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无人驾驶拖拉机
- 作品编号:2021C0361
- 所属领域:C6其他智能农业装备类
- 作品层次:本科生
- 所在高校:南京农业大学
- 所在院/系:人工智能学院计算机科学与技术系
- 作品所处阶段:B、中试阶段
- 作品展示形式:样机
- 制作成本估算:2.52万元
作品简介:
针对农田环境的非结构化且复杂多变,人工劳动力的急剧缺乏,以及现有的人工智能水平尚无法实现完全自主控制的农业机械驾驶机器人的特点,本作品设计的智能农业机械驾驶机器人系统,采用模块化、后装型技术来实现农业机械的低成本、快速、无损和智能化升级;自主研发了拖拉机驾驶机器人虚拟现实遥系统,本系统将人机协作,自动驾驶的概念融入到驾驶机器人控制系统当中,利用视觉传感器识别周边环境,进行特征提取,以实现避障、导航等功能。采用后装型设计农业机械,使其具备智能辅助驾驶和自动作业的功能,实现低成本后装型农机驾驶系统设计。
主要创新点:
(1) 采用模块化农业机械驾驶机器人设计,打造低成本后装型农业机械驾驶机器人,适用于不同类型机器人,实现快速无损智能化升级,提供一种低成本、后装型农业机械设计方案;
(2) 基于虚拟现实技术系统,构建“人在回路”的人机协作远程驾驶机器人系统,将人的决策与机器人自主控制相结合,以实现更加精准的控制,实现复杂环境的精准驾驶;
(3) 多传感器信息融合。将GPS、惯导、视觉、GNSS、IMU等多传感器进行信息融合,实现位置厘米级别的精确可靠定位;利用视觉传感器识别周边环境,进行特征提取,以实现避障、导航等功能实现环境的实时建图以及路径轨迹的显示。
技术关键和主要技术指标:
(1)设计了拖拉机驾驶机器人测控系统及机械系统(包括)转向机械手机械结构等,自行组装;设计了工控机采集电路,进行控制,协调控制操作,中对虚拟现实驾驶器采集信息和调试;
(2)创建基于C++和OpenGL设计具有沉浸感的人机交互机器人远程驾驶虚拟现实软件系统,增加驾驶员的沉浸感,提高远程操控性能。
(3)基于YOLO算法及其衍生版本对路面信息如车辆、行人、障碍物等实时目标识别,以及对车道线的识别并实时规划行车路径,融合GPS、惯导、视觉、GNSS、IMU等多传感器实现辅助驾驶。
推广应用价值:
针对复杂多变的农田环境,构建人在回路的虚拟现实远程驾驶智能系统,结合多传感器融合辅助驾驶,在复杂多变、高不确定性的农田作业环境,满足在农田中作业需求。此系统既可实现人机交互的远程作业驾驶,也可实现局部确定环境中的农机自动智能驾驶。从而为无人驾驶拖实际可靠的产业化应用提供一种新的技术方案,具有重要的引用推广价值
作品视频: