基于旋转目标检测的青贮机精准抛送系统设计与试验

TP391.4%S24; 现阶段青贮收获机主要采用驾驶员或其他操作人员手动控制抛送筒转动的方式完成物料装车,存在操作要求高,劳动强度大,影响收获效率且易造成田间损失等问题.针对上述问题,该研究根据机器视觉原理,设计青贮收获机精准抛送填装系统,通过构建R-YOLOv5旋转目标检测算法,实现对旋转车厢、车内物料、抛送物料流的识别及落料位置判断;根据反馈的期望落料点与实际落料点信息,并通过Arduino控制器实现青贮收获机抛送筒的运动控制,将青贮物料精准抛送至跟车车厢,实现物料的高效填装.试验结果表明:当抛送筒在-60°～60°范围内旋转且角速度低于15°/s时,所构建的R-YOLOv5目标检测算法...

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Published in农业工程学报 Vol. 40; no. 21; pp. 36 - 45
Main Authors 尤泳, 李芳旭, 纪中良, 孙玉玲, 马朋勃, 卢琦琦, 王海翼, 王德成
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 中国农业大学工学院,北京 100083%山东五征高北农牧机械有限公司,日照 276800 01.11.2024
Subjects
旋转目标检测
机器视觉
R-YOLOv5
automatic delivery
青贮收获机
silage harvester
rotating object detection
精准抛送
machine vision
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Summary:TP391.4%S24; 现阶段青贮收获机主要采用驾驶员或其他操作人员手动控制抛送筒转动的方式完成物料装车,存在操作要求高,劳动强度大,影响收获效率且易造成田间损失等问题.针对上述问题,该研究根据机器视觉原理,设计青贮收获机精准抛送填装系统,通过构建R-YOLOv5旋转目标检测算法,实现对旋转车厢、车内物料、抛送物料流的识别及落料位置判断;根据反馈的期望落料点与实际落料点信息,并通过Arduino控制器实现青贮收获机抛送筒的运动控制,将青贮物料精准抛送至跟车车厢,实现物料的高效填装.试验结果表明:当抛送筒在-60°～60°范围内旋转且角速度低于15°/s时,所构建的R-YOLOv5目标检测算法对料车车厢的识别平均精度高于90％;实际距离与图像像素比值为0.533 cm/px时,青贮收获机抛送筒的理论运动轨迹与实际运动轨迹平均误差保持在4％之内,满足实际作业要求.研究结果可为研发自走式青贮收获机精准抛送填装系统提供借鉴.
ISSN:1002-6819
DOI:10.11975/j.issn.1002-6819.202401045