本文關(guān)鍵詞： 病害檢測 圖像處理 奇異值分解 計算流體力學(xué)(CFD) 精準(zhǔn)噴施　出處：《中國農(nóng)業(yè)大學(xué)》2017年博士論文　論文類型：學(xué)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(jìn)行精準(zhǔn)噴施。精準(zhǔn)噴施的前提是病害信息的準(zhǔn)確獲取,依據(jù)病害程度和分布對果樹進(jìn)行按需噴施。本文以蘋果斑點(diǎn)落葉病與花葉病兩類典型病害為例,研究了復(fù)雜背景下的蘋果葉部病害的分級評估方法,探索了果園風(fēng)送噴霧機(jī)的仿形噴霧方法,設(shè)計了履帶自走式果園風(fēng)送噴霧機(jī)的關(guān)鍵部件,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了系統(tǒng)集成、試驗(yàn)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(jìn)行預(yù)處理,去除了圖像中焦平面上的無關(guān)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(dá)96.28%。在此基礎(chǔ)上基于顏色特征分割出病斑區(qū)域,依據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對病害等級進(jìn)行了分級評估。(2)研究了基于流場仿真的果園風(fēng)送噴霧機(jī)仿形噴霧方法。根據(jù)響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計方法與基于Fluent的氣流速度場仿真結(jié)合,分析了不同因素對噴霧機(jī)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(yīng)面擬合模型,利用多島遺傳算法對模型進(jìn)行參數(shù)尋優(yōu)。通過標(biāo)桿試驗(yàn)對最優(yōu)參數(shù)組合進(jìn)行了驗(yàn)證,結(jié)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(shè)計了履帶自走式果園風(fēng)送噴霧機(jī)的關(guān)鍵部件。設(shè)計了噴霧機(jī)行走控制部件,實(shí)現(xiàn)了以汽油機(jī)為動力的噴霧機(jī)遠(yuǎn)程遙控操作�；诔暡▽Π屑夹g(shù)與流量控制技術(shù),設(shè)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(jié)合,實(shí)現(xiàn)了噴霧機(jī)的對靶變量噴施功能;基于多傳感器監(jiān)測技術(shù),設(shè)計了噴霧機(jī)風(fēng)送系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測模塊,溫度測量的平均準(zhǔn)確度達(dá)98.9%,轉(zhuǎn)速測量分辨率為30r/min,當(dāng)模塊監(jiān)測到風(fēng)送系統(tǒng)異常時,能夠及時進(jìn)行故障信息提醒與網(wǎng)絡(luò)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(jī)客戶端結(jié)合,開發(fā)了軟件并在Android手機(jī)中進(jìn)行了測試。該軟件能夠識別出葉部微小病斑,準(zhǔn)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(fēng)送噴霧機(jī)的性能進(jìn)行了測試。該噴霧機(jī)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(jī)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(jī)風(fēng)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(xué)位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S436.6;TP391.41

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本文編號：1483340