农业机械化和农机装备是转变农业发展方式、提高农村生产力的重要基础,是实施乡村振兴战略的重要支撑,而农机装备实现信息化和智能化是提升农业机械化水平的重要途径。为实现农机装备的智能设计及整机作业行为与性能仿真,本文通过对融合机器视觉的农机装备关键部件的装配行为研究、开发收获作业仿真平台并进行不同条件下的收获仿真试验研究,对农机装备的智能仿真行为进行了研究,主要完成的研究工作有:1)面向对象的农机装备行为仿真建模方法研究。分析了面向对象建模的实现方法,提出了一种基于Unity3D的面向对象农机装备行为仿真模型构建方法;阐述了仿真模型构建过程,包括几何外形模型、碰撞体与虚拟环境构建;分析了视角漫游模型,并提出了面向农机装备行为仿真的人工漫游控制方法;分析了农机装备作业状况与行为建模方法,研究了基于应激行为与反馈行为的行为控制模型。2)基于颜色分割与SVM分类器的装配行为研究。分析给出了交互式虚拟装配系统架构;以农机装备的关键部件“后桥”为例,构建了零件与虚拟手仿真模型,根据行为推理规则建立了虚拟装配平台;构建了双目立体视觉系统,基于颜色空间分割手部图像,通过SVM分类器并根据三角测量原理得出了识别结果与位置信息;完成了基于视觉感知的交互式虚拟装配系统构建,应用该系统进行了视觉系统验证以及交互式虚拟装配试验。结果表明,构建的SVM分类器成功率为92.45%、精确率为98.65%、召回率为86.90%、F1值为92.41%;视觉系统手部识别与定位消耗时间为65～100ms/帧;零件交互式虚拟装配的成功率为90%。可满足虚拟装配要求。3)基于深度学习框架的装配行为研究。分析了卷积神经网络的基本组成和目标检测网络的原理,参考Multiview Bootstrapping算法,提出了基于深度学习框架对手部的21个关键点进行检测提取人手骨架信息的方法,应用该方法进行了不同试验场景的手部关键点检测试验。结果表明,该方法可以获取更多的行为信息且在不同视角下均有良好的检测效果,具有更好的鲁棒性,应用于虚拟装配可达到较好的效果。4)农机装备作业行为研究。分析给出了收获作业仿真平台架构;以玉米收获装备为例,采用Unity3D平台构建了收获装备三维仿真模型;根据物料流变特性,以虚拟弹簧构建麦克斯韦模型与相对位置限制模拟出作物受力变形,建立交互规则实现了收获装备与作物的交互,完成了收获仿真平台的开发,并应用该平台进行了验证试验和不同条件下的收获作业仿真试验。结果表明:虚拟环境建模可靠,农业装备模型运行正常,与作物交互效果真实;所构建仿真平台有效,欠收率随着行进速度的提高而快速下降,作物的密度越高,欠收率下降越缓慢,符合实际收获规律;构建的收获仿真平台可进行收获装备作业性能的评估。