内河航道智能航标系统的研究与开发
这是一篇关于智能航标,ZigBee组网,船舶避碰,航迹规划,ARM/GPS/4G的论文, 主要内容为在内河航运中,传统航标只能提供简单的视觉导航作用,存在丢失或者漂移严重的现象,并且无法及时对故障航标进行定位,只能通过人工巡航的方式进行维护。通航环境信息,如风速、风向以及GPS航标定位等信息,主要是通过人工采集,工作量大,存在安全隐患。船舶航行过程中,由于缺乏安全辅助机制,碰撞和偏航事故时有发生。为解决上述问题,本文研制了一种智能航标系统。首先,通过分析国内外研究现状以及当前航标系统的弊端,明确了智能航标监管系统和设备的研制途径,确定了智能航标监管设备各个节点的硬件和相关软件。航标节点载用设备采用以ARM主机作为主处理器,ZigBee作为节点通讯器,GPS模块用于航标定位,以及风速风向传感器和网络数据收发模块作为外接设备,整体智能航标设备采用的是嵌入式Linux系统架构。其次,对航标载用设备采用的主处理器、接口电路和相关的外设模块进行了详细阐述,对ARM主机、Linux系统和C语言编译器进行了讨论。然后,结合航标的工作状态与ZigBee组网分析,设计并实现了各个航标节点间的通讯程序、ARM主机客户端数据收发以及服务器端数据接收和存储程序,提出了基于贝叶斯分布的碰撞节点检查方法和避碰函数,实现了轨迹规划算法。本文结合智能航标系统程序对航道轨迹预测和防碰撞行为方法进行了研究。最后,制作了航标实物模型,在河道内开展相关试验成功获得航标的位置信息和环境参数,实现了对航标系统的有效监管。实验证明,本文研制的智能航标系统,通过后台服务端可以对航标的工作状态和位置进行远程监控,对航标进行智能化管理从而降低了人工维护成本,保证了航道行船的安全性。
多旋翼无人机果园植保作业规划及服务系统研发
这是一篇关于植保作业,多旋翼无人机,航迹规划,多机协同,web服务系统的论文, 主要内容为果园植保作业(喷洒农药、授粉等)是提升果实品质和果园经济效益的重要技术措施。近年来,随着我国农村劳动力老龄化的不断加剧和果园人力作业成本的逐步提高,应用多旋翼无人机提升果园植保作业效率成为农业领域重要的发展方向。无人机技术的新应用同时也伴随着新型农业生产实践技术需求,植保无人机作业团队在果园植保作业面临更加复杂的作业应用场景和作业调度需求。本文从实际农业应用价值的角度出发,面向三种果园植保作业场景,设计了植保无人机单机避障策略、单机多区域间调度和无人机集群协同作业的任务分配,最后设计和实现了植保无人机果园作业服务系统。具体研究工作如下:(1)植保无人机果园作业避障航迹规划。当面对混合着多种类型生态圈(例如:房屋、电线杆等)小区域的生态果园环境,植保无人机盲目的喷洒作业将严重影响果园生态平衡。为此,针对生态果园植保无人机作业需要避障的作业应用,在果园模型搭建的基础之上,研究了基于避障策略的生态果园作业航线规划设计方案,以实际果园环境进行全覆盖植保作业仿真,仿真结果表明,本文应用的避障算法可满足作业评价指标的总体要求,且可有效提升局部雾滴覆盖率,达到了总体指标寻优的目的。(2)单机多作业区域间调度及无人机集群协同作业任务分配。针对两类具有实际农业应用价值的特殊果园植保作业场景,在理论层面进行植保无人机作业技术的探索。一是面对归属不同、地域分隔且相近的小区域果园植保作业,使用分支限界法和双向的TSP模型对区域间的调度优化次序进行求解;二是面向较大规模果园或紧急植保作业场景,采用多旋翼无人机集群编队作业形式,应用蚁群算法对CVRP模型进行求解,实现了多旋翼无人机集群作业的任务分配仿真,相对于单机作业,该理论可有效提升果园植保作业的效率。(3)植保无人机果园作业Web服务系统。由于目前的第三方植保服务信息平台,只提供给农户植保公司的联系方式,缺乏实际作业前的作业数据预估,而农用无人机作业配套的农业大数据服务平台,将成为农用无人机服务公司的商业模式创新的重要方向。本文首先完成了用户角色用例模型、数据库设计和服务系统功能模块设计;然后,采用Vue前端框架和基于Spring Boot服务的后端框架,开发实现了作业服务系统用户管理、作业需求管理、作业实施技术调度方案和作业评估等功能模块;最后,通过软件测试,验证系统的健壮性、可靠性以及可扩展性。
多旋翼无人机果园植保作业规划及服务系统研发
这是一篇关于植保作业,多旋翼无人机,航迹规划,多机协同,web服务系统的论文, 主要内容为果园植保作业(喷洒农药、授粉等)是提升果实品质和果园经济效益的重要技术措施。近年来,随着我国农村劳动力老龄化的不断加剧和果园人力作业成本的逐步提高,应用多旋翼无人机提升果园植保作业效率成为农业领域重要的发展方向。无人机技术的新应用同时也伴随着新型农业生产实践技术需求,植保无人机作业团队在果园植保作业面临更加复杂的作业应用场景和作业调度需求。本文从实际农业应用价值的角度出发,面向三种果园植保作业场景,设计了植保无人机单机避障策略、单机多区域间调度和无人机集群协同作业的任务分配,最后设计和实现了植保无人机果园作业服务系统。具体研究工作如下:(1)植保无人机果园作业避障航迹规划。当面对混合着多种类型生态圈(例如:房屋、电线杆等)小区域的生态果园环境,植保无人机盲目的喷洒作业将严重影响果园生态平衡。为此,针对生态果园植保无人机作业需要避障的作业应用,在果园模型搭建的基础之上,研究了基于避障策略的生态果园作业航线规划设计方案,以实际果园环境进行全覆盖植保作业仿真,仿真结果表明,本文应用的避障算法可满足作业评价指标的总体要求,且可有效提升局部雾滴覆盖率,达到了总体指标寻优的目的。(2)单机多作业区域间调度及无人机集群协同作业任务分配。针对两类具有实际农业应用价值的特殊果园植保作业场景,在理论层面进行植保无人机作业技术的探索。一是面对归属不同、地域分隔且相近的小区域果园植保作业,使用分支限界法和双向的TSP模型对区域间的调度优化次序进行求解;二是面向较大规模果园或紧急植保作业场景,采用多旋翼无人机集群编队作业形式,应用蚁群算法对CVRP模型进行求解,实现了多旋翼无人机集群作业的任务分配仿真,相对于单机作业,该理论可有效提升果园植保作业的效率。(3)植保无人机果园作业Web服务系统。由于目前的第三方植保服务信息平台,只提供给农户植保公司的联系方式,缺乏实际作业前的作业数据预估,而农用无人机作业配套的农业大数据服务平台,将成为农用无人机服务公司的商业模式创新的重要方向。本文首先完成了用户角色用例模型、数据库设计和服务系统功能模块设计;然后,采用Vue前端框架和基于Spring Boot服务的后端框架,开发实现了作业服务系统用户管理、作业需求管理、作业实施技术调度方案和作业评估等功能模块;最后,通过软件测试,验证系统的健壮性、可靠性以及可扩展性。
多旋翼无人机果园植保作业规划及服务系统研发
这是一篇关于植保作业,多旋翼无人机,航迹规划,多机协同,web服务系统的论文, 主要内容为果园植保作业(喷洒农药、授粉等)是提升果实品质和果园经济效益的重要技术措施。近年来,随着我国农村劳动力老龄化的不断加剧和果园人力作业成本的逐步提高,应用多旋翼无人机提升果园植保作业效率成为农业领域重要的发展方向。无人机技术的新应用同时也伴随着新型农业生产实践技术需求,植保无人机作业团队在果园植保作业面临更加复杂的作业应用场景和作业调度需求。本文从实际农业应用价值的角度出发,面向三种果园植保作业场景,设计了植保无人机单机避障策略、单机多区域间调度和无人机集群协同作业的任务分配,最后设计和实现了植保无人机果园作业服务系统。具体研究工作如下:(1)植保无人机果园作业避障航迹规划。当面对混合着多种类型生态圈(例如:房屋、电线杆等)小区域的生态果园环境,植保无人机盲目的喷洒作业将严重影响果园生态平衡。为此,针对生态果园植保无人机作业需要避障的作业应用,在果园模型搭建的基础之上,研究了基于避障策略的生态果园作业航线规划设计方案,以实际果园环境进行全覆盖植保作业仿真,仿真结果表明,本文应用的避障算法可满足作业评价指标的总体要求,且可有效提升局部雾滴覆盖率,达到了总体指标寻优的目的。(2)单机多作业区域间调度及无人机集群协同作业任务分配。针对两类具有实际农业应用价值的特殊果园植保作业场景,在理论层面进行植保无人机作业技术的探索。一是面对归属不同、地域分隔且相近的小区域果园植保作业,使用分支限界法和双向的TSP模型对区域间的调度优化次序进行求解;二是面向较大规模果园或紧急植保作业场景,采用多旋翼无人机集群编队作业形式,应用蚁群算法对CVRP模型进行求解,实现了多旋翼无人机集群作业的任务分配仿真,相对于单机作业,该理论可有效提升果园植保作业的效率。(3)植保无人机果园作业Web服务系统。由于目前的第三方植保服务信息平台,只提供给农户植保公司的联系方式,缺乏实际作业前的作业数据预估,而农用无人机作业配套的农业大数据服务平台,将成为农用无人机服务公司的商业模式创新的重要方向。本文首先完成了用户角色用例模型、数据库设计和服务系统功能模块设计;然后,采用Vue前端框架和基于Spring Boot服务的后端框架,开发实现了作业服务系统用户管理、作业需求管理、作业实施技术调度方案和作业评估等功能模块;最后,通过软件测试,验证系统的健壮性、可靠性以及可扩展性。
多旋翼无人机果园植保作业规划及服务系统研发
这是一篇关于植保作业,多旋翼无人机,航迹规划,多机协同,web服务系统的论文, 主要内容为果园植保作业(喷洒农药、授粉等)是提升果实品质和果园经济效益的重要技术措施。近年来,随着我国农村劳动力老龄化的不断加剧和果园人力作业成本的逐步提高,应用多旋翼无人机提升果园植保作业效率成为农业领域重要的发展方向。无人机技术的新应用同时也伴随着新型农业生产实践技术需求,植保无人机作业团队在果园植保作业面临更加复杂的作业应用场景和作业调度需求。本文从实际农业应用价值的角度出发,面向三种果园植保作业场景,设计了植保无人机单机避障策略、单机多区域间调度和无人机集群协同作业的任务分配,最后设计和实现了植保无人机果园作业服务系统。具体研究工作如下:(1)植保无人机果园作业避障航迹规划。当面对混合着多种类型生态圈(例如:房屋、电线杆等)小区域的生态果园环境,植保无人机盲目的喷洒作业将严重影响果园生态平衡。为此,针对生态果园植保无人机作业需要避障的作业应用,在果园模型搭建的基础之上,研究了基于避障策略的生态果园作业航线规划设计方案,以实际果园环境进行全覆盖植保作业仿真,仿真结果表明,本文应用的避障算法可满足作业评价指标的总体要求,且可有效提升局部雾滴覆盖率,达到了总体指标寻优的目的。(2)单机多作业区域间调度及无人机集群协同作业任务分配。针对两类具有实际农业应用价值的特殊果园植保作业场景,在理论层面进行植保无人机作业技术的探索。一是面对归属不同、地域分隔且相近的小区域果园植保作业,使用分支限界法和双向的TSP模型对区域间的调度优化次序进行求解;二是面向较大规模果园或紧急植保作业场景,采用多旋翼无人机集群编队作业形式,应用蚁群算法对CVRP模型进行求解,实现了多旋翼无人机集群作业的任务分配仿真,相对于单机作业,该理论可有效提升果园植保作业的效率。(3)植保无人机果园作业Web服务系统。由于目前的第三方植保服务信息平台,只提供给农户植保公司的联系方式,缺乏实际作业前的作业数据预估,而农用无人机作业配套的农业大数据服务平台,将成为农用无人机服务公司的商业模式创新的重要方向。本文首先完成了用户角色用例模型、数据库设计和服务系统功能模块设计;然后,采用Vue前端框架和基于Spring Boot服务的后端框架,开发实现了作业服务系统用户管理、作业需求管理、作业实施技术调度方案和作业评估等功能模块;最后,通过软件测试,验证系统的健壮性、可靠性以及可扩展性。
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