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基于北斗的农业机械自动导航作业关键技术及应用
基于卫星定位的农业机械自动导航作业技术的系统。
一、项目分类
重大科学前沿创新
二、成果简介
农业机械自动导航作业技术是智能农机装备的核心技术，可显著提高劳动生产率、资源利用率和土地产出率。项目团队从2004年起，在国内率先开展了基于卫星定位的农业机械自动导航作业技术的系统研究，突破了十项关键技术，取得了三大创新成果：1．突破了复杂农田环境下农机自动导航作业高精度定位和姿态检测技术；2．创新提出全区域覆盖作业路径规划方法、路径跟踪复合控制算法、自动避障和主从导航控制技术，提高了农机导航精度、作业质量和作业效率；3．创制了具有自主知识产权的农机自动导航作业线控装置和农机北斗自动导航产品。
在新疆等十省区累计推广农机自动导航作业产品2679套，已获授权发明专利17件，制定技术标准1件，发表学术论文46篇（SCI/EI 33篇）。培养博士9人和硕士17人，博士后2人，其中1人获2008年全国优秀博士学位论文奖。项目成果总体达到了国际先进水平，其中水田自动导航作业和主从导航作业居国际领先水平，打破了国外技术垄断，保障了我国农机导航装备的自主安全可控，引领了我国农机导航技术的创新发展，为我国智慧农业提供了重要支撑。
该成果荣获2020年度国家科技进步奖二等奖。
华南农业大学
2022-08-15
陆用惯性导航系统自动标定、运动对准及自主定位技术
本技术涉及一种轮式车辆惯导系统的自动标定、运动对准即自主定位方法，即如何在不借助参考路标点和其他外部传感器如GPS的条件下，实现实际路况下的惯导系统与车体间安装关系和里程计标度因数的自动标定，以及车辆行驶中的惯导系统运动对准与自主定位，抑制环境因素对里程计辅助效果的影响，提升陆用车辆导航系统的自主性、快速性、可维护性、环境适应性和精度指标。 惯性/里程计组合导航系统通常采用两种组合方式：航迹推算方式和反馈组合方式。航迹推算方式是一种简单的次优组合，它以惯性导航系统提供姿态基准，以里程计提供行程增量并在参考坐标系中投影累加得到当前位置；反馈组合方式则将里程计输出作为惯导系统的独立外部观测，反馈校正惯导系统的导航参数误差以及部分惯性器件误差，同时利用惯导系统的短期稳定性修正里程计标度因数误差。下表给出了两种组合方式的优缺点对比。反馈组合方式具有航迹推算方式所不具有的很多潜在优势，如在信息空间配准的前提下，反馈组合方式能够抑制环境因素对惯性器件精度和里程计精度的影响，如不依赖外部路标点实现惯性器件误差和里程计标度因数误差的自我修正，并缓解车轮的短时打滑问题等。
上海交通大学
2021-04-13
一种改进 GNSS/INS 实时紧组合导航实时性能的方法
本发明公开了一种改进 GNSS/INS 实时紧组合导航实时性能的方法，包括(1)保存 GNSS 采样时刻 k 的预测误差协方差矩阵和机械编排解算的导航状态;(2)在时刻 k 时 GNSS 观测数据的接收时刻，采用 Kalma 滤波法进行组合更新解算，得时刻 k 的状态参数估计量以及状态参数协方差估计量(3)根据和估计 组合更新解算完成时刻 j 的状态参数估计量以及状态参数协方差估计量(4)采用以及修正时刻 j 的惯导误 差。本发明可降低 GNSS 数据延迟和组合解算耗时对实时导航输出的影响，可有效改善实时组合导航的 实时性能，对组合导航算法在运算能力较低的处理器上的实现以及对实时性要求严格的应用场合有格外 重要的意义。
武汉大学
2021-04-13
一种导航信号数据导频联合跟踪方法及装置
本发明公开了一种导航信号数据导频联合跟踪方法及装置，包括：数据导频联合中频信号与载波数字控制振荡器(NCO)控制的本地载波相乘，完成载波剥离；载波剥离后的信号分别与码 NCO 控制的数据基带信号和导频基带信号相乘，完成码剥离；码剥离后的信号通过积分和清零处理，得到各支路相干积分结果；利用相干积分结果实现数据翻转检测和概率加权因子计算；数据翻转检测结果和概率加权因子辅助数据导频联合载波调整量估计，得到载波调整量；数据翻转检测结果和概率加权因子辅助数据导频联合码调整量估计，得到码调整量；载波调整量控制载波 NCO，实现对数据导频联合载波信号的跟踪；码调整量控制码 NCO，实现对数据导频联合基带信号的跟踪。
华中科技大学
2021-04-11
一种用于导航信号的 LDPC 码校验矩阵的构造方法
本发明公开了一种用于导航信号的 LDPC 码校验矩阵的构造方法，包括以下步骤：
（1）获取待构造的 LDPC 码校验矩阵的子矩阵的大小 z*z，以及该 LDPC 码校验矩阵的基矩阵的大小 m*n；
（2）根据步骤（1）获取的结果构造 m 个由 0、1 构成的长度为 nz 位的稀疏序列[S1，S2，…，Sm]，利用构造的 m 个稀疏序列得到 LDPC 校验矩阵 H。
本发明通过寻找稀疏序列的方法构造准循环校验矩阵 H，稀疏序列的后 M 位的产生方式决定了得到的校验矩阵具有近似下三角结构，使得基于 H 的编码算法更加简单。稀疏序列前 N-M 位的自身约束条件以及不同稀疏序列之间的互相关约束条件保证了校验矩阵 H 中不会出现长度为 4 的环，本方法能快速高效地构造出具有准循环特性和下三角构造的校验矩阵。
华中科技大学
2021-04-11
镍基高温合金组织结构超声智能评价方法
航空发动机机匣是一种复杂薄壁零件，其加工变形问题是我国航空发动机制造的关键技术瓶颈。机匣毛坯组织结构的均匀性是影响机匣加工变形的主要原因之一。镍基高温合金具有优异的高温强度，良好的抗氧化和抗热腐蚀性能，是航空发动机机匣的主要原料。镍基高温合金铸、锻件组织结构的无损检测与定量评价是实现组织结构均匀性检测与评价的基础，有助于准确判断毛坯制造质量，表征制造工艺改进的有效性，降低机匣加工变形概率。
超声检测具有穿透能力强，灵敏度和分辨率高、可定位和定量检测等优点，在航空发动机大规格高温合金构件制造质量检测领域得到了广泛应用。超声检测信号特征值与材料组织结构变化、二次相或沉淀物的形成相关，具备有效评价镍基高温合金的组织结构的能力。现有镍基高温合金铸、锻件组织结构的超声检测以噪声波高为主要判据，指标简单、阈值设置严格、误判率高，无法适应不断改进的制造工艺。
组织结构超声定量评价技术的核心是确定微观组织特征参数与超声检测特征参数之间的定量关系模型，其本质是以模型待定系数为决策变量，以评价准确性为目标函数的优化问题。超声波在镍基高温合金中传播时，受到晶界、相界、孪晶等复杂组织结构的综合作用，若采用声速、衰减系数、非线性系数等单一超声检测参数对组织结构进行建模与评价，会因信息量的缺失而导致评价误差大；若增加检测参数规模，则会导致所对应优化问题的困难性大幅增加。
本研究以镍基高温合金组织结构定量评价为主要研究对象，围绕如何利用协同进化算法求解定量评价的大规模优化问题、以及如何同时利用多种微观组织特征参数对镍基高温合金进行综合表征展开研究。科研成果为航空发动机机匣镍基高温合金毛坯制造质量检测、评价、性能预测提供技术支持，为制造工艺改进提供数据支持，也可进一步推广至其它高温合金、钛合金等材料中。
南昌航空大学
2021-05-04
一种超声波处理胆汁的方法
本发明涉及一种超声波处理胆汁的方法.该方法包括下列步骤:首先用不锈钢刀子破胆,将胆汁放入烧杯中,采用200目的滤布过滤,滤液40摄氏度水浴上热10分钟,然后将滤液放在超声波药品处理机内利用超声波处理,超声波输出功率为320±20W,超声波处理的频率为68KHz～72KHz,超声波处理的时间为15min～25min,超声波处理的温度为25℃～35℃,最后检测处理后胆汁中胆红素的含量.该超声波提取法优点是提取时间短,温度较低,收率高.
黑龙江八一农垦大学
2021-05-04
多声道超声波明渠型流量计
该项目与上述超声波液位计情况相同，其测量原理有两种： （1）采用超声波液位计探头，直接测量液位的高度，再根据堰或者槽的截面形状，计算出流体的体积； （2）采用多个换能器测量不同深度上的平均流速，同时用超声波液位计探头测量液位，根据速度和流体截面积计算出流体流量。 技术参数： 准确度等级 速度（%） ±0.25(示值) ；液位（%） ±0.5(示值)；流量（%） ±1.0(示值)；量程（m/s） 0.03 ～ 20 ；幅面上口宽度（m） 明渠可达30、河川可达150；测量深度（m） ≤ 5 、 ＞5；防护等级 IP68；工作温度（℃） 常温 液位测量 超声波液位计 换能器材料 PE、黄铜 输出信号 4～20mA、脉冲、RS232C、RS485、报警 显示参数 瞬时流量、累计流量、时间、流速及流速分布、超声波速度 环境温度（℃） -20 ～ +60 电源 110V AC （60Hz）/220V AC （50Hz）、12/24V DC（另选）；功耗(W) 30 可以使用交流220V或直流12V供电。 技术特点： 在微处理器上实现各种复杂操作，并作各种数据处理测量数据可以立即在显示器上显示，或用打印机打印出来，也可存入存储器内。 测量精度高，对于液体流场分布不均匀，通过机内校正曲线或用户经验曲线的方法，使测量精度大大提高。 信号输出完善，可输出电流信号、频率信号及RS232标准串行口数据；开关量的输出包括一路OCT（集电极开路）和一路继电器输出，且上述所有输出均可选择为受控于串行口命令，方便实现计算机联网使用。 备有二路4-20mA模拟输入口，以输入液位信号或温度信号，实现明渠测量。 测量分辨率达到0.2ns。加上机内先进数据处理功能，保证其具有相当高的测量线性度 多种显示窗口。主菜单显示--包括7个子菜单及8个显示瞬时流量、累积量的显示窗口，使用上下光标键可以进行顺序访问。子菜单显示--在相应的主菜单选择下，键入ENT即可进入相应的子菜单。
北京科技大学
2021-04-11
采用超声复合酶技术制备姜酒的方法
本发明涉及一种采用超声复合酶技术制备姜酒的方法，属于发酵酒类生产领域。所述方法，包括将生姜捣碎成匀浆状物质，加入纯净水，调节料液比，加入复合酶，然后放入超声提取仪中进行超声处理，进而得到姜汁提取液，并采用所述提取液进行发酵生产姜酒的过程。采用本发明制备的姜酒，不仅保留了传统泡制和发酵姜酒的优点，同时还提高了姜酒中功效成分的含量和抗氧化能力，姜酒的营养性和保健功能佳，具有广阔的市场前景，处理步骤更简洁，节约了操作时间。
青岛农业大学
2021-04-11
超声波双向交叉振动土壤挖掘装置
本实用新型涉及农业机械领域，尤其是一种超声波双向交叉振动土壤挖掘装置。包括纵梁，还包括超声波发生器、纵向超声振动换能器、垂向超声振动换能器、纵向超声振动变幅杆和垂向超声振动变幅杆，所述纵向振动变幅杆的一端与纵向超声振动换能器固定连接，纵向超声振动变幅杆的另一端与变幅式铲刀的一端固定连接，所述垂向超声振动变幅杆的一端与垂向超声振动换能器固定连接，垂向超声振动变幅杆的另一端与纵向超声振动变幅杆固定连接，纵向超声振动变幅杆与垂向超声振动变幅杆之间呈垂直设置，所述超声波发生器分别通过信号电缆线将信号传递给纵向超声振动换能器和垂向超声振动换能器。有效地解决了土壤切削挖掘作业中阻力大、耗能高等问题。
青岛农业大学
2021-04-13