Sugerencias especiales
El contenido incluye el desarrollo de maquinaria agrícola y tecnologías de la información, el diseño de robots recolectores de frutas y hortalizas, la aplicación de tecnología de navegación automática y medición y control, robots de extracción de caucho natural, robots recolectores de espárrago blanco, ganadería. y robots de desinfección y prevención de epidemias en gallineros, y combinaciones de granos con ruedas, diseño y aplicación de cosechadoras, sistema estándar de equipos de maquinaria agrícola inteligente de China, hardware de controlador de vehículos de navegación automática para huertos híbridos, etc. Para su lectura y referencia.
Tema: Robots agrícolas y equipos inteligentes
Tema: Robots agrícolas y equipos inteligentes
Chen Xuegeng, Wen Haojun, Zhang, Pan Fochu, Zhao Yan. El estado de desarrollo y la dirección de la integración de la maquinaria agrícola y la tecnología de la información [J]. Agricultura inteligente (chino e inglés), 2020, 2(4): 1-16.
Chen Xuegeng, Wen Haojun, Zhang, Pan Fochu. Avances de la investigación sobre la integración de maquinaria agrícola y tecnología de detección [J]. Agricultura inteligente, 2020, 2(4): 1-16.
Con el fin de aclarar el estado actual del desarrollo integrado de maquinaria agrícola y tecnología de la información en el país y en el extranjero, encontrar direcciones clave de desarrollo y promover vigorosamente el desarrollo inteligente de la maquinaria agrícola en mi país, este artículo primero analiza el estado actual del desarrollo integrado de maquinaria agrícola y tecnologías de la información en el exterior, y resume sus cinco características. Luego se señaló que, si bien el desarrollo de la mecanización agrícola de mi país ha logrado resultados notables, todavía existen desequilibrios regionales y estructurales en el desarrollo integrado de la informatización de la maquinaria agrícola, un escaso reconocimiento de la informatización de la maquinaria agrícola por parte de las empresas y los agricultores, una investigación básica y una tecnología clave débiles. investigación y operaciones de maquinaria agrícola. Problemas como el bajo nivel de gestión del sistema de información y la falta de estándares unificados. Finalmente, se propone la dirección de desarrollo de la integración de maquinaria agrícola y tecnología de la información en mi país, incluida la promoción del desarrollo de tecnología de detección inteligente y la investigación de tecnología de navegación, la promoción de la inteligencia de maquinaria y equipos agrícolas y la construcción de un sistema operativo inteligente para maquinaria agrícola. y promover la investigación sobre tecnología de operación de maquinaria agrícola autónoma y operaciones no tripuladas, fortalecer la formulación de estándares de tecnología de la información de maquinaria agrícola y el cultivo de talentos integrales. La integración de maquinaria agrícola y tecnología de la información es una tendencia inevitable en el desarrollo de maquinaria agrícola moderna en nuestro país. El uso de la tecnología de la información para promover el desarrollo de maquinaria agrícola puede maximizar el papel rector de la tecnología de la información y mejorar la eficiencia de la producción agrícola, lo cual es de gran importancia para promover el desarrollo eficiente y de alta calidad de la maquinaria agrícola en nuestro país.
Lectura de HowNet
Wu Kangqiao, Fan, Gong Liang y Zhou Qiang. Estado de la investigación y tendencias de desarrollo de la tecnología de diseño y control de sistemas robóticos de recolección de frutas y verduras [J]. Agricultura inteligente (chino e inglés), 2020, 2(4): 17-40.
, Fan, Gong Liang,, Zhou Qiang,. Estado de la investigación y dirección de desarrollo de la tecnología de diseño y control de sistemas robóticos de recolección de frutas y verduras [J]. Agricultura inteligente, 2020, 2(4): 17-40.
La recolección de frutas y verduras frescas es un eslabón de producción difícil de mecanizar. La recolección de alta eficiencia y bajas pérdidas también es un problema difícil en el campo de la investigación y el desarrollo de robots agrícolas. Casi no hay producción ni aplicación de equipos automatizados de recolección de frutas y verduras en el mercado. En respuesta a la demanda de recolección de frutas y verduras frescas, con el fin de resolver los problemas de la recolección manual que requiere mucho tiempo, mano de obra, baja eficiencia y baja automatización, académicos nacionales y extranjeros han diseñado una serie de equipos de recolección automática en los últimos 30 años, promoviendo el desarrollo de la tecnología de robots agrícolas. Al desarrollar equipos de recolección de frutas y verduras frescas, primero se deben determinar los objetos y las escenas de recolección. Según la posición de crecimiento, la forma y el peso de los cultivos, la complejidad del escenario y el grado requerido de automatización, debemos aclarar los requisitos de diseño de los robots agrícolas mediante la estimación de la complejidad, el análisis de las características mecánicas y el modelado de actitud. En segundo lugar, como actuador central de toda la acción de recolección, el diseño del efector final del robot de recolección es particularmente importante. Este artículo clasifica la estructura del efector final del robot recolector, resume el proceso de diseño y los métodos del efector final, explica los métodos de conducción comunes y los esquemas de corte del efector final y resume el mecanismo de recolección de fruta. En tercer lugar, se resumen el esquema de control general, el método de identificación y posicionamiento, el método para evitar obstáculos y el esquema de control adaptativo, el método de clasificación de calidad, la interacción persona-computadora y el esquema de colaboración entre múltiples máquinas del robot de recolección.
Para evaluar el rendimiento del robot de recolección en su conjunto, este documento también propone la eficiencia de recolección promedio, la eficiencia de recolección a largo plazo, la calidad de recolección, la tasa de daño y la tasa de fuga. Finalmente, se analizó la tendencia general de desarrollo de la maquinaria de recolección automática y se señaló que el sistema manual robótico de recolección se desarrollará en la dirección de escenas de destino de recolección universales, formas estructurales diversificadas, automatización total, inteligencia y agrupación.
Lectura CNKI
Wang Chunlei, He Jin, Wang Qingjie, Lu, Chen Liping. Estado actual y perspectivas de la aplicación de la tecnología de navegación automática y de medición y control en la labranza de conservación [J]. Agricultura inteligente (chino e inglés), 2020, 2(4): 41-55.
,, He Jin, Wang Qingjie, Lu,. Estado actual y perspectivas de la aplicación de la tecnología de navegación y medición automática en la labranza de conservación [J]. Agricultura inteligente, 2020, 2(4): 41-55.
Alcanzar la inteligencia es una forma importante de mejorar la calidad de trabajo y la eficiencia de la maquinaria agrícola de protección. Como parte importante de la tecnología inteligente, la aplicación de la navegación automática y la tecnología de medición y control en la agricultura de conservación se ha desarrollado rápidamente en los últimos años. Este artículo explica primero el estado actual de la aplicación de la tecnología de navegación automática en la agricultura de conservación a partir de tres tecnologías de navegación automática: contacto, visión artificial y GNSS. Se presentó en detalle la tendencia de desarrollo de la tecnología de monitoreo de parámetros operativos, incluida la tecnología de detección rápida de la cobertura de paja superficial, la tecnología de monitoreo de parámetros de siembra de sembradoras sin labranza y la tecnología de monitoreo del área operativa de maquinaria de labranza protectora. Luego se elaboró el estado de desarrollo de la tecnología de control de operación del equipo de labranza protectora, centrándose en la tecnología de control de compensación de siembra perdida de la sembradora sin labranza y la tecnología de control de profundidad de operación. Finalmente, sobre la base de resumir la aplicación de las tecnologías de navegación automática y de medición y control existentes en la labranza de conservación, se prospectan las futuras direcciones de investigación de la tecnología de navegación automática, la tecnología de monitoreo de parámetros de operación y la tecnología de control de operación para equipos de labranza protectora.
Lectura CNKI
Zhou Hang, Zhang Shunlu, Zhai Yihao, Wang Song, Zhang Chunlong, Zhang Junxiong y Li Wei. Método de servocontrol visual y experimento de roscado de un robot de roscado de caucho natural [J]. Agricultura inteligente (chino e inglés), 2020, 2(4): 56-64.
Zhou Hang, Zhang Shunlu, Zhai Yihao, Wang Song, Zhang Chunlong, Zhang Junxiong y Li Wei. Método de servocontrol visual y experimento de roscado de un robot de roscado de caucho natural [J]. Agricultura inteligente, 2020, 2(4): 56-64.
La extracción de caucho automatizada no solo puede liberar a los trabajadores del caucho del trabajo manual pesado y los entornos laborales hostiles, sino que también puede reducir su dependencia de la tecnología de los trabajadores del caucho y mejorar en gran medida la eficiencia de la producción. Lograr la adquisición autónoma de información operativa para robots de roscado y el servocontrol de las posiciones de roscado en un entorno no estructurado es una tecnología clave para los robots de roscado. En vista de las dificultades técnicas, como el entorno de trabajo complejo y cambiante, la información de operación interactiva y superpuesta, las características de fondo del objetivo similares y los requisitos de precisión de operación de nivel submilimétrico, este estudio utiliza árboles de caucho en bosques de caucho artificiales como objetos de extracción para desarrollar una extracción de caucho. robot Al establecer una trayectoria de golpeteo de caucho, el modelo matemático espacial se utiliza para planificar la trayectoria de movimiento del robot para acercarse y alejarse rápidamente del espacio de trabajo. Los parámetros estructurales del tronco y las líneas secantes se obtuvieron mediante tecnología de visión estéreo binocular, y se desarrolló un prototipo modular del robot perforador de caucho integrando cinemática del robot, tecnología de visión artificial y tecnología de control de retroalimentación multisensor. El robot extractor de caucho consta principalmente de una plataforma móvil de robot orbital, un manipulador de múltiples articulaciones, un sistema de visión estéreo binocular y un efector final. Los resultados de la prueba de extracción del bosque de caucho natural de Hainan muestran que cuando un robot de extracción golpea la corteza de caucho con un espesor de 1 mm, el error de consumo de piel es de aproximadamente 0,28 mm y el error de profundidad de extracción es de aproximadamente 0,49 mm. Esta investigación puede proporcionar información técnica. Referencia para explorar operaciones de extracción automatizadas de árboles de caucho natural.
Lectura CNKI
Li Yang, Zhang Ping, Jin Yuan y Liu Xuemei. Método de optimización de la ruta de recolección y posicionamiento visual del robot recolector de espárragos blancos [J]. Agricultura inteligente (chino e inglés), 2020, 2(4): 65-78.
Li Yang, Zhang Ping, Jin Yuan, Liu Xuemei. Posicionamiento visual y optimización de la ruta de recolección del robot recolector de espárragos blancos [J]. Agricultura inteligente, 2020, 2(4): 65-78.
Resumen: Actualmente se reconoce que la recolección selectiva basada en el estado desenterrado de los brotes de bambú es la mejor forma de cosechar espárragos blancos.
Para resolver el problema de que la textura y el color de las puntas de los brotes de bambú son similares a la superficie de las crestas del campo durante el reconocimiento por visión artificial, este estudio propone un método de detección de región de interés de escala variable que combina la transformación de la gama de imágenes, el promedio de histogramas y la morfología. y el filtrado de textura se utiliza para estudiar métodos de identificación y posicionamiento preciso de las puntas de los brotes de bambú. Sobre la base de localizar las coordenadas de múltiples puntas de yemas, se propuso un método de optimización para múltiples rutas de recolección de puntas de yemas, que resolvió el problema de la baja eficiencia de recolección causada por rutas de recolección irrazonables. En primer lugar, las imágenes del área de recolección se recopilan en tiempo real a través del sistema de visión del robot y se realiza un filtrado gaussiano RGB de tres canales. Utilice la transformación de gama de colores HSV y realice un promedio de histograma. Sobre esta base, se agruparon las características de los brotes de bambú y el suelo, y se estudió un método de detección de ROI de escala variable basado en el grado de brotes de bambú. Analice estadísticamente la forma de los brotes de bambú y la textura de los brotes de bambú y el suelo en las imágenes recopiladas, y establezca el umbral de redondez de los brotes de bambú. Determine la posición de los brotes de bambú con referencia a los parámetros de las características de la textura, calcule el centro geométrico de los brotes de bambú y obtenga las coordenadas centrales del contorno de los brotes de bambú. En segundo lugar, para lograr una recolección eficiente de espárragos blancos, se diseñó un algoritmo de optimización de la ruta de recolección basado en el recorrido de múltiples árboles basado en la distribución de posición de los puntos de múltiples objetivos y los puntos de cabeza para obtener la ruta de recolección óptima de los brotes de bambú de múltiples objetivos. . Finalmente, se construyó una plataforma experimental de robot recolector para realizar pruebas de verificación sobre el posicionamiento y recolección de las puntas de los brotes de bambú. Los resultados muestran que la tasa de reconocimiento de espárragos blancos por el sistema de visión puede alcanzar 98,04, y los errores máximos de posicionamiento de las coordenadas centrales del contorno de la punta de los espárragos en las direcciones X e Y son 0,879 mm y 0,882 mm respectivamente. En diferentes condiciones, la distancia de movimiento del efector final se puede ahorrar en un promedio de 43,89, la tasa de éxito de posicionamiento del efector final puede alcanzar 65.438.000 y la tasa de recuperación de los espárragos blancos puede alcanzar 88,00 en un entorno de laboratorio.
Lectura CNKI
Feng Qingchun, Wang Xiu, Qiu Quan, Zhang Chunfeng, Li Bin, Xu Ruifeng, Chen Liping. Diseño y experimento de un robot de prevención y desinfección de epidemias para galpones ganaderos y avícolas [J]. Agricultura inteligente (chino e inglés), 2020, 2(4): 79-88.
Feng, Qiu Quan, Xu Ruifeng. Diseño y prueba de robot de desinfección de galpones ganaderos y avícolas [J]. Agricultura inteligente, 2020, 2(4): 79-88.
En vista de los problemas de alta intensidad de mano de obra y poca seguridad en la prevención y desinfección de epidemias de ganado y aves de corral, se diseñó un sistema robótico de prevención y desinfección de epidemias para realizar el funcionamiento inteligente del aerosol de prevención y desinfección de epidemias. en galpones ganaderos y avícolas. El sistema robótico consta de cuatro partes: una plataforma móvil, un componente de pulverización antiepidémica, un sensor de monitoreo ambiental y un controlador. Admite dos modos de trabajo: operación completamente automática y operación por control remoto. Con el objetivo de abordar las condiciones de trabajo con poca luz y poco estrés en los gallineros y ganado, se propone un método de detección de rutas de navegación que combina "etiquetas magnéticas e identificación por radiofrecuencia" para realizar un movimiento autónomo entre jaulas de cría en gallineros y gallineros. Se diseña una boquilla de líquido asistida por aire, que puede lograr la atomización y difusión del líquido desinfectante al mismo tiempo. A través de la simulación de la mecánica de fluidos del campo de viento en la cavidad de la boquilla, se optimizaron los parámetros estructurales de la guía de gas de la boquilla y los componentes de atomización líquida, y se determinó que los ángulos de inclinación de la almohadilla guía cónica y la rejilla de atomización eran 75° y 90° respectivamente. . Finalmente, se probaron la navegación del robot y el rendimiento de pulverización en el gallinero. Los resultados experimentales muestran que la plataforma móvil del robot puede cumplir con la navegación de línea automática dentro del rango de velocidad de 0,1 ~ 0,5 m/s, y la desviación máxima entre su trayectoria real y la marca del clavo magnético es de 50,8 mm; la boquilla neumática es adecuada para inyección; caudales de 200 ~ 400 ml/min de medicamento líquido. El diámetro de las gotas (DV.9) es de 51,82 a 137,23 micrones y la densidad de deposición de las gotas es de 116 a 149/cm2. El robot de desinfección y prevención de epidemias en gallineros y ganado puede realizar la desinfección y la pulverización inteligente de solución inmune en el criadero.
Lectura CNKI
Ding Youchun, Wang, Peng Jingye, Xia Zhongzhou. Diseño y experimento de un sistema de navegación visual para cosechadora de granos con ruedas [J]. Agricultura inteligente (chino e inglés), 2020, 2(4): 89-102.
Ding Youchun, Wang, Peng, Xia Zhongzhou. Sistema de navegación visual para cosechadora de cereales con ruedas [J]. Agricultura inteligente, 2020, 2(4): 89-102.
Para mejorar la calidad y la eficiencia de la cosecha de la cosechadora, se construyó un sistema de control de navegación visual para una cosechadora de granos con ruedas y se diseñó un algoritmo de detección de línea límite de cosecha de grano usando OpenCV para identificar la Área de cosecha del campo de arroz y áreas no utilizadas. Los límites del área de cosecha. Después del preprocesamiento, la segmentación del borde secundario y la detección de línea recta, se obtiene la ruta objetivo de avance de la cosechadora y se realiza una calibración dinámica de campo basada en la información de posición relativa de la ruta de visión delantera para obtener el estado de cosecha completo de la cosechadora. Se propone un método de control de seguimiento de trayectoria lineal basado en el punto de vista frontal. El control previo al enderezamiento mantiene el ancho de corte completo y evita pérdidas de cultivos. El valor de desviación de posición relativa y el ángulo del volante en tiempo real se utilizan como entradas al controlador de navegación visual, y el voltaje de control del volante se emite en consecuencia de acuerdo con la estrategia de corrección. Los resultados de las pruebas en arrozales muestran que el sistema de navegación logra una adquisición confiable de la posición relativa y la actitud de la cosechadora de ruedas en el campo y una implementación estable del control de seguimiento de trayectoria lineal objetivo. Cuando la iluminación del campo cumple con las condiciones de trabajo normales del ojo humano, la precisión de detección del algoritmo de reconocimiento de límites de cosecha no es inferior a 96,28 y el tiempo de detección de un solo cuadro es inferior a 50 m s, siempre que no se pierda ningún corte; la tasa de corte promedio de navegación visual es 94,16 y a medida que aumenta el número de subprocesos, mejora la consistencia del corte. Esta investigación puede proporcionar soporte técnico para la navegación automática de cosechadoras para operaciones de corte completas.
Lectura HowNet
[8], editado por Liang Xuexiu, Mei y Lu. Sugerencias sobre la construcción y desarrollo del sistema estándar de equipos de maquinaria agrícola inteligente de mi país [J]. Agricultura inteligente (chino e inglés), 2020, 2(4): 116-123.
, Xuexiu Liang, Anjun Mei y Procedimiento Lu. Construcción del marco del sistema estándar de maquinaria agrícola inteligente de China [J]. Agricultura inteligente, 2020, 2(4): 116-123.
En vista de la falta de una guía sistemática de sistemas estándar para la estandarización de equipos de maquinaria agrícola inteligente en mi país, este estudio construyó un marco de sistema estándar para equipos de maquinaria agrícola inteligente en mi país. Primero, se analizó el estado actual y los problemas existentes de estandarización de equipos de maquinaria agrícola inteligente en mi país desde los aspectos del sistema estándar, los estándares específicos y el nivel de internacionalización. Basado en los objetivos y principios de la construcción de un marco de sistema estándar para equipos de maquinaria agrícola inteligente, las dimensiones del marco del sistema estándar, como nivel, fuerza vinculante, universalidad, naturaleza, objetos, categorías estándar, modelos de referencia, clasificaciones industriales y vínculos industriales. están resumidos. Luego, la estructura tridimensional del sistema estándar de equipos de maquinaria agrícola inteligente de China se construyó utilizando niveles, categorías y vínculos industriales, y se descompuso en una capa básica, una capa general y una capa de campo de aplicación. Finalmente, se presentan sugerencias para la investigación y compilación de estándares de equipos de maquinaria agrícola inteligente de mi país. Esta investigación puede proporcionar una guía sistemática para la formulación, revisión, implementación y servicio de los estándares de equipos de maquinaria agrícola inteligente de mi país y liderar el rápido desarrollo de la industria de equipos de maquinaria agrícola inteligente de mi país.
Lectura de HowNet
Wu, Wu Kangqiao, Li, Gan Ling, Gong Liang,. Diseño y aplicación de una plataforma de simulación semifísica para el controlador de un vehículo híbrido de navegación automática de huerto [J]. Agricultura inteligente (chino e inglés), 2020, 2(4): 149-164.
Wu, Li, Gan Ling, Gong Liang,. Diseño y aplicación de plataforma de simulación semifísica para controlador AGV en huerto mixto [J]. Agricultura inteligente, 2020, 2(4): 149-164.
El huerto tiene un área grande, terreno complejo, muchas zanjas, malezas cubiertas de maleza, alta humedad del suelo y tierra suelta, lo que plantea estándares y requisitos más altos para el diseño de la estructura mecánica, el sistema de control y el sistema de control del AGV. sistema de potencia energética. Los vehículos AGV híbridos pueden satisfacer las necesidades de desplazamientos de larga distancia en huertos. Con el fin de explorar algoritmos adecuados y estrategias de gestión de energía para sistemas de control híbridos de AGV, reducir los costos de mano de obra, recursos materiales y tiempo causados por las iteraciones de verificación del diseño del controlador durante el proceso de diseño, así como las necesidades diversificadas provocadas por el complejo terreno del huerto, de acuerdo con las características del área amplia del huerto, este estudio elige un sistema de energía híbrido en serie para construir el modelo de sistema de energía AGV.
Además, en vista de las características del AGV de huerto que necesita adaptarse a una amplia gama de terrenos, se adopta una estructura de modelo de vehículo sobre orugas, se utiliza tecnología de simulación hardware-in-the-loop y se utiliza una Raspberry Pi como sistema de control para llevar un algoritmo de control, y el software Matlab y RecurDyn se utilizan para establecer un sistema de energía, accionamiento de motor, etc. El modelo de simulación en tiempo real del sistema, incluido el modelo de parte móvil del vehículo sobre orugas y el modelo de superficie de la carretera, finalmente realiza la función de simulación de hardware en el bucle del controlador AGV híbrido en serie. Los resultados de la simulación basados en el diferencial integral proporcional (PID) en cascada y los algoritmos de control del controlador difuso muestran que el algoritmo de control del controlador difuso puede reducir el costo de tiempo causado por el ajuste de parámetros y la velocidad de respuesta se acelera en un 50% cuando el ángulo de dirección es pequeño. y la velocidad de respuesta es del 50% cuando el ángulo de dirección es grande. El controlador PID en cascada produce un sobrepaso de 10, mientras que el controlador difuso no tiene sobrepaso y la dirección es más suave. Los resultados muestran que la plataforma de simulación hardware-in-the-loop se puede utilizar de manera efectiva en el desarrollo de controladores AGV para huertos, evitando pruebas físicas de control, acelerando el proceso de desarrollo de vehículos de navegación automática para huertos y reduciendo costos.
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