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基于视觉识别与路径规划的全地形田间运输平台

作品简介:

农产品田间人工运输存在的效率低、成本高,现有的运输装备存在智能化程度低、适应性差等问题。为此本团队创制了一款兼具高效率、低成本、全程自主化、高适应性的全地形田间智能运输平台。该平台采用双平行连杆机构实现底盘离地间隙调节,电机联轴器机构实现轮距调节;通过支腿立柱式设计,实现后轮独立驱动、前轮独立转向。通过摄像头收集数据传输到直流减速电机与电动推杆,实现平台轴距、离地间隙随地形变化自适应调节并通过陀螺仪实现平台调平效果。通过安装在运输平台上的高清摄像头收集田间环境信息,利用YOLOV5对障碍物以及地形特征进行识别,运用OpenCV-Canny进行边缘检测计算出路线中心线,实现运输平台在最短的时间内以最低能耗完成路径的行驶。平台还可以通过GPS定位模块实现对于路径的规划与识别。

主要创新点:

底盘高度可调:支腿可利用双平行连杆机构并根据陀螺仪传回的数据独立分析通过电动推杆独立调节底盘间隙。 轮距独立调整:采用电机联轴器机构实现轮距对称调整。 平台自适应调节:集成摄像头、超声波测距、陀螺仪等传感器,实现运输平台姿态自主调节。 自主避障与跟随:运输平台可根据双目摄像头与超声波传感器的集成达到对于人物的跟随与边缘检测的效果。 路径规划:根据GPS定位模块与编码器电机能够实现平台的路径自主回归与路径规划。

技术关键和主要技术指标:

基于双目摄像头、超声波测距的人物跟随与避障技术 基于两侧超声波测距模块和双目摄像头,采集四周转轮高度、车身姿态,周围田间环境等特征信息,利用YOLOV5实现对于人物的识别并能够在复杂的田间环境中实现快速避障的效果。OpenCV-Canny进行边缘检测与线性拟合实现对于路径中的避障效果。 基于陀螺仪的底盘姿态矫正技术 集成开发自适应底盘系统包括轮距可调,离地间隙可调,研究不同路况下的车身姿态调整。 基于GPS模块与编码器电机的路径规划技术 通过GPS定位模块得到平台的当前位置,并返回设定的起始点,编码器电机可以储存之前所走的路径,通过反向输出编码器中储存的编码数据进行路径返回并通过GPS定位模块实现回到跟随人物身边的技术效果。

推广应用价值:

经济效益:本平台相比于传统的农机设备成本更低;同时本平台在设计方面实现的全程自动化控制,使运输过程中所要消耗的人力资源成本显著降低;平台替代人力运输能够避免大部分因运输延误、错误等造成的农产品损失,间接降低了生产成本。 社会效益:凭借视觉识别技术高效规划运输路线,可快速、准确地完成农产品、农资等的运输任务,有效提升农业生产的整体效率;极大地改善了农民的田间运输条件。

作品视频:


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