约5.63%。运用不同环境下的棉田场景图像测试三维重建方法,试验结果表明,在6.8 m的景深范围内,作物及杂草的高度、宽度等几何参数计算值与实际测量值接近,各项指标的平均相对误差为3.81%,验证了三维重建方法的可靠性及准确性。

关键词：作物三维视觉农田场景 Rank变换立体匹配三维重建

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基于滑转率的双电机双轴驱动车辆转矩协调分配

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农业工程学报 2018年第15期34卷 66-76页

作者：武仲斌谢斌迟瑞娟杜岳峰毛恩荣中国农业大学现代农业装备优化设计北京市重点实验室北京100083

针对双电机双轴驱动车辆的驱动转矩分配问题,提出了一种以抑制车轮过度滑转、提升整车牵引力为目标的前后电机转矩协调分配策略。该策略分为上、下2个层次,上层负责根据车辆当前状态及路面条件计算出可用于分配的最大驱动总转矩,并与驾... 详细信息

针对双电机双轴驱动车辆的驱动转矩分配问题,提出了一种以抑制车轮过度滑转、提升整车牵引力为目标的前后电机转矩协调分配策略。该策略分为上、下2个层次,上层负责根据车辆当前状态及路面条件计算出可用于分配的最大驱动总转矩,并与驾驶员需求转矩以低选原则作比较输出,下层负责上层输出转矩在前、后驱动电机之间的协调分配。基于该分层架构,采用滑模控制算法设计了前后电机转矩分配控制律以及相应的转矩分配控制器。在Matlab/Simulink环境下分别建立了控制器模型及车辆动力学模型,对不同路面条件下的控制效果进行了仿真分析。基于d SPACE平台,搭建了硬件在环仿真测试系统,对转矩分配控制器的实时控制性能进行了验证。结果表明:硬件在环测试结果与软件仿真结果具有良好的一致性,并且,在左右对开路面上,前后轴滑转率均被稳定控制在0.12以内;在对接路面上,前后轴滑转率不超过0.05,车辆原地起步加速8 s后的末速度提升了9.9%;在均一低附着路面的转弯过程中,内侧车轮的最大滑转率被抑制在0.2附近,改善了车辆在低附着路面上的转向能力。

关键词：车辆控制模型双轴驱动转矩分配硬件在环

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基于田间实测载荷的拖拉机转向驱动桥壳疲劳寿命分析

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农业机械学报 2021年第3期52卷 373-381页

作者：赵雪彦张青岳温昌凯尹宜勇宋正河中国农业大学现代农业装备优化设计北京市重点实验室北京100083

针对拖拉机作业过程中承载幅值大、随机非对称的特点,综合考虑应力集中、尺寸效应、表面质量和载荷特性等因素对疲劳寿命的影响,从相对应力梯度、疲劳损伤区域和实测载荷应力比3方面对传统应力场强法进行优化,获取修正S-N曲线,结合拖拉... 详细信息

针对拖拉机作业过程中承载幅值大、随机非对称的特点,综合考虑应力集中、尺寸效应、表面质量和载荷特性等因素对疲劳寿命的影响,从相对应力梯度、疲劳损伤区域和实测载荷应力比3方面对传统应力场强法进行优化,获取修正S-N曲线,结合拖拉机田间作业的实测载荷数据,分析某88 kW拖拉机转向驱动桥壳的疲劳寿命,并与传统应力场强法的预测结果进行对比。结果表明,相比于传统方法的预测结果(31 860 h),优化后的应力场强法的预测结果(25 467 h)更接近实际工作寿命(24 000 h)。本研究可为农机装备关键零部件的疲劳寿命预测提供分析方法。

关键词：大功率拖拉机转向驱动桥有限元分析应力场强法疲劳寿命分析

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非道路车辆轮胎-土壤相互作用建模方法及试验技术综述

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农业工程学报 2022年第11期38卷 51-63页

作者：谢斌罗振豪宋正河温昌凯张胜利毛恩荣中国农业大学现代农业装备优化设计北京市重点实验室北京100083

轮胎-土壤相互作用研究是非道路车辆地面力学发展的重要基础,其中轮胎-土壤试验技术和轮胎建模方法对非道路车辆驱动系统设计、驱动算法开发以及整车牵引性能评估均具有重要意义。为明确非道路车辆轮胎-土壤相互作用研究中轮胎建模方法... 详细信息

轮胎-土壤相互作用研究是非道路车辆地面力学发展的重要基础,其中轮胎-土壤试验技术和轮胎建模方法对非道路车辆驱动系统设计、驱动算法开发以及整车牵引性能评估均具有重要意义。为明确非道路车辆轮胎-土壤相互作用研究中轮胎建模方法与试验技术的未来发展方向,该研究首先概述了国内外轮胎-土壤相互作用研究中所涉及的核心试验技术,包括土壤力学性能试验和室内单轮土槽试验,然后重点总结了轮胎-土壤相互作用的轮胎模型建立方法,将现有轮胎建模方法归纳为经验建模、数值建模和半经验建模,剖析比较了三种建模方法的优缺点和适用场景,并就每种建模方法列举了若干应用实例。最后,结合智能传感、智能测量、机器学习、整车协同等先进领域最新进展,提出了轮胎-土壤相互作用下轮胎建模方法和试验技术的未来研究重点与发展方向,以期为非道路车辆轮胎-土壤相互作用研究提供理论依据和技术参考。

关键词：农业工程模型建立试验轮胎-土壤非道路车辆相互作用

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基于模态的玉米收获机车架振动特性分析与优化

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农业工程学报 2015年第19期31卷 46-53页

作者：姚艳春杜岳峰朱忠祥毛恩荣宋正河中国农业大学现代农业装备优化设计北京市重点实验室北京100083

为研究玉米收获机车架振动特性及其优化方法,该文通过振动测试与模态分析方法,分析车架田间振动特性,并以提高1阶扭转频率为目标优化车架结构。首先,通过有限元建模及模态分析,提取车架固有频率与振型,其次,通过整机田间振动试验,获取车... 详细信息

为研究玉米收获机车架振动特性及其优化方法,该文通过振动测试与模态分析方法,分析车架田间振动特性,并以提高1阶扭转频率为目标优化车架结构。首先,通过有限元建模及模态分析,提取车架固有频率与振型,其次,通过整机田间振动试验,获取车架4个测点处振幅统计特征及功率谱,分析其对车架振动特性的影响,最后,研究车架壁厚和刚度与固有频率的关系,以提高车架1阶扭转频率为目标优化车架。研究结果发现,测点振幅大小依次为:车架后桥上方、发动机横梁位置、发动机纵梁位置、车架前桥上方,其中车架后桥上方振幅已超过发动机振幅,发生共振;模态振型与田间振动试验对比发现,1阶扭转和2阶弯曲模态对车架振动影响较大,引起车架共振主频为9.79 Hz,接近1阶扭转共振频率;发现优化后车架1阶扭转振型位移由7.778下降到3.768,1阶弯曲振型位移由6.83下降到3.651,显著改善了车架振型,1阶扭振频率由15.9927提高到22.4595 Hz,提高车架1阶扭转频率。田间耐久试验表明优化后车架无故障时间由20提高到60 h。该研究可为农机装备的振动特性分析与减振设计提供参考。

关键词：农业机械振动优化玉米收获机车架模态分析

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玉米清选装置结构优化设计与试验

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农业机械学报 2020年第S02期51卷 233-242页

作者：栗晓宇杜岳峰牛兴成迟瑞娟毛恩荣中国农业大学现代农业装备优化设计北京市重点实验室北京100083

针对目前玉米籽粒直收机的清选装置存在籽粒损失率和含杂率偏高、传统试验受季节性影响大等问题,基于CASE 4099型联合收获机清选系统,搭建玉米脱粒清选试验平台,设计了一种竖式可调节分风板,并采用数学建模、仿真模拟和试验验证相结合... 详细信息

针对目前玉米籽粒直收机的清选装置存在籽粒损失率和含杂率偏高、传统试验受季节性影响大等问题,基于CASE 4099型联合收获机清选系统,搭建玉米脱粒清选试验平台,设计了一种竖式可调节分风板,并采用数学建模、仿真模拟和试验验证相结合的方法对清选装置作业性能进行优化。建立籽粒在振动筛上运动过程的数学模型,分析了振动筛倾角、振幅、频率、振动方向角和风机风力与振动筛筛面夹角等因素与籽粒在振动筛上平均运动速度和移动距离的关系;对清选装置内部流场风速分布进行仿真和试验,仿真结果表明,分风板左或右偏18°时,流场中风速分布均匀,在垂直方向上差值较小,验证试验结果表明,分风板右偏18°时流场内各测量点风速分布均匀,适于籽粒与杂质分离,清选效果较好;以振动筛转速、风机转速为主要影响因素,以籽粒损失率、含杂率为指标进行正交试验,结果表明当振动筛曲柄转速为275 r/min、风机转速900 r/min为最优作业参数组合,损失率和含杂率分别为1.34%、1.66%。

关键词：玉米清选装置分风板有限元分析优化设计

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基于虚拟现实的联合收获机底盘虚拟装配关键技术

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农业机械学报 2013年第S2期44卷 262-267页

作者：朱忠祥陈莉李山山刘波宋正河毛恩荣中国农业大学现代农业装备优化设计北京市重点实验室北京100083

研究了基于虚拟现实的联合收获机底盘部件虚拟装配关键技术,并实现了其虚拟装配。利用Pro/E建立联合收获机底盘部件的三维模型,通过CAD系统与虚拟装配系统之间的模型数据转换方法获取虚拟现实模型,在虚拟装配系统中建立包括装配对象信... 详细信息

研究了基于虚拟现实的联合收获机底盘部件虚拟装配关键技术,并实现了其虚拟装配。利用Pro/E建立联合收获机底盘部件的三维模型,通过CAD系统与虚拟装配系统之间的模型数据转换方法获取虚拟现实模型,在虚拟装配系统中建立包括装配对象信息模块、装配层次信息模块和装配约束信息模块的装配模型。通过虚拟现实系统与位置跟踪系统联用,实现了联合收获机底盘部件的交互性装配,同时研究了相同零部件互换性装配方法、装配工具的驱动方法以及装配路径的记录与优化。应用虚拟现实软件EON及其二次开发技术,进行了某联合收获机底盘部件的虚拟装配试验,验证了上述方法的正确性。

关键词：联合收获机底盘虚拟装配人机交互装配工具装配路径

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基于GNSS/MIMU/DR的农业机械组合导航定位方法

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农业机械学报 2016年第S1期47卷 1-7页

作者：刘进一杜岳峰张硕朱忠祥毛恩荣陈雨中国农业大学现代农业装备优化设计北京市重点实验室北京100083

为解决实际农田环境中农业机械自动导航系统的位姿信息易受跟踪卫星数动态变化、天线遮挡、数据传输错误等因素影响,造成定位精度和稳定性变差的问题,采用全球导航卫星系统(GNSS)、微机械惯性测量单元(MIMU)及航位推算(DR)相融合的组合... 详细信息

为解决实际农田环境中农业机械自动导航系统的位姿信息易受跟踪卫星数动态变化、天线遮挡、数据传输错误等因素影响,造成定位精度和稳定性变差的问题,采用全球导航卫星系统(GNSS)、微机械惯性测量单元(MIMU)及航位推算(DR)相融合的组合导航定位系统,建立了农业机械两轮运动学定位模型,针对系统状态噪声不稳定的因素,提出了一种根据当前估计值与预测值的偏差自适应地调节系统状态协方差阵的扩展卡尔曼滤波算法,并分别基于静止状态和直线导轨运动状态进行了试验验证。试验结果表明,在静止状态和直线导轨运动状态下,采用自适应滤波算法的航向角平均值绝对偏差分别为0.001 4°、0.024 5°,标准差分别为0.047 4°、0.251 1°;位置距离平均偏差分别为0.003 7 m、0.007 6 m,标准差分别为0.001 0 m、0.004 4 m,与固定值滤波算法相比,自适应滤波算法的各项评价指标得到了明显改善,进一步验证了算法改进的必要性和优越性。

关键词：农业机械导航信息融合全球导航卫星系统微机械惯性单元扩展卡尔曼滤波

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