本文關鍵詞： 病害檢測 圖像處理 奇異值分解 計算流體力學(CFD) 精準噴施　出處：《中國農(nóng)業(yè)大學》2017年博士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：為提高蘋果園病害防治過程中的農(nóng)藥使用效率,需要對蘋果葉部病害進行精準噴施。精準噴施的前提是病害信息的準確獲取,依據(jù)病害程度和分布對果樹進行按需噴施。本文以蘋果斑點落葉病與花葉病兩類典型病害為例,研究了復雜背景下的蘋果葉部病害的分級評估方法,探索了果園風送噴霧機的仿形噴霧方法,設計了履帶自走式果園風送噴霧機的關鍵部件,在此基礎上進行了系統(tǒng)集成、試驗與分析。主要研究內(nèi)容與成果如下:(1)研究了基于奇異值分解的蘋果葉部病害分級評估方法。采用顏色算子對蘋果葉部病害圖像進行預處理,去除了圖像中焦平面上的無關區(qū)域以及與葉片色差較大的背景區(qū)域;提出了一種基于奇異值分解的蘋果葉部病害圖像背景分割方法,利用圖像清晰前景與模糊背景的差異,去除常規(guī)分割方法難以分割的雜草等近色區(qū)域,獲得完整的病害葉片區(qū)域,平均分割精度達96.28%。在此基礎上基于顏色特征分割出病斑區(qū)域,依據(jù)行業(yè)標準對病害等級進行了分級評估。(2)研究了基于流場仿真的果園風送噴霧機仿形噴霧方法。根據(jù)響應面試驗設計方法與基于Fluent的氣流速度場仿真結合,分析了不同因素對噴霧機氣流速度場分布的影響顯著性與變化規(guī)律。通過比較建立了二階響應面擬合模型,利用多島遺傳算法對模型進行參數(shù)尋優(yōu)。通過標桿試驗對最優(yōu)參數(shù)組合進行了驗證,結果表明近似紡錘形輪廓處的氣流速度分布平均相對誤差為8.82%,霧滴覆蓋率亦滿足仿形噴霧的需要。(3)設計了履帶自走式果園風送噴霧機的關鍵部件。設計了噴霧機行走控制部件,實現(xiàn)了以汽油機為動力的噴霧機遠程遙控操作�；诔暡▽Π屑夹g與流量控制技術,設計了對靶變量控制部件;通過超聲波傳感器與電動調(diào)節(jié)閥的結合,實現(xiàn)了噴霧機的對靶變量噴施功能;基于多傳感器監(jiān)測技術,設計了噴霧機風送系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測模塊,溫度測量的平均準確度達98.9%,轉速測量分辨率為30r/min,當模塊監(jiān)測到風送系統(tǒng)異常時,能夠及時進行故障信息提醒與網(wǎng)絡上傳。(4)開發(fā)了基于Android的蘋果葉部病害評估系統(tǒng)。將本文提出的蘋果葉部病害分級評估方法與手機客戶端結合,開發(fā)了軟件并在Android手機中進行了測試。該軟件能夠識別出葉部微小病斑,準確性較高;對人工背景與自然背景的病害葉片分級平均耗時分別為0.91s與8.74s,具有較高的效率。(5)對履帶自走式果園風送噴霧機的性能進行了測試。該噴霧機有效遙控距離約50m,在硬化路面上平均行走直線度誤差約0.07m/10m。噴霧機采用對靶噴霧模式與對靶變量噴霧模式能夠有效降低藥液使用量。噴霧機風送系統(tǒng)狀態(tài)參數(shù)隨帶傳動系統(tǒng)累計工作時長增加而變化,表征為帶傳動平穩(wěn)性的變化。
[Abstract]:In order to improve the efficiency of pesticide application in apple orchard disease control , it is necessary to accurately spray the disease information in apple orchard . ( 5 ) The performance of the self - propelled orchard wind - sending sprayer is tested . The effective remote control distance of the sprayer is about 50m , and the average running straightness error on the hardened pavement is about 0.07 m / 10m . The spraying machine can effectively reduce the usage amount of the liquid medicine by spraying the target spray mode with the target variable spray mode .

【學位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：S436.6;TP391.41

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