农业机械学报

作者：李尚平，任泓宇，莫一凡，韦雨彤，文春明，李凯华

单位：广西民族大学,广西民族大学,广西民族大学,广西民族大学,广西民族大学,南宁钛银科技有限公司,

关键词：甘蔗收获机;切梢器;智能定位系统;模糊自适应PID控制;双模态

基金：广西民族大学科研项目(302210506)和广西科技重大专项(桂科AA22117006)

为解决甘蔗收获机驾驶员依赖肉眼和经验判断蔗梢位置，难以实时精准调整切割高度的问题，提出了一种基于双模态及模糊自适应PID控制的甘蔗收获机切梢器智能定位系统，并提出了基于甘蔗簇特征识别的簇调刀策略。系统首先利用YOLO v8实例分割模型检测蔗梢，深度相机实时采集甘蔗蔗梢的深度数据，并将像素坐标转换为相机坐标，实现高度测量，为验证深度相机在田间的实际定位效果，设计了多组田间甘蔗定位试验，结果显示，深度相机在距离甘蔗50~100cm范围内的平均相对误差为0.189%~0.949%。随后，通过设计模糊规则，单片机结合模糊自适应PID算法，上升响应速度约为289.36mm/s，下降响应速度约为273.16mm/s，误差在±1mm内。PID对比试验表明，模糊PID控制相较于传统PID控制，模糊PID响应时间缩短了0.12s，为1.24?s，超调量由12.80mm减少至4.63mm，超调次数降至1次，稳态误差稳定在±2mm以内。最后，动态试验表明，系统的平均识别时间为0.08s，具有良好的实时性。

来源：2025年第12期

《农业机械学报》期刊编辑部

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