神经网络农业机械论文

2022-05-01

下面是小编为大家整理的《神经网络农业机械论文(精选3篇)》仅供参考,希望能够帮助到大家。摘要:由于我国人多地少的基本国情,在有限的土地资源上尽可能的提高粮食的产量和质量尤为重要。本文从农业机械自动导航系统的常用方式和农业机械自动导航的关键技术两方面进行分析。

神经网络农业机械论文 篇1:

农业机械自动导航技术研究进展

摘要:由于我国人多地少的基本国情,在有限的土地资源上尽可能的提高粮食的产量和质量尤为重要。本文从农业机械自动导航系统的常用方式和农业机械自动导航的关键技术两方面进行分析。

关键词:农业机械;自动化导航技术;研究;进展

科学技术是第一生产力,将先进的科学技术应用于农业生产中同样会收到诸多的效益,不仅可以提高农业的生产效率,还能够提高农业的作业质量,促进农村改变的巨大推动力。科学技术应用于农业生产最直接的体现为农业的机械化,不是简单的机械化升级,而是将导航定位技术精准的应用于农业机械中,令农业机械更容易操作使用,不仅是在田间耕作、播种、施肥、喷药等方面进行有效的应用,还致力于走向更加智能化的道路,追求遗漏作业、重复作业的零发生概率。

1 农业机械自动导航系统的常用方式

1.1 GPS定位系统

GPS的中文全称为全球定位系统,是一种结合卫星技术及通讯发展的技术,具有全方位、全天候、全时段、高精度的特点,能够为全球的用户提供低成本、高精度的三维位置、速度和精确定时等导航信息。在车辆定位、防盗、反劫等方面应用较多,但现在也较多的应用于农业机械上,方便田间作业和提高生产效率。

GPS定位系统应用于农业机械中,主要体现在土质检测和不定量施肥方面。在GIS地理信息系统的辅助下,农业机械有规律的行走在田间的同时不断的对土质进行科学的检测,并精确记录不同土质的具体分布位置,通过系统绘制成可以传达土壤信息的图纸,供农民作为分析土质和确定施肥量的依据。

传统的施肥方式多为人工施肥,机械施肥很难把握所施肥料的精确量,更不用谈结合土质进行不定量的施肥问题。而农业机械在综合利用GPS技术和GIS技术的情况下可以完美的避开这些难题,GPS技术还可以为机械进行农业作业确定最佳的路径,并不断的发出智能提醒,从而帮助农村地区克服人工施肥的种种弊端,大大提高作业效率,促进农村地区大规模的实行集约化、规模化的耕作方式。

1.2视觉导航

与GPS技术相比,视觉导航因为有屏幕的显示更加具有直观性,尤其是在大规模的平原耕作区,农业机械的驾驶者即便随意的改变驾车速度,依旧可以精确的捕捉农作物的细小信息。导航视觉技术于20世纪80年代开始在国外进行研究,而我国从20世纪90年代中期才开始加以重视,至今也有不少的研究收获,尤其是在精准的定位目标农作物方面。但因为视觉导航易受自然光照的影响,至今还未克服和进一步完善这项技术,要想解决之一问题还需要重点攻克图像获取和光处理这两大课题。

2 农业机械自动导航的关键技术

2.1跟踪控制技术

农业机械在田间执行农业作业任务时,一般会因考虑到农作物的诸多情况而不得不尽量放慢行驶速度,只有发挥导航技术精准的控制作用,才能时刻分析出农业机械实际的运动情况与提前制定路径的差异性,以便及时更改农业机械的运动方向。这种跟踪控制技术的应用主要靠神经网络控制和模糊控制两种技术发挥作用,具有模拟人类大脑的智能行为,可以灵活攻克未知的难题。有人将跟踪控制技术应用于农耕机动车上进行试验,得出该系统不仅具有自学的智能功能,还能够自动对现场进行整理。

2.2 环境感知技术

环境感知技术主要是利用传感器对周围的环境信息进行大量的捕捉,通过对有用信息的分析处理构建成一个可用的环境信息模型。而环境感知技术要想在农业机械方面发挥出理想的功用,必须先解决如何精确的捕捉环境信息这一难题。随着计算机技术的不断发展和突破,传感器的反应能力和传递信息的质量都有了较大的改善,所以环境感知技术在农业机械方面的应用研究也就变得更加广泛,例如,近年来除草机器人的发明问世,能够对田间的杂草信息进行一定程度的识别和反馈,经过分析处理后再对杂草进行清除。还有一种全视觉运动障碍目标检测法的发明和使用,都有力的证实了环境感知技术在农业机械中的应用要比单纯的视觉有效,不管是计算能力还是障碍检测功能的准确性,还是特征点匹配的精确度和整体检测的成功率方面。

2.3 地图构建技术

不论是视觉导航技术的应用,还是环境感知技术、GPS定位技术的应用,都离不开环境地图的提前绘制。地图的呈现方式也具有多种方式,几何地图、三维坐标展示等,栅格地图也较为常用,但主要用于局部导航。地图构建技术对于地理信息的感知应用离不开大量的计算,所以不常用于地理定位。

3 结语

导航技术和农业机械的融合是农业现代化建设提出的要求,也是农业机械转型升级必须要经过的途径。导航技术在农业机械的应用中最突出的變现为:精确定位农作物、为机械形式制定最佳移动路线等,从而提高农业生产效率。虽然在不断的应用和实验过程中,农业机械的自动导航技术取得了较大的进展,但仍需要不断的努力探索、突破和创新。

参考文献

[1]刘阳,马蓉,曹卫彬,等.农业车辆自动导航系统中CAN总线的研究进展[J].农机化研究,2011,33(8):233-236.

[2]田海清,应义斌,张方明.农业车辆导航系统中自动控制技术的研究进展[J].农业机械学报,2005,36(07):148-152.

[3]冀荣华,祁力钧,傅泽田.机器视觉技术在精细农业中的研究进展[J].农机化研究,2007(11):1-5.

[4]张方明,应义斌.机器视觉在农业车辆导航系统中的研究进展[J].农业机械学报,2005, 36(05):133-136.

[5]石颖,王卫星,陆健强,等.基于CORS 技术的农业机械差分定位系统设计[J].农机化研究,2017,39(06):120-123.

作者简介:卢道欢,大专学历,高级工程师,研究方向:农业机械。

作者:卢道欢

神经网络农业机械论文 篇2:

农业机械自动导航技术研究进展

摘要:由于我国人多地少的基本国情,在有限的土地资源上尽可能的提高粮食的产量和质量尤为重要。本文从农业机械自动导航系统的常用方式和农业机械自动导航的关键技术两方面进行分析。

关键词:农业机械;自动化导航技术;研究;进展

科学技术是第一生产力,将先进的科学技术应用于农业生产中同样会收到诸多的效益,不仅可以提高农业的生产效率,还能够提高农业的作业质量,促进农村改变的巨大推动力。科学技术应用于农业生产最直接的体现为农业的机械化,不是简单的机械化升级,而是将导航定位技术精准的应用于农业机械中,令农业机械更容易操作使用,不仅是在田间耕作、播种、施肥、喷药等方面进行有效的应用,还致力于走向更加智能化的道路,追求遗漏作业、重复作业的零发生概率。

1 农业机械自动导航系统的常用方式

1.1 GPS定位系统

GPS的中文全称为全球定位系统,是一种结合卫星技术及通讯发展的技术,具有全方位、全天候、全时段、高精度的特点,能够为全球的用户提供低成本、高精度的三维位置、速度和精确定时等导航信息。在车辆定位、防盗、反劫等方面应用较多,但现在也较多的应用于农业机械上,方便田间作业和提高生产效率。

GPS定位系统应用于农业机械中,主要体现在土质检测和不定量施肥方面。在GIS地理信息系统的辅助下,农业机械有规律的行走在田间的同时不断的对土质进行科学的检测,并精确记录不同土质的具体分布位置,通过系统绘制成可以传达土壤信息的图纸,供农民作为分析土质和确定施肥量的依据。

传统的施肥方式多为人工施肥,机械施肥很难把握所施肥料的精确量,更不用谈结合土质进行不定量的施肥问题。而农业机械在综合利用GPS技术和GIS技术的情况下可以完美的避开这些难题,GPS技术还可以为机械进行农业作业确定最佳的路径,并不断的发出智能提醒,从而帮助农村地区克服人工施肥的种种弊端,大大提高作业效率,促进农村地區大规模的实行集约化、规模化的耕作方式。

1.2视觉导航

与GPS技术相比,视觉导航因为有屏幕的显示更加具有直观性,尤其是在大规模的平原耕作区,农业机械的驾驶者即便随意的改变驾车速度,依旧可以精确的捕捉农作物的细小信息。导航视觉技术于20世纪80年代开始在国外进行研究,而我国从20世纪90年代中期才开始加以重视,至今也有不少的研究收获,尤其是在精准的定位目标农作物方面。但因为视觉导航易受自然光照的影响,至今还未克服和进一步完善这项技术,要想解决之一问题还需要重点攻克图像获取和光处理这两大课题。

2 农业机械自动导航的关键技术

2.1跟踪控制技术

农业机械在田间执行农业作业任务时,一般会因考虑到农作物的诸多情况而不得不尽量放慢行驶速度,只有发挥导航技术精准的控制作用,才能时刻分析出农业机械实际的运动情况与提前制定路径的差异性,以便及时更改农业机械的运动方向。这种跟踪控制技术的应用主要靠神经网络控制和模糊控制两种技术发挥作用,具有模拟人类大脑的智能行为,可以灵活攻克未知的难题。有人将跟踪控制技术应用于农耕机动车上进行试验,得出该系统不仅具有自学的智能功能,还能够自动对现场进行整理。

2.2 环境感知技术

环境感知技术主要是利用传感器对周围的环境信息进行大量的捕捉,通过对有用信息的分析处理构建成一个可用的环境信息模型。而环境感知技术要想在农业机械方面发挥出理想的功用,必须先解决如何精确的捕捉环境信息这一难题。随着计算机技术的不断发展和突破,传感器的反应能力和传递信息的质量都有了较大的改善,所以环境感知技术在农业机械方面的应用研究也就变得更加广泛,例如,近年来除草机器人的发明问世,能够对田间的杂草信息进行一定程度的识别和反馈,经过分析处理后再对杂草进行清除。还有一种全视觉运动障碍目标检测法的发明和使用,都有力的证实了环境感知技术在农业机械中的应用要比单纯的视觉有效,不管是计算能力还是障碍检测功能的准确性,还是特征点匹配的精确度和整体检测的成功率方面。

2.3 地图构建技术

不论是视觉导航技术的应用,还是环境感知技术、GPS定位技术的应用,都离不开环境地图的提前绘制。地图的呈现方式也具有多种方式,几何地图、三维坐标展示等,栅格地图也较为常用,但主要用于局部导航。地图构建技术对于地理信息的感知应用离不开大量的计算,所以不常用于地理定位。

3 结语

导航技术和农业机械的融合是农业现代化建设提出的要求,也是农业机械转型升级必须要经过的途径。导航技术在农业机械的应用中最突出的变现为:精确定位农作物、为机械形式制定最佳移动路线等,从而提高农业生产效率。虽然在不断的应用和实验过程中,农业机械的自动导航技术取得了较大的进展,但仍需要不断的努力探索、突破和创新。

参考文献

[1]刘阳,马蓉,曹卫彬,等.农业车辆自动导航系统中CAN总线的研究进展[J].农机化研究,2011,33(8):233-236.

[2]田海清,应义斌,张方明.农业车辆导航系统中自动控制技术的研究进展[J].农业机械学报,2005,36(07):148-152.

[3]冀荣华,祁力钧,傅泽田.机器视觉技术在精细农业中的研究进展[J].农机化研究,2007(11):1-5.

[4]张方明,应义斌.机器视觉在农业车辆导航系统中的研究进展[J].农业机械学报,2005, 36(05):133-136.

[5]石颖,王卫星,陆健强,等.基于CORS 技术的农业机械差分定位系统设计[J].农机化研究,2017,39(06):120-123.

作者简介:卢道欢,大专学历,高级工程师,研究方向:农业机械。

作者:卢道欢

神经网络农业机械论文 篇3:

业机械设计与机械制造技术思考

农业是我国的基础产业,能够切实提升我国的经济发展实力,推动社会经济健康发展。而农业机械制造与设计为我国农业的现代化、信息化发展奠定了坚实的基础,使现代科技与农业发展有机结合起来,形成相辅相成的整体。当前,我国应结合专业背景,通过科学的方法,合理制造和设计农业机械,使农业朝着机械化方向发展。
1 我国农业机械设计与机械制造技术现状

1.1 机械设计

当前,我国在农业机械设计上还存在诸多不足,自主设计与创新能力相对薄弱。虽然在经济全球化的背景下,我国可以列进德国、日本、美国及英国等西方国家的机械设计技术,提升我国农业机械设计能力,但是并不能推进我国机械产业的全面发展。当前,我国农业机械设计的周期较长,机械制造与机械设计缺乏协调性与针对性,难以保障机械商品的品质和质量。在社会市场经济快速发展的过程中,我国虽然提高了对农业机械设计问题的重视程度,并制定了相应的扶持政策,但如何有效地提升机械设计技术的核心竞争力,增强我国机械设计技术的技术实力,依旧是影响我国农业机械产业快速发展的重要影响因素。

1.2 机械制造

机械制造是机械设计的最终成果,是提升我国农业经济发展效率的基本抓手,同时也是我国农业产业的经济命脉。虽然我国在机械制造领域上拥有较为突I斗l的成就,能够有效结合农业生产实际,制造I叶j能够满足农业生产需求的机械商品,但在技术层面上,依旧需要结合西方国家的机械制造技术。此外,我国在农业机械制造领域缺乏充足的资金支持,机械制造业的发展速度较为缓慢,难以契合实际的农业生产需求。在宏观层面上,我国农业机械商品覆盖范围广,但在高精尖商品上,却依旧处于摸索阶段[1-2]
2 现代农业机械设计与机械制造技术内容

2.1 数字化机械设计技术

相较于我国传统的农业杌械设计技术,数字化农业机械设计技术能够有效解决我国机械设计周期长、机械设计与机械制造缺乏协调性的问题,可以更好地提升我国农业机械产业的国际竞争力。在理论研究上,数字化主要指计算机网络领域的二进制技术向社会各领域的推进过程。而数字化设计是通过计算机网络环境或软硬件设备,实现商品开发的一种技术。简而言之,数字化机械设计就是在计算机和网络的支持下,通过数据模型,模拟商品的制造、装配、分析及设计等过程,提升机械商品的设计与制造效率,能够贯穿整个机械制造过程,涵盖成本分析、生产计划、物流物料、设备布置等内容,可使农业机械设计更加智能化、信息化及自动化。数字化机械设计技术涵盖了多项机械制造技术,主要包括网络通信、多媒体、虚拟设计、信息管理、系统集成、优化设计、装配分析及装配等技术,因此数字化技术又是较为多元的综合技术。在设计内容上,数字化机械设计主要包括知识设计、虚拟设计、辅助设计等内容。其中,辅助设计主要指计算机辅助制造、辅助工艺、辅助设计,是数字化设计的应用核心,是提升农业机械设计信息化水平的抓手。而知识设计主要指将机械商品研发所需要的工具、资源、知识融入到设计系统中,以此支持农业机械设计,萁中的设计知识主要包括设计规范、设计标准、设计守则、设计示范、设计经验及设计原理等。虚拟设计主要指利用仿真、分析、建模及VR等工具和技术,通过模型建构的方式预测或模拟商品的加工性、装配性、功能及性能,能够切实实现机械设计的工艺规划、产品设计、质量检验及性能分析。

2.2 农业机械制造技术

我国较为先进的农业机械制造技术主要有数控加工技术、自动化技术、智能化技术及绿色环保技术等。1)数控加工技术。机械制造产业要想切实提升机械商品的品质,提高经济收益,就需要提高机械制造技术的通用性和灵活性,将数控技术融入到机械制造的全过程中,以此解决传统机械制造精度和效率低等问题。数控技术有工序集中、自动化、柔性高、能力强等优势,可以广泛应用在新产品研发、急需件制造与加工过程中。2)自动化技术。自动化技术是与电子学、计算机技术、系统工程、信息论、控制论存在紧密联系的综合性技术,对农业机械制造业的发展有举足轻重的作用。自动化技术主要有神经网络、控制系统、交互界面、信息采集、逻辑控制等工具,能够与数字化设计技术相融合,切实提升机械设计质量。3)智能化技术,智能化是对自动化的延伸与发展,是以人工智能为抓手,提升机械制造质量与效率的关鍵技术,其中应用较为广泛的计算机技术主要有GPS技术与定位传感技术,可以切实地提升铣刨机的可靠性,解决设备的控制问题。在现代化发展过程中,农业机械的智能化技术正朝着计算可视化、补偿多元化、技术集成化的方向发展。4)绿色环保技术。农业机械制造技术中,绿色环保技术响应了生态文明建设的发展需求,降低了机械制造企业的篦耗,提升了资源利用效率,在控制成本的过程中,推动了我国机械制造行业的健康发展。在农业机械制造领域,绿色环保技术主要包括节能技术、节料技术、节水技术等[3-4]。
3 推动我国农业机械制造产业发展的策略

结合我国农业机械设计与机械制造技术的发展现状可知,我国在技术研发领域依旧存在着诸多问题和不足。因此,需要从微观与宏观两个角度出发,探索能够推动我国机械制造产业健康发展的策略。

3.1 加强农业机械设计与制造技术之间的联系

1)提升农业机械设计与机械制造的集成性。机械商品的制造离不开机械设计技术的支持,只有明确制造与设计之间的内在联系,才能更好地提升机械设计速度,缩短设计周期,提升机械制造的质量。即在机械设计的过程中,应兼顾机械制造的流程及要求,把握好两者之间的内在联系。譬如在虚拟设计环节中,设计人员需要利用仿真、分析、建模或VR技术来预估或模拟产品的加工性、装配性、性能、功能及其可能存在的问题,将问题反馈给机械制造部门,使机械制造部门根据设计环节所反馈的问题或建议开展农业机械制造活动。亦或者设计人员在利用虚拟技术明确机械加工所存在的加工性或装配性问题的前提下,将相关参数反馈给数控人员,数控人员可通道编写程序码、制定工艺设计等方式,解决农业机械设计中存在的加工性或装配性问题。2)创新数字化设计的技术类型。数字化机械设计技术与数控技木、自动化技术、智能化技术都是以计算机应用技术为基础的。在数字化设计技术应用过程中,可通过创新应用理念的形式,重构机械设计与机械制造之间的关系,将机械制造技术有机融入到数字化设计领域,使数字化设计拥有全新的设计内涵及发展机理。譬如将智能化技木中的神经网络技术融入到虚拟设计中,可以通过“智能化设计”的方式,帮助设计者探索出全新的设计方案,即将设计原理、目标及内容录入到神经网络中,使其生成诸多备选方案,随后通过“可加工性、可装配性”检验环节,筛选出可行的设计方案,进而在人工调试与重新设计的基础上,提升农业机械设计的实效性。当前,这种创新方式还处于理论探索阶段,需要经过大量的实践探索。

3.2 构建机械设计与制造技术的发展格局

1)加强技术交流与理论研究。伴随我国机械制造产业的快速发展,传统的机械设计与机械制造模式已经难以适应新时代的发展要求。因此,机械制造业应具备与时俱进的时代意识,加强与国际交流合作,并结合国内农业机械设计及制造现状,汲取先进的技术研发与应用经验.提升我国机械设计与制造技术的整体水平。在现代化发展的过程中,我国科研人员及学者应立足农业经济的发展需求,从需求端确定农业机械设计的方向,使机械设计呈现信息化、网络化、现代化的特征,使机械制造呈现出自动化、智能化、环保化、高效化的发展特点,在加强多学科的“技木与理论”交融性上,解决传统农业机械设计存在的不确定性与盲目性问题。2)切合智能制造的发展需求,提升农业机械设计的质量。通常来讲,智能机械制造是我国农业机械制造重要的发展方向,能够有效节约能源和资源,提高机械制造的精准性。有效利用智能化技术与自动化技木,能优化我国农业机械制造的过程,提升机械生产的质量与效率。在某种程度上,智能制造又指现代自动化技术、智能化技术、数控技术、绿色环保技术的综合应用,因此在农业机械设计领域,应结合智能制造的总体要求,优化和完善机械设计体系,使数字化设计与智能制造充分融合,提升农业机械制造的效率。
4 结语

我国对于农业机械设计与机械制造技术还处于探索阶段,但分析我国较为先进的数字化设计技术与机械制造技术,能够帮助农机设计部门探索I斗I全新的、有效的、能够提升我国农业机械设计与制造成效的策略,进而转变我国技术落后昀局面,推动我国机械制造产业健康发展。

参考文献:

[1]黄波平.CAD在机械设计中的应用及机械制造技术的新发展[J].科技创新导报,2019,16( 09):55,57.

[2]孟丹.论CAD在机械设计中的应用及机械制造技术的新发展[J].工程建设与设计,2019( 16):121-122.

[3]傅方波.机械设计制造及其自动化的发展方向探究[J].硅谷,2014,7(04):5,4.

[4]徐健.机械设计制造及其自动化的设计原则及发展趋势[J].中国房地产业,2015( 22):149.

(责任编辑:赵中正)

作者:曾耀东

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