基于视觉的农作物病虫害监测飞行器设计与实现

发布时间：2020-05-04 22:54

【摘要】：在农业生产过程中,病虫害是影响农作物产量的重要因素,及时发现并准确识别出病虫害具有十分重要的意义。在传统农业中,人们通常采用人眼判断的方式完成对病虫害的识别,识别效果往往受限于实践经验和取样的合理性,并不同程度存在工作量大、效率低下、工作环境恶劣和易损毁作物等缺点。针对上述问题,本文设计实现了一种基于视觉的农作物病虫害监测飞行器。首先,提出了飞行器的软硬件设计方案。介绍了飞行器的动力学模型,选用STM32F429和u C/OS-III设计了飞行控制单元,采用Jetson TK1、Ubuntu和Open CV实现了机载视觉检测系统。为了便于可视化操作,利用QT、Open CV和无线通信技术开发了地面监控软件平台。此外,设计了病虫害的监测策略,通过实验确定了飞行器的最佳飞行高度范围。然后,由于目前鲜有公开发表的旋翼无人机航拍的病虫害相关数据集,本文自建数据集以满足病虫害检测的需求。介绍了病虫害视觉检测的相关技术,主要包括目标识别问题的分类、病虫害图像的获取、图像的预处理和图像的特征提取等。研究了农作物病虫害的目标识别算法,分析了级联分类器和基于支持向量机(Support Vector Machine,SVM)分类器的分类工作原理。通过实验测试,比较了两种分类器与不同特征描述算子组合检测的准确率和效率,最终确定采用HOG(Histogram of Oriented Gradient)特征和SVM分类器完成对农作物病虫害的在线监测任务,并将该算法移植到了机载的嵌入式平台。最后,通过实验测试,结果表明:针对自建数据集中所包含的农作物病虫害,所设计的监测飞行器能够实现在线监测。
【图文】：

FAZER-R植保无人机Fig.1-1FAZER-RPlantprotectionUAV

大疆MG-1SFig.1-2DJIMG-1S
【学位授予单位】：西南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S431;TP391.41

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 傅坤亚;张文宇;曹宏鑫;朱艳;沙依然·外力;张伟欣;冯春焕;;基于光谱的作物病虫害监测研究进展[J];中国农业科技导报;2014年05期

2 顾晓丽;潘洁;张衡;廖振峰;王胜;;基于物联网架构的我国森林病虫害监测研究进展[J];世界林业研究;2015年02期

3 文波;尽快做好森林病虫害监测工作[J];森林病虫通讯;1991年02期

4 芒莱什罕·艾萨;;设施农业病虫害监测与防治技术[J];中国园艺文摘;2015年02期

5 李桂琴;;金塔县农业病虫害监测防治情况存在的问题及对策建议[J];农业科技与信息;2013年01期

6 胡长效,苏新林,陆正丽;蔬菜病虫害监测与防治面临的挑战及对策[J];长江蔬菜;2002年12期

7 宿秀艳;;GIS及其在森林病虫害监测管理中的应用[J];安徽农业科学;2007年05期

8 高永刚;刘丹;张福娟;杨晓丽;;卫星遥感在森林病虫害监测上的研究进展[J];中国农学通报;2006年02期

9 祁荣频，周楠，丁光俊，赵明寿，徐德楷;蓝桉病虫害监测初报[J];云南林业科技;1995年01期

10 书冬;洪志;广营;;阜城县建成农作物病虫害监测网络[J];河北农业科技;1986年11期

相关会议论文 前10条

1 王树明;张勇;段波;钏相仙;周明;;云南省橡胶树病虫害监测预警工作现状、问题及发展对策[A];第七届云南省科协学术年会论文集——专题一：科普助力精准扶贫[C];2017年

2 王树明;段波;钏相仙;周明;;云南省橡胶树病虫害监测预警工作现状、问题及发展对策[A];第六届云南省科协学术年会暨红河流域发展论坛论文集——专题一：红河流域特色产业转型升级[C];2016年

3 武红敢;石进;蒋丽雅;叶勤文;马圣安;汪润;;3S技术在安徽省森林病虫害监测与管理中的应用[A];昆虫与环境——中国昆虫学会2001年学术年会论文集[C];2001年

4 谢佰承;杨仁平;霍瑞丽;隋兵;罗伯良;;遥感技术在水稻病虫害监测中的应用[A];农业生态与卫星遥感应用技术学术交流会论文摘要集[C];2006年

5 蔡大旺;史大庆;陈兴;;浅谈测报信息采集、传输及可视化预报设备的选择与应用[A];辽宁省昆虫学会2006年年会论文集[C];2006年

6 王国迪;汪彦欣;洪文英;赵敏;王国荣;汪爱娟;方必胜;邵美红;金立新;祝小祥;朱建振;;杭州市农作物重大病虫害监测预警工作现状及对策[A];现代植保建设创新与实践[C];2012年

7 朱黎明;张倩倩;钟雪明;陈轶;;嘉兴市县、乡两级植保体系病虫害监测预警现状调研报告[A];现代植保建设创新与实践[C];2012年

8 朱均田;;关于构建以病毒病为主的烤烟病虫害监测防控技术体系的几点思考[A];河南省烟草学会2006年论文集（下）[C];2007年

9 李卫国;;基于气候变化的区域农作物病虫害监测预报[A];地理学核心问题与主线——中国地理学会2011年学术年会暨中国科学院新疆生态与地理研究所建所五十年庆典论文摘要集[C];2011年

10 蔡邦平;王振忠;陈松河;;“3S”技术在植物园精细管理中的应用[A];中国植物学会植物园分会第十五次学术讨论会论文集[C];2000年

相关重要报纸文章 前10条

1 张勇;铜仁市加强水稻病虫害监测防治工作[N];铜仁日报;2008年

2 记者 刘坤　实习生 孙丹;我市加强小麦病虫害监测和防治[N];商丘日报;2011年

3 州农业科技开发中心 聂爱湘;我州近期棉花病虫害监测及后期防治建议[N];博尔塔拉报;2008年

4 农业部芒果病虫害监测与防控专家组;芒果主产区近期要加强花期病虫害监测与防控[N];农民日报;2013年

5 本报记者 张尚华;除虫害 保丰收[N];西藏日报(汉);2015年

6 刘如东　本报记者 魏星奎 实习生 黄冬平;农业部在绵举办农作物病虫害防治技术培训班[N];绵阳日报;2009年

7 记者 何凯华;崆峒区加强小麦病虫害监测和防治[N];平凉日报;2009年

8 杨永琪;钦州加强对红树林病虫害监测[N];广西日报;2004年

9 翟劲涛;打造交流合作平台[N];吉林日报;2006年

10 ;减少经济损失近60亿元[N];辽宁日报;2010年

相关硕士学位论文 前6条

1 张宁宁;基于视觉的农作物病虫害监测飞行器设计与实现[D];西南科技大学;2018年

2 唐颖;基于无线传感器网络的作物病虫害监测研究[D];湖南农业大学;2008年

3 任利民;基于ArcGIS Engine的理县病虫害监测与预警地理信息系统的研究与实现[D];西南大学;2010年

4 张浩;基于WebGIS和物联网的水稻病虫害监测与预警系统研究[D];吉林农业大学;2016年

5 林惠彬;基于GIS的福建烟草病虫害管理信息系统构建[D];福建农林大学;2008年

6 李浩明;基于ArcGIS Server的林业病虫害遥感监测与预测系统的设计与实现[D];北京林业大学;2011年

，

本文编号：2649117