基于激光雷达探测技术的果园变量喷雾控制系统研究
发布时间：2021-04-29 14:31
喷雾植保技术是林业生产中的一个重要技术,目前我国传统喷雾机械还存在着农药浪费及环境污染等问题,喷雾技术还亟待改善。由于激光雷达具有探测装置简单、受环境影响小、靶标探测更精确等优势,故本文将变量对靶喷雾系统与传统果园喷雾机相结合,研究了基于激光雷达探测技术的果园变量对靶喷雾系统。具体研究内容如下:（1）确定了果园变量对靶喷雾系统应用机型,将传统果园喷雾机喷雾装置改进为按垂直高度均匀分布的多出口喷雾装置;搭建了果园变量对靶喷雾系统硬件平台。（2）研究了果园变量对靶喷雾系统信息采集方法。利用树干垂直分布特性检测树干距离,以及以检测的树干距离计算对应喷雾区域的树冠体积。通过试验进行方法验证,试验结果表明:基于树干垂直分布的方法能够较为精确地检测树干距离,且检测距离满足激光雷达的检测精度;树冠体积的计算相对误差在10%以内,随着检测距离和检测速度的增加,树冠体积计算的误差随之增大,但检测速度差别较小,因此可忽略不计;实际环境中能够检测树干距离,检测结果受环境和车辆行走路线影响,且以检测的树干距离计算对应喷头喷雾区域的树冠体积能够适用于实际环境。（3）研究了变量对靶喷雾系统实时控制方法。对对应喷头...
【文章来源】：南京林业大学江苏省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 靶标信息采集传感器
1.2.2 靶标信息采集方法
1.2.3 喷雾实时控制方法
1.2.4 变量对靶喷雾存在问题
1.3 课题研究目标与研究内容
1.4 课题技术路线
1.5 本章小结
第二章 果园变量对靶喷雾系统应用平台与硬件设计
2.1 变量对靶喷雾系统应用机型
2.2 变量对靶喷雾系统硬件设计
2.3 变量对靶喷雾系统硬件安装
2.4 本章小结
第三章 激光雷达探测的果园靶标信息采集方法
3.1 点云数据获取
3.2 树冠体积测量
3.2.1 树冠体积建模
3.2.2 树干识别
3.2.3 树冠体积计算
3.3 室内试验验证与分析
3.3.1 试验目的及内容
3.3.2 试验材料与方法
3.3.3 试验结果与分析
3.4 室外试验验证与分析
3.4.1 试验目的与内容
3.4.2 试验材料与方法
3.4.3 试验结果与分析
3.5 本章小结
第四章 果园变量喷雾实时控制方法
4.1 基于树冠实时体积的变量喷头控制策略
4.1.1 变量喷头实时控制策略生成方法
4.1.2 变量喷头控制参数确定试验
4.2 变量对靶喷雾系统延时分析及补偿
4.2.1 延时分析
4.2.2 电磁阀响应测试
4.2.3 延时补偿
4.3 本章小结
第五章 变量对靶喷雾系统软件开发
5.1 变量对靶喷雾系统软件架构
5.1.1 编程语言和开发平台
5.1.2 系统软件架构设计
5.2 变量对靶喷雾系统上位机软件开发
5.2.1 上位机软件架构
5.2.2 界面主线程设计
5.2.3 工作线程设计
5.2.4 上位机软件移植
5.3 变量对靶喷雾系统下位机软件开发
5.4 变量对靶喷雾系统软件测试结果
5.4.1 人机交互功能测试结果
5.4.2 喷雾指令输出测试结果
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 结论
6.2 本文主要创新点
6.3 进一步研究建议
攻读学位期间发表的学术论文及专利
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]激光传感器在喷雾靶标检测中的研究应用[J]. 沈跃,夏伟,刘慧,李宁. 农业现代化研究. 2017(02)
[2]基于车载二维激光扫描的树冠体积在线测量[J]. 李秋洁,郑加强,周宏平,张浩,束义平,徐波. 农业机械学报. 2016(12)
[3]基于UTM-30LX的旋翼无人机定位检测系统设计[J]. 陈显龙,王小康,刘盼盼. 地理信息世界. 2016(03)
[4]基于机器视觉的果树树冠体积测量方法研究[J]. 丁为民,赵思琪,赵三琴,顾家冰,邱威,郭彬彬. 农业机械学报. 2016(06)
[5]GY8果园喷雾机喷雾特性研究[J]. 张海锋,许林云,徐业勇,蒋雪松,张慧春,贾志成,张昊天,徐铭铭. 南京林业大学学报(自然科学版). 2015(01)
[6]基于流量调节阀和神经网络的植保机械在线混药装置[J]. 李晋阳,贾卫东,魏新华. 农业机械学报. 2014(11)
[7]果园喷雾机自动对靶喷雾控制系统研制与试验[J]. 许林云,张昊天,张海锋,徐业勇,徐铭铭,蒋雪松,张慧春,贾志成. 农业工程学报. 2014(22)
[8]基于卡尔曼滤波的PWM变量喷雾控制研究[J]. 蒋焕煜,周鸣川,童俊华,刘岩. 农业机械学报. 2014(10)
[9]变量喷雾技术研究进展分析[J]. 邱白晶,闫润,马靖,管贤平,欧鸣雄. 农业机械学报. 2015(03)
[10]基于动态树木图像序列的实时拼接系统及其深度信息检测(英文)[J]. 郑加强,贾志成,周博,周宏平,Zhu Heping. 林业科学. 2014(05)
硕士论文
[1]脉宽调制（PWM）变量喷雾及视觉辅助对靶植保技术研究[D]. 周鸣川.浙江大学 2015
[2]对靶变量喷雾装置及其控制系统研究[D]. 周伟.浙江大学 2013
本文编号：3167702
【文章来源】：南京林业大学江苏省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 靶标信息采集传感器
1.2.2 靶标信息采集方法
1.2.3 喷雾实时控制方法
1.2.4 变量对靶喷雾存在问题
1.3 课题研究目标与研究内容
1.4 课题技术路线
1.5 本章小结
第二章 果园变量对靶喷雾系统应用平台与硬件设计
2.1 变量对靶喷雾系统应用机型
2.2 变量对靶喷雾系统硬件设计
2.3 变量对靶喷雾系统硬件安装
2.4 本章小结
第三章 激光雷达探测的果园靶标信息采集方法
3.1 点云数据获取
3.2 树冠体积测量
3.2.1 树冠体积建模
3.2.2 树干识别
3.2.3 树冠体积计算
3.3 室内试验验证与分析
3.3.1 试验目的及内容
3.3.2 试验材料与方法
3.3.3 试验结果与分析
3.4 室外试验验证与分析
3.4.1 试验目的与内容
3.4.2 试验材料与方法
3.4.3 试验结果与分析
3.5 本章小结
第四章 果园变量喷雾实时控制方法
4.1 基于树冠实时体积的变量喷头控制策略
4.1.1 变量喷头实时控制策略生成方法
4.1.2 变量喷头控制参数确定试验
4.2 变量对靶喷雾系统延时分析及补偿
4.2.1 延时分析
4.2.2 电磁阀响应测试
4.2.3 延时补偿
4.3 本章小结
第五章 变量对靶喷雾系统软件开发
5.1 变量对靶喷雾系统软件架构
5.1.1 编程语言和开发平台
5.1.2 系统软件架构设计
5.2 变量对靶喷雾系统上位机软件开发
5.2.1 上位机软件架构
5.2.2 界面主线程设计
5.2.3 工作线程设计
5.2.4 上位机软件移植
5.3 变量对靶喷雾系统下位机软件开发
5.4 变量对靶喷雾系统软件测试结果
5.4.1 人机交互功能测试结果
5.4.2 喷雾指令输出测试结果
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 结论
6.2 本文主要创新点
6.3 进一步研究建议
攻读学位期间发表的学术论文及专利
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]激光传感器在喷雾靶标检测中的研究应用[J]. 沈跃,夏伟,刘慧,李宁. 农业现代化研究. 2017(02)
[2]基于车载二维激光扫描的树冠体积在线测量[J]. 李秋洁,郑加强,周宏平,张浩,束义平,徐波. 农业机械学报. 2016(12)
[3]基于UTM-30LX的旋翼无人机定位检测系统设计[J]. 陈显龙,王小康,刘盼盼. 地理信息世界. 2016(03)
[4]基于机器视觉的果树树冠体积测量方法研究[J]. 丁为民,赵思琪,赵三琴,顾家冰,邱威,郭彬彬. 农业机械学报. 2016(06)
[5]GY8果园喷雾机喷雾特性研究[J]. 张海锋,许林云,徐业勇,蒋雪松,张慧春,贾志成,张昊天,徐铭铭. 南京林业大学学报(自然科学版). 2015(01)
[6]基于流量调节阀和神经网络的植保机械在线混药装置[J]. 李晋阳,贾卫东,魏新华. 农业机械学报. 2014(11)
[7]果园喷雾机自动对靶喷雾控制系统研制与试验[J]. 许林云,张昊天,张海锋,徐业勇,徐铭铭,蒋雪松,张慧春,贾志成. 农业工程学报. 2014(22)
[8]基于卡尔曼滤波的PWM变量喷雾控制研究[J]. 蒋焕煜,周鸣川,童俊华,刘岩. 农业机械学报. 2014(10)
[9]变量喷雾技术研究进展分析[J]. 邱白晶,闫润,马靖,管贤平,欧鸣雄. 农业机械学报. 2015(03)
[10]基于动态树木图像序列的实时拼接系统及其深度信息检测(英文)[J]. 郑加强,贾志成,周博,周宏平,Zhu Heping. 林业科学. 2014(05)
硕士论文
[1]脉宽调制（PWM）变量喷雾及视觉辅助对靶植保技术研究[D]. 周鸣川.浙江大学 2015
[2]对靶变量喷雾装置及其控制系统研究[D]. 周伟.浙江大学 2013
本文编号：3167702
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/wltx/3167702.html
