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[期刊] 华中农业大学学报(自然科学版)
[作者]
胡子谦 王登辉 胡瑞 董万静 丁幼春
为了解决轮式联合收获机在水稻收获作业中操作繁琐及作业质量和效率低的问题，通过采集熟练驾驶员驾驶时收获机位姿信息和驾驶员操作信息，运用神经网络构建了拟人驾驶模型并设计了一种基于拟人驾驶模型的联合收获机导航控制器。根据收获作业需求设计了一种田间套行作业路径规划方法，在保证转弯精度的同时，较好的完成收获作业；与传统PID和常规纯追踪模型相比，拟人驾驶模型控制收敛速度快0.42 s、超调减小0.04 m，具有收敛速度快、超调小等特点。路面直角路线转向试验结果表明，当联合收获机行驶速度分别为0.62、0.82、1.02 m/s时，转弯后超调量不大于0.039 m，在不同行驶速度下仍具有较高的鲁棒性。田间试验结果表明，联合收获机在水稻田中以0.6、0.8、1.0 m/s的速度前进时，直角转向导航跟踪转向后超调量分别不大于0.082、0.086、0.092 m，直线跟踪部分平均绝对偏差分别不大于0.031、0.032、0.034 m。试验结果表明，所设计的拟人驾驶模型导航控制器，能较好的完成水稻收获作业自动导航，为水稻生产无人收获提供技术支撑。
[期刊] 工业工程
[作者]
祝荣欣
为探究联合收获机驾驶人驾驶过程中腰部肌肉变化的生理信息,采用对照方法研究了联合收获机驾驶人腰部肌肉疲劳的演化过程。分别采集了120 min收获驾驶和静坐过程中10名联合收获机驾驶人腰部左右竖脊肌的表面肌电信号,探究不同组别腰部左右竖脊肌表面肌电信号的iEMG (integrated electromyogram)、RMS (root mean square)、MPF、MF和样本熵随驾驶时间的变化规律,探讨各特征参数表征腰部疲劳的效度。结果表明:120 min联合收获机收获驾驶操作后腰部左右竖脊肌产生疲劳;对照组腰部左右竖脊肌表面肌电信号的时域、频域和非线性指标在任务前后无显著差异(P>0.05),实验组腰部左右竖脊肌表面肌电信号的iEMG和RMS随驾驶时间显著上升(P<0.05),而MPF、MF和样本熵显著下降(P<0.05);与线性指标相比,样本熵的变异系数最小,能够较好地表征腰部疲劳的生理信息,稳定性较好。
[期刊] 工业工程与管理
[作者]
祝荣欣
为探究联合收获机驾驶员颈部肌肉疲劳的演化过程，实现颈部肌肉疲劳的客观检测与度量，基于表面肌电信号对联合收获机驾驶员颈部肌肉疲劳的识别问题进行研究。采集了120 min收获驾驶中10名联合收获机驾驶员颈部左右中斜角肌的表面肌电信号，探究颈部中斜角肌表面肌电信号的iEMG、RMS、MPF、MF和样本熵随驾驶时间的变化规律，基于支持向量机构建了联合收获机驾驶员颈部疲劳状态识别模型。结果表明：iEMG和RMS在驾驶任务后显著上升（P＜0.05），而MPF、MF和样本熵在驾驶任务后显著下降（P＜0.05）；通过联合时频分析方法研究发现，联合收获机驾驶员在120min收获驾驶任务后颈部中斜角肌产生疲劳，右侧肌肉产生的疲劳程度更高；联合收获机驾驶员颈部疲劳状态识别模型的识别正确率为89.91%，识别模型性能良好，可有效识别联合收获机驾驶员的颈部肌肉疲劳状态。
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
吉辉利 王熙
针对农机卫星导航自动驾驶作业精度没有统一和规范的评估指标及评估方法的问题,利用高精度RTKGPS接收机,采用单点静态定位的测量方法,以农机卫星导航自动驾驶的起垄作业为测试对象,采集4块起垄作业地块的试验数据进行分析,并提出以垄向直线度和垄间平行度作为评估指标,对农机卫星导航自动驾驶作业精度的评估方法进行研究。结果表明:1)垄向直线度的最小值和最大值分别为2.70和4.59cm,最小和最大均方根分别为3.36和5.55cm;2)垄间平行度的最小值和最大值分别为5.16和16.88cm,最小和最大均方根6.7
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
迟德霞 任文涛 由佳翰 王洋 李萍
为了实现水稻插秧机部分或完全自主行走，需要设计合适的导航控制器代替驾驶员分析插秧机与预定义路径的位姿信息后，决策出转向方向和角度控制插秧机按照预定义路径行走。采用基于驾驶员模拟技术，设计了以航向偏差和横向位置偏差作为输入变量，插秧机转向轮期望转角作为输出变量，总结并模拟驾驶员驾驶经验采用模糊控制算法制定模糊规则，构建二维模糊导航控制器；在ＭＡＴＬＡＢ／ＳｉＭｕＬｉｎｋ下使用简化的二轮车运动学模型进行路径追踪斜坡响应和阶跃响应仿真研究，分析该二维模糊导航控制器控制水稻插秧机追踪预定义路径能力。仿真结果表明水稻插秧机路径追踪斜坡响应最大误差为１．２３Ｍ，追踪距离为３．４５Ｍ，稳态误差为０．４１Ｍ；．．．
关键词：
视觉导航 路径追踪 模糊控制器 插秧机
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
陈文良 宋正河 毛恩荣
介绍了一种用于拖拉机自动驾驶的电控液压动力转向系统。该系统由转向电子控制单元(ECU)、全 液压转向器、步进电机、步进电机驱动器、角位移传感器等组成。它能够根据上位机(自动驾驶控制计算机)下达 的转向指令控制转向执行机构实现准确的转向功能。电控液压转向系统具有转向力矩大,控制精度高,响应速 度快,节省能量等优点,可以作为自动／辅助驾驶车辆的转向执行机构。
[期刊] 南京农业大学学报
[作者]
陈浩 卢伟 赵贤林 王玲 章永年 何小杭
［目的］针对目前四轮农用拖拉机换挡器的特殊结构，设计了新颖的拖拉机驾驶机器人换挡机械手，将拖拉机换挡操纵杆的三维球面运动转化为直角坐标中的二维直线运动，机械手可以沿Ｘ、Ｙ ２个方向的运动来实现选、换挡。［方法］拖拉机换挡操纵杆在Ｘ方向的换挡阻力很小，且选挡位置固定，因此在Ｘ方向采用传统的位置控制；由于拖拉机换挡操纵杆在Ｙ方向换挡时，位置重复性差，换挡过程中的力存在时变、非线性等特征，难以通过位置控制进行纵向换挡，因此，构建基于力反馈的拖拉机驾驶机器人换挡机械手模糊ＰＩＤ自适应控制系统，并通过力信号的小波入位检测判断换挡手柄是否成功入位。［结果］仿真结果及在国产ＪＩＮＭＡ（金马）３００Ｅ型拖拉机．．．
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
孙义刚 余群
提出了一种新的驾驶员前视策略——“前视轨线”假设，并给出了前规轨线可能的多项式描述方程。在此基础上，建立了驾驶员“前机轨线曲率”控制模型。仿真结果表明，这一驾驶员模型具有很高的轨道跟随精度和较强的鲁棒性。
关键词：
人-车系统 操纵 前视
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
魏明 曹正清 龚家伟
为了解决以往汽车驾驶训练模拟器视景系统图像单一、运动不连续、真实沉浸感不强等问题 ,采用先进的视景仿真软件———OpenGVSSDK和MultiGenCreator,并结合面向对象技术设计与开发了汽车驾驶训练模拟器视景系统。该视景系统包括地形地貌模型模块、2D物体模型模块、3D物体模型模块等。技术方面 ,在单通道图形显示技术的基础上实现了多通道图形显示技术 ,使得所建立的视景系统既有丰富的场景 ,又能很好的满足虚拟环境真实沉浸感要求。测试结果表明 ,所建立的汽车驾驶训练模拟器视景系统能够满足汽车驾驶培训的要求。
关键词：
视景系统 建模 通道 虚拟环境
[期刊] 农业现代化研究
[作者]
杨少华 李娟 于艳 尹西科 程世田
为了解决现有的谷物测产方法无法直接应用于花生收获过程中的实时测产,以及国外的测产装置无法直接应用于国内的花生收获机械的问题,研发了一种安装于我国自主研制的4HBL-2型系列花生联合收获机的花生收获实时测产控制系统,提出了一种新的测产机械结构,并进行了测产系统的软、硬件开发。该系统能够实现花生产量的自动测量、测产信息的存储、GPS定位和远程信息管理等功能。所研发的测产系统具有体积小、安装方便,抗干扰性强的特点。可直接安装于我国自主研制的4HBL-2型系列花生联合收获机上进行花生的实时测产,也可经改造后安装用于其它的花生联合收获机上。
[期刊] 电子科技大学学报(社科版)
[作者]
吴祥佑
基于UBI车险被保险人的驾驶行为数据,构建了分析索赔次数影响因素的有序分类logistic模型,实证结果表明,高速行驶、急加速、违章次数和行驶里程数对出险索赔有显著的正向影响;急刹车和急转弯对出险索赔次数存在不显著的影响,其中急刹车将降低而急转弯则将提高出险次数。基于logistic模型所预测的被保险人在各索赔水平上的概率分布,可获得消除了运气扰动的期望索赔次数,以具体被保险人的期望索赔次数与全体被保险人平均索赔次数的比值为权重,可对车险实施较现行NCD定价更优的基于驾驶行为的定价。
[期刊] 华中农业大学学报(自然科学版)
[作者]
王伟康 罗承铭 张国忠 付建伟 董昭 季超 赵状状
针对人工操作履带式收获机进行再生稻头季收获碾压率高、对行稳定性差，以及现有电动履带式机械大田作业精度低等问题，设计一套双电机履带式底盘自动导航系统并进行了试验验证。以自主设计的用于水稻收获的双电机履带式底盘为基础，基于田间滑移模型推导了底盘转向半径与两侧驱动电机转速关系，并设计了自动导航模糊控制器。采用双天线RTK-GNSS获取双电机履带式底盘的实时位置和航向角信息，由自动导航系统的横向模糊纠偏控制器和两侧电机转速PID控制器实时控制两侧电机转速，实现作业路径自动跟踪。路面试验结果显示：双电机履带式底盘水稻收获机行驶速度为0.6、1.0 m/s时，自动导航系统的平均横向偏差分别为0.015、0.021 m。田间试验显示：双电机履带式底盘水稻收获机行驶速度为0.6 m/s时，自动导航系统的平均横向偏差为0.050 m。研究结果表明，相较于使用电控液压转向改装的导航系统，本导航系统控制量精准、响应速度快，跟踪误差小，可用于再生稻头季机收对行作业以降低碾压率。
[期刊] 工业工程与管理
[作者]
黄雨昂 李瑞贤 李勇祥
基于驾驶数据，驾驶行为分析方法能够获得隐藏的驾驶行为信息，进而实现驾驶风格识别等应用。随着传感器技术的发展，先进驾驶辅助系统需分析的驾驶数据的规模和维度不断增加，这提升了驾驶行为分析结果的有效性和普适性，但也给数据分析工作带来了挑战。因此，准确高效的驾驶行为分析方法对于先进驾驶辅助系统的作用越发重要。针对大规模、高维驾驶数据集，提出了一种基于“序贯稀疏自编码器”与高斯混合模型的驾驶行为分析方法。首先，为了有效提取驾驶数据的低维特征，该方法改进了稀疏自编码器在预训练阶段的损失函数，降低了模型参数易落到局部最优的风险。然后，该方法基于线性映射将提取到的驾驶特征映射到颜色空间，实现了驾驶行为的可视化。最后，该方法使用高斯混合模型对提取到的驾驶特征进行聚类，实现了驾驶风格识别。基于真实驾驶数据的验证结果表明，所提算法可以提取到比传统算法更有区分度的驾驶特征，并在轮廓系数等性能指标下都取得了更好的驾驶风格识别效果。
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
丁幼春 杨军强 舒彩霞 何志博 彭靖叶 夏中州 周雅文
针对基于视觉的油菜直播机组自动对厢作业控制,本研究提出了结合模糊控制和带死区的PD控制的组合控制器,其中模糊控制器作为对厢作业路径跟踪控制器,带死区的PD控制器作为直播机组转向控制器。根据直播机组运动模型和相机成像模型,分析了图像路径参数跟随直播机组运动的变化规律,并设计模糊控制器的控制规则。同时,在图像中将直播机组与目标厢沟相对位置没有偏差时的图像路径标定出来作为图像目标路径,据此以图像实时检测路径与图像目标路径的角度偏差和截距偏差设计为模糊控制器输入,前轮目标转角为模糊控制器输出。对直播机组前轮转向控
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
葛源慧 仇莹 朱忠祥 毛恩荣 宋正河 王尚俊 马煜 扈伟斌 朱现学
按照人机工程学原理和车辆人机界面的设计原则,研制联合收割机驾驶室人机工程试验台。该试验台包括硬件系统和控制系统2部分,其中硬件系统由驾驶座、手操纵元件和脚操纵元件等组成,各部分几何位置可以实现自动控制调节。试验台通过控制系统匹配各元件的几何位置关系,能够模拟联合收割机驾驶室人机界面布局;根据需要,可以设计多种试验工况,并且记录试验过程和试验数据。将试验台安装在某型号联合收割机驾驶室中进行运动控制精度试验和舒适性评价试验。结果表明,试验台各元部件的运动控制误差<3%,第5、50和95百分位被试人员均可调整到舒适操作区域。该试验台可用于联合收割机驾驶室人机工程学试验研究。
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