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红外光电探测器在静电对靶喷雾中的应用

电子产品世界 2002年第7B期9卷 34-35页

作者：孙宏祥江苏大学电气信息工程学院

详细介绍了红外光电探测器,以及用红外光电探测器探测棉花的位置,实现对靶喷雾的设计。

关键词：红外光电探测器静电对靶喷雾农业病虫害施药方法

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可调节式对靶农药喷雾装置设计与试验

农机化研究 2021年第5期43卷 178-182页

作者：丁宁欧佳顺董国朝长沙理工大学长沙410114 湖南财经工业职业技术学院长沙421001 长沙航空职业技术学院长沙410019

研发了一种可调节式对靶喷药装置。为了测试装置的性能,采用对果树连续喷雾的方式和对所设计装置的3种控制方式进行了测试,测试的果树植株间距为4m、植株平均高度为1.7m、树冠的平均直径为1.2m,测试的指标为树冠上农药雾滴的沉积率。测... 详细信息

研发了一种可调节式对靶喷药装置。为了测试装置的性能,采用对果树连续喷雾的方式和对所设计装置的3种控制方式进行了测试,测试的果树植株间距为4m、植株平均高度为1.7m、树冠的平均直径为1.2m,测试的指标为树冠上农药雾滴的沉积率。测试结果表明:采用连续喷雾的方式的雾滴沉积率为40%,3种控制方式的雾滴沉积率分别为50.5%、78%和86%。其中,控制方式Ⅲ的沉积率最高,喷雾效果也最好。对控制方式Ⅲ进行了进一步的测试,测试的果树树冠直径由原来的1.2m扩大到2.1m,结果表明:雾滴沉积率在88%左右,且农药雾滴大多沉积在果树的树冠上,其他地区的农药沉积量较少,对靶性能良好。

关键词：果园农药对靶喷雾可调节

基于Android的果园自动对靶风送式喷雾试验台的研制

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基于Android的果园自动对靶风送式喷雾试验台的研制

作者：白鹏山东农业大学

学位级别：硕士

当前,使用化学农药保护农作物免受病虫害的侵蚀仍然是最快捷和最为经济的有效措施,但我国果园植保机械落后导致农药施药量超标,传统的连续施药方式不适合现代农业的发展。现有的自动对靶喷药设备大多以工控机为上位机控制端,无形中增加... 详细信息

当前,使用化学农药保护农作物免受病虫害的侵蚀仍然是最快捷和最为经济的有效措施,但我国果园植保机械落后导致农药施药量超标,传统的连续施药方式不适合现代农业的发展。现有的自动对靶喷药设备大多以工控机为上位机控制端,无形中增加了设备成本不利于推广。为了提高果园植保机械的自动化水平,改变传统连续施药的作业方式,降低自动对靶喷雾设备的造价,采用Android手机控制技术研制了一款基于Android的果园自动对靶风送式喷雾试验台。通过调查分析现有的自动对靶喷雾技术参数及研究现状,确定了果园自动对靶风送式试验台的整体设计方案和工作原理。基于Solid Works进行了实体建模设计,同时对关键零部件进行设计与计算,利用ANSYS软件对传动系统中的传动轴进行了分析校核,结果显示传动轴的设计满足使用要求。构建了果园自动对靶控制系统的硬件结构。从系统的稳定性,性价比、实用性、推广性等方面考虑,选用数据采集装置,执行元器件及控制芯片,并设计了相关的硬件电路。程序软件的设计。根据喷雾控制逻辑以C语言为基础编写了下位机软件,主要包括各模块驱动程序、滤波程序以及通讯信号解码处理程序。开发了基于安卓SDK对靶控制软件。该软件可以安装在任何一部具有安卓系统的手机上,通过该软件可以实现6种喷洒模式的控制。同时还具有记录储存下位机上传的状态信息的功能,作业者可以通过查找界面进行数据的浏览。整机测试结果表明,果园自动对靶喷雾试验台能准确的进行对靶喷雾,系统响应迅速有效。下位机能准确的通过Wi-Fi网络传递状态数据到手机控制端,手机控制软件运行稳定可靠。与传统连续施药作业方式相比,对靶喷药综合省药率大于26%。

关键词： Android 手机控制果园弥雾机风送喷雾对靶喷雾

基于Kinect的果园对靶变量喷雾系统研究

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基于Kinect的果园对靶变量喷雾系统研究

作者：蒋冬生江苏大学

学位级别：硕士

喷雾施药是当前果园防治病虫害的主要方式。传统作业方式往往造成农药利用率低、带来土壤中农药残留量超标等问题,不仅污染环境,而且威胁果农生命安全。为了有效减少农药使用量,提高药液利用率,本文研究了基于Kinect传感器的履带式果园... 详细信息

喷雾施药是当前果园防治病虫害的主要方式。传统作业方式往往造成农药利用率低、带来土壤中农药残留量超标等问题,不仅污染环境,而且威胁果农生命安全。为了有效减少农药使用量,提高药液利用率,本文研究了基于Kinect传感器的履带式果园变量喷雾控制系统。系统将对靶喷雾与变量喷雾有机结合,根据靶标有无以及靶标面积的大小,实施对靶变量喷雾,主要研究内容如下:(1)分析了对靶变量喷雾技术优势,提出了控制系统设计任务及要求,设计了控制系统的整体方案和结构图;为克服果园地形复杂、作业难度大的问题,设计了基于Kinect传感器的履带式果园变量喷雾控制系统;为提高系统工作效率,选择单片机STM32F407VET6作为系统的中央处理器,通过控制伺服电机调节喷雾压力、控制电磁阀开闭时间来调节喷雾流量,并与Kinect传感器识别处理技术相结合,实时控制喷雾输出。(2)为了获取施药靶标的信息,采用了将靶标彩色和深度图像信息结合处理的叶墙(LWA)区域检测法,该方法可以有效检测出靶标的有无以及面积大小;为了提高农药使用率,采用了LWA区域密度的检测方法,研究了不同果树LWA区域密度大小的分布情况,满足不同果园类型对靶变量喷雾作业要求。在此基础上,通过水敏试纸试验验证了基于LWA区域的变量喷雾方式满足果园病虫害防治要求。(3)为了获取喷雾机最佳喷施距离,结合Kinect传感器采集到的靶标深度信息,采用了LWA区域平均距离的检测方法,再根据喷施设备的宽度和喷头的喷施范围,确定最佳喷施距离;针对喷雾机行进过程中偏离最佳喷雾距离的问题,采用了路径偏差以及路径矫正的计算方法,并以桃树林为例对喷雾机偏离路径进行矫正规划,使其始终处于最佳喷施路径上,实现精准对靶变量喷雾。(4)为了提高喷雾作业时的药液利用率,设计了动态PWM变量喷雾试验平台对雾滴分布均匀性进行试验分析。试验用胭脂红溶液代替药液,应用浓度-吸光度技术,并采用响应面方法,从PWM占空比、PWM频率和喷雾前进速度三个变量参数着手,利用DesignExpert绘制出三者对雾滴分布均匀性影响的响应面图。试验结果表明三者对雾滴分布均匀性都会产生显著影响,PWM频率影响程度最大;PWM占空比和PWM频率对改善喷雾分布均匀性有积极作用,而提高喷雾前进速度并不能提高喷雾的分布均匀性;雾滴分布均匀性最佳时对应的变异系数(CV)值为1.17%。

关键词：动态PWM 对靶喷雾变量喷雾最佳喷施距离 LWA区域密度检测

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温室黄瓜病害对靶施药机器人设计

农业机械学报 2011年第1期42卷 177-180页

作者：耿长兴张俊雄曹峥勇李伟中国农业大学工学院北京100083

以温室黄瓜为对靶施药对象,结合温室环境和黄瓜种植模式设计了移动悬挂式精准对靶施药机器人系统。利用机器视觉获取黄瓜病情信息,实现基于颜色和纹理信息的病情判断和定量分析。研究光照、土壤温度、气温和湿度等环境要素的周期数据与... 详细信息

以温室黄瓜为对靶施药对象,结合温室环境和黄瓜种植模式设计了移动悬挂式精准对靶施药机器人系统。利用机器视觉获取黄瓜病情信息,实现基于颜色和纹理信息的病情判断和定量分析。研究光照、土壤温度、气温和湿度等环境要素的周期数据与黄瓜病害有效特征信息表达之间相互关系,预警温室黄瓜病害发生和变化趋势。病害信息和环境要素拟合信息为喷雾机运动控制提供决策依据,以病灶分布作为轨迹规划和对靶施药依据,实现PLC控制三自由度喷雾机械臂和独立喷嘴作业。室内试验表明机器人具有较好的稳定性和实用性。

关键词：施药机器人温室环境信息对靶喷雾机器视觉

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农作物喷雾靶标自动探测器设计与应用

农业机械学报 2010年第7期41卷 54-56,63页

作者：李丽宋坚利何雄奎中国农业大学理学院北京100193 滨州职业学院工业工稗系滨州256603

针对当前红外探测控制系统易受外界环境因素干扰、通用性差的缺陷,采用双红外发射、优化光路、增加接收面积,对红外靶标自动探测系统的光学部分进行了改进,并将整体探测装置改进为独立分体单元,增加了红外靶标自动探测装置的可移植性和... 详细信息

针对当前红外探测控制系统易受外界环境因素干扰、通用性差的缺陷,采用双红外发射、优化光路、增加接收面积,对红外靶标自动探测系统的光学部分进行了改进,并将整体探测装置改进为独立分体单元,增加了红外靶标自动探测装置的可移植性和通用性。试验结果表明:探测距离提高了48.96%,靶标间距识别的灵敏度提高了12.04%。

关键词：作物目标探测对靶喷雾红外辐射设计

基于变尺度格网索引与机器学习的行道树靶标点云识别

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农业机械学报 2018年第6期49卷 32-37页

作者：李秋洁郑加强周宏平陶冉束义平南京林业大学机械电子工程学院南京210037

针对行道树连续喷雾施药方式严重污染环境,果园对靶施药技术难以推广至复杂城区环境等问题,应用车载2D LiDAR获取街道三维点云数据,研究行道树靶标识别方法。构建变尺度格网点云索引结构,实现邻域快速搜索及点云在线处理;提取高程、深... 详细信息

针对行道树连续喷雾施药方式严重污染环境,果园对靶施药技术难以推广至复杂城区环境等问题,应用车载2D LiDAR获取街道三维点云数据,研究行道树靶标识别方法。构建变尺度格网点云索引结构,实现邻域快速搜索及点云在线处理;提取高程、深度、密度、协方差矩阵等11个点云球域特征,分析特征分布特性,采用基于径向基核函数的支持向量机算法融合特征,学习树冠点云分类器;采用FIFO缓冲区保存点云帧序列,实现行道树靶标在线识别。实验结果表明,该方法能够实现行道树靶标精确识别,在测试集上的分类错误率小于0.8%,检出率大于99.4%,虚警率小于0.9%,鉴别力最强的4个特征从高到低依次是高程均值、深度均值、高程范围和高程方差。

关键词：对靶喷雾行道树识别 2D Li DAR 点云索引点云分类

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设施农业可控雾滴智能施药技术研究与应用

中国农机化学报 2019年第11期40卷 49-54页

作者：张晓龚艳陈晓刘德江王果农业农村部南京农业机械化研究所

为解决我国设施栽培作物病虫害防治过程中施药量大、农药利用率低,高效防治技术与装备匮乏等问题,利用高速摄影、激光粒度分析等方法,开展可控雾滴雾化机理研究,探明不同雾化器结构参数和工作参数(转速、流量)等对雾滴粒谱的影响主效应... 详细信息

为解决我国设施栽培作物病虫害防治过程中施药量大、农药利用率低,高效防治技术与装备匮乏等问题,利用高速摄影、激光粒度分析等方法,开展可控雾滴雾化机理研究,探明不同雾化器结构参数和工作参数(转速、流量)等对雾滴粒谱的影响主效应。基于离心雾化技术,生物最佳粒径理论等,完成可控雾滴雾化器等关键基础部件的创新研发;集成激光识别、自动化控制等技术,研制设施农业可控雾滴智能施药装备,完成自动识别、定位喷洒对象的自走式对靶喷洒作业,从而在保证防效的同时,提高农药有效利用率,减少农药使用量。通过田间试验可知,转速1500~3000 r/min条件下,可控雾滴智能施药装备的雾滴粒径在30~200μm无级可控,且水平射程≥8 m,实现人机分离作业,提高作业效率,避免化学农药对施药人员的危害。

关键词：二次离心雾化雾滴粒径激光扫描对靶喷雾智能施药装备可控雾滴雾化器

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基于移动激光扫描的行道树靶标实时检测

林业工程学报 2023年第1期8卷 150-156页

作者：薛玉玺李秋洁南京林业大学机械电子工程学院南京210037

针对行道树靶标实时检测的问题,本研究基于随机森林(random forests, RF)的逐点检测算法,建立一个能够实时且准确检测行道树点云的分类器。本研究所用点云为一段230 m的校园人行道,根据点的三维坐标、回波次数和回波强度信息基于立方体... 详细信息

针对行道树靶标实时检测的问题,本研究基于随机森林(random forests, RF)的逐点检测算法,建立一个能够实时且准确检测行道树点云的分类器。本研究所用点云为一段230 m的校园人行道,根据点的三维坐标、回波次数和回波强度信息基于立方体邻域提取宽度、深度、高度、次数、强度、维度和密度特征,然后根据这些特征的贡献度大小保留5个特征。对比了邻域搜索算法、点云特征数量、决策树数量和检测算法,并研究了点云密度对分类器性能的影响。结果表明:采用的立方体邻域特征提取时间比球域缩短了11.85%;在筛选特征过程中检测器性能基本稳定,特征筛选后提取特征时间缩短了65.40%,平均每帧点云的特征提取时间仅为24.72 ms;在考虑误差下降梯度和检测时间的前提下,决策树数量定为13;对比基于Boosting算法的行道树检测算法,本研究方法实时性更强;点云密度不断下降直到原来的1/20过程中,检测器性能保持平稳,表明该方法能够有效识别不同密度的行道树点云。本研究方法能够实现行道树靶标实时检测。

关键词：对靶喷雾行道树实时检测随机森林特征筛选激光雷达(LiDAR)