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基于多传感器数据融合的旋耕耕深检测系统研究
1
作者 马若飞 伟利国 +3 位作者 赵博 周利明 刘阳春 邢高勇 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期52-64,共13页
旋耕作业时通常用耕深衡量作业质量,适合的耕深能打破土壤板结、改善土壤结构,促进作物根系生长。目前耕深检测研究场景主要为旱田,检测方法主要为倾角传感器间接检测,而水田土质松软,作业过程中会出现机具下陷和姿态变化的问题。为此,... 旋耕作业时通常用耕深衡量作业质量,适合的耕深能打破土壤板结、改善土壤结构,促进作物根系生长。目前耕深检测研究场景主要为旱田,检测方法主要为倾角传感器间接检测,而水田土质松软,作业过程中会出现机具下陷和姿态变化的问题。为此,本文设计了一种适用于不同土壤环境的耕深检测系统。为检测地形起伏及机具下陷,设计一种地面仿形机构,通过耦合仿真探究其设计参数,验证可行性;为提高单传感器间接检测稳定性,使用三点悬挂倾角检测和北斗卫星系统(Beidou system,BDS)相对高程数据融合的检测方法,并建立耕深检测模型(Tillage detection model,TDM)。提出自适应迭代扩展卡尔曼算法(Adaptive iterative extended Kalman filter,AIEKF)对传感器获取数据先滤波再融合,获得更稳定、准确的耕深。在参考传统耕深测量方法的基础上,提出了RTK-BDS高程差值的测量方法获取耕深真值,并和传统方法进行了对比。仿形机构耦合仿真试验结果表明,所设计的仿形机构检测绝对误差小于0.5 cm,仿形后土槽高程最大形变量为2.89 mm。田间试验结果表明,TDM检测模型能有效反映耕深变化,AIEKF处理后数据较KF处理后数据信噪比平均提升1.41 dB,融合得到的耕深较两种单一传感器检测的耕深MAPE平均分别提高2.30%和2.07%,融合后平均MAPE为3.95%,平均RMSE为1.08 cm。提出的RTK-BDS差值真值检测法和传统检测法最大绝对误差为2.45 cm,能较好完成耕深真值检测。 展开更多
关键词 旋耕整地 运动仿真 耕深检测 RTK-BDS
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悬挂式深松机耕整地耕深检测方法研究 被引量：22
2
作者 尹彦鑫 王成 +3 位作者 孟志军 陈竞平 郭树霞 秦五昌 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期68-74,共7页
耕深作为深松作业质量的重要指标,长期以来无法实现在线评估,目前以人工抽测为主,误差大,效率低。以提高农机深松耕整地作业质量为目标,提出一种基于深松机组姿态估测的耕深检测方法及系统。首先分析了牵引拖拉机以及悬挂式深松机在作... 耕深作为深松作业质量的重要指标,长期以来无法实现在线评估,目前以人工抽测为主,误差大,效率低。以提高农机深松耕整地作业质量为目标,提出一种基于深松机组姿态估测的耕深检测方法及系统。首先分析了牵引拖拉机以及悬挂式深松机在作业过程中的运动轨迹,建立了拖拉机与深松机作业耕深检测模型。该模型通过检测安装在拖拉机后悬挂杆和悬挂式深松机上的姿态传感器输出角度,实时计算深松机耕深。为验证该检测模型的精度,设计了基于嵌入式ARM内核的耕深检测传感器和深松作业检测系统,该系统集卫星定位系统(GPS)、移动网络传输(GPRS)、数据存储(SD卡)等于一体,能实时采集深松机作业耕深、作业位置、作业速度及航向信息,数据存储在检测系统的终端设备中,并通过移动网络传送至远程数据中心做进一步融合处理,以对深松作业质量进行综合评价。将耕深检测传感器进行静态标定,耕深检测标定误差小于0.88 cm,平均误差小于0.21 cm,均方根误差小于0.66 cm。利用标定后的传感器及深松作业检测系统在田间开展多组试验,试验结果显示该系统耕深检测最大误差为1.18 cm,多组试验数据的平均误差小于0.45 cm,均方根误差小于0.64 cm,表明该系统耕深检测精度和稳定性较高。 展开更多
关键词 深松 作业质量 耕深检测
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深松作业深度检测方法研究 被引量：2
3
作者 卢祺 王安 +1 位作者 赵建国 郝建军 《农机使用与维修》 2017年第7期6-7,共2页
作为一项重要的保护性耕作技术,深松整地对于改善耕地质量、提高作物产量意义重大。深松深度是评价深松作业质量的一个重要指标。对目前常用的深松作业深度检测方法基本原理进行分析,并对其优缺点进行了对比。
关键词 保护性耕作 深松 耕深检测
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深松整地作业深度检测系统的设计
4
作者 白洪波 胡军 《南方农机》 2022年第21期46-48,共3页
针对传统深松作业质量检测方法耗时长、精度低的问题,本研究基于传感器技术设计了一种高精度、低成本的深松整地作业深度检测系统,该检测系统可依据深松机具悬挂系统的结构,结合倾角传感器、超声波传感器和深松机具运动过程中产生的几... 针对传统深松作业质量检测方法耗时长、精度低的问题,本研究基于传感器技术设计了一种高精度、低成本的深松整地作业深度检测系统,该检测系统可依据深松机具悬挂系统的结构,结合倾角传感器、超声波传感器和深松机具运动过程中产生的几何位移变化规律测量耕深距离。研究结果表明:深松机悬挂结构在作业过程中的角度及高度变化规律符合实际作业情况,基于姿态解算与卡尔曼滤波推导出的耕深测量计算公式可用于深松作业中的耕深距离测量。 展开更多
关键词 深松整地 传感器 耕深检测 姿态解算
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农机深松整地作业监测系统的设计与实现 被引量：3
5
作者 黄家怿 唐观荣 +2 位作者 冯大春 王书阳 潘明 《现代农业装备》 2017年第3期59-64,共6页
针对广东省土地深松补贴工作的有效整地深度和深松面积核查的实际需要,开发一种农机深松整地作业监测系统:采用角度传感器组,通过机械式固定解算算法,提供精确可靠的农机耕地深度数据,测量平均相对误差小于3%;利用高精度GPS,绘制农机作... 针对广东省土地深松补贴工作的有效整地深度和深松面积核查的实际需要,开发一种农机深松整地作业监测系统:采用角度传感器组,通过机械式固定解算算法,提供精确可靠的农机耕地深度数据,测量平均相对误差小于3%;利用高精度GPS,绘制农机作业轨迹,发展基于轨迹的缓冲区面积计算方法,有效识别交叠的作业轨迹和重复作业地块;搭建基于JavaEE分布式深松作业管理服务平台,实现农机耕作情况的远程监控和政府补贴资金的自动计算与核实。 展开更多
关键词 深松作业 耕深检测 角度传感器 缓冲区算法 补贴管理 服务平台
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