联合收割机作为作物收获工具在农业生产中具有重要作用。随着科学技术的不断进步,联合收割机正向大型化、自动化和智能化的方向发展。联合收割机在收割过程中经常由于割台高度调整不当和因为作物高度的变化而不能及时调整收割机行驶速度,造成粮食损失、割台碰撞和堵塞损坏以及收获效率慢等问题,因此收割机割台仿形和作物高度测量方法的研究显得尤为必要。本文从收割机割台仿形测控系统设计、传感器测量数据处理、割台高度自动控制策略和基于双目视觉的作物高度测量等方面进行深入研究,主要内容包括:⑴为解决收割机割台高度调节依赖驾驶员手动操作的问题,进行了割台仿形测控系统开发。设计并采用超声波阵列传感器与机械仿形机构结合的割台高度测量方案;进行基于STM32的系统软硬件设计,实现CAN总线通信、PWM驱动电磁阀、自动控制手动控制切换和割台高度的闭环控制等功能。⑵为解决割台高度测量误差大的问题,进行了传感器测量数据处理方法研究。利用最小二乘法进行传感器标定,获得传感器输出值与实际割台高度值的关系曲线;根据超声波传感器和角度传感器测量数据的特点分别选择限幅滤波结合中值滤波的双重滤波方法和滑动平均滤波方法进行测量数据的去噪和平滑,分析了基于小波变换的阈值法滤波在超声波传感器测量数据滤波上的应用;对传感器滤波后的数据进行了基于历史数据的自适应加权平均融合方法和基于BP神经网络的融合方法研究。仿真结果表明,经过传感器标定、数据滤波和传感器数据融合之后的割台高度测量数据比原始测量数据具有更高的精度和更小的方差。⑶为解决传统控制方法不能适应多种地形的问题,进行了割台高度自动控制策略研究。对收割机进行建模分析得到割台高度关于驱动电流的传递函数;研究了死区开关控制和经典PID控制在不同地形下的控制效果及其局限性;设计了模糊自适应PID控制策略。仿真和田间试验结果表明,模糊自适应PID控制方法具有更快的响应速度和更稳定的控制效果且能适应不同的地形环境,留茬高度误差小于1.5cm,满足指标要求的2cm。⑷为解决作物高度测量依赖人工测量的问题,进行了基于双目视觉的作物高度测量方法研究。对双目视觉三维重建原理进行了分析;对双目摄像机立体标定和立体匹配技术进行了分析;提出了一种基于视差图的作物高度测量方法。实验结果表明,利用双目视觉进行作物高度测量的误差为2.86%,满足指标要求的4%,是一种可行的作物高度测量方法。