發(fā)布時(shí)間：2021-11-15 20:24

　　噴施農(nóng)藥是溫室生產(chǎn)中防治病蟲(chóng)草害的有效手段。傳統(tǒng)的人工施藥方式,不僅農(nóng)藥利用率低,同時(shí)沉積到土壤中的農(nóng)藥會(huì)造成環(huán)境污染,揮發(fā)到空氣中的農(nóng)藥會(huì)危害人體健康。因此,在設(shè)施生產(chǎn)中采用無(wú)人施藥作業(yè)顯得尤為重要。本文研制了一套適用于溫室生產(chǎn)的機(jī)器視覺(jué)自主導(dǎo)航的無(wú)人施藥系統(tǒng),主要研究?jī)?nèi)容如下:（1）提出了田間行走道路圖像處理的方法,設(shè)計(jì)了路徑識(shí)別系統(tǒng)。針對(duì)導(dǎo)航路徑識(shí)別受光線(xiàn)變化影響較大的問(wèn)題,對(duì)獲取到的圖像選取了合適的顏色空間,并對(duì)K-means分割算法聚類(lèi)中心和聚類(lèi)數(shù)目的選取進(jìn)行了優(yōu)化。通過(guò)灰度化處理、濾波處理、分割、邊緣處理及直線(xiàn)擬合等方法,最終確定了導(dǎo)航中心線(xiàn)。試驗(yàn)表明該系統(tǒng)可有效適應(yīng)不同光照條件,提取作物行中心線(xiàn)平均耗時(shí)12.36ms。（2）搭建了四輪移動(dòng)機(jī)器人施藥平臺(tái)。根據(jù)溫室施藥作業(yè)的環(huán)境和需求對(duì)整機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì),完成了硬件選型和布置。明確了移動(dòng)平臺(tái)驅(qū)動(dòng)及轉(zhuǎn)向部分的硬件設(shè)計(jì)。完成了圖像采集模塊、施藥模塊和控制器模塊的設(shè)計(jì)。（3）設(shè)計(jì)了自行走控制系統(tǒng)及施藥控制系統(tǒng)。自行走系統(tǒng)選用模糊控制算法。當(dāng)行走道路中心位置與理論中心位置出現(xiàn)偏差時(shí),采用模糊控制實(shí)時(shí)調(diào)整前輪轉(zhuǎn)角,從而使車(chē)體一直... 

【文章來(lái)源】：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：80 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－２除草機(jī)器人??Ｆｉｇ．?１－２?Ｗｅｅｄｉｎｇ?ｒｏｂｏｔ??

圖１－３移動(dòng)對(duì)靶噴霧裝置??Ｆｉｇ．?１－３?Ｍｏｂｉｌｅ?ｔａｒｇｅｔ?ｓｐｒａｙ?ｄｅｖｉｃｅ??

?第一章緒論???：．?ｍｔｔｒ?＇??圖１－４電磁誘導(dǎo)式農(nóng)用噴霧機(jī)器人??Ｆｉｇ．?１－４?Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ?ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ?ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ?ｓｐｒａｙ?ｒｏｂｏｔ??邵陸壽等通過(guò)分析當(dāng)前農(nóng)藥的使用狀況，提出了根據(jù)病蟲(chóng)害等級(jí)及作物種類(lèi)對(duì)??靶施藥的方式。設(shè)計(jì)了基于模糊控制的自適應(yīng)噴霧方式，以使施藥過(guò)程中噴霧參數(shù)??可自主調(diào)節(jié)，并進(jìn)行了仿真與臺(tái)架試驗(yàn)，結(jié)果表明整個(gè)系統(tǒng)可滿(mǎn)足變量施藥的要求??［２４］?〇??上海交通大學(xué)設(shè)計(jì)了一種噴霧機(jī)器人，如圖１－５。機(jī)器人設(shè)計(jì)包括車(chē)體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)??、控制系統(tǒng)及噴霧執(zhí)行模塊設(shè)計(jì)等，采用前輪驅(qū)動(dòng)方式，基于超聲波和紅外傳感器??實(shí)現(xiàn)目標(biāo)檢測(cè)，通過(guò)在車(chē)體上方安裝滑軌搭載噴霧裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)噴霧作業(yè)。??圖１－５施藥機(jī)器人??Ｆｉｇ．?１－５?Ｓｐｒａｙ?ｒｏｂｏｔ??１．２．２設(shè)施農(nóng)業(yè)自走機(jī)器人研究現(xiàn)狀??導(dǎo)航技術(shù)是設(shè)施農(nóng)業(yè)機(jī)器人自主作業(yè)的關(guān)鍵性技術(shù)，可廣泛應(yīng)用在機(jī)器人的采??摘、施藥、播種、耕種等多種作業(yè)過(guò)程中。其中機(jī)器視覺(jué)導(dǎo)航具有靈活性高、收集??環(huán)境信息豐富、適于大范圍檢測(cè)、成本低等優(yōu)點(diǎn)，一直受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注??［２５－２６］??０??Ｍａｒｃｈａｎｔ等設(shè)計(jì)了基于卡爾曼濾波融合里程計(jì)和視覺(jué)傳感器的控制系統(tǒng)，并在??花椰菜田地場(chǎng)景中進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，車(chē)輛橫向位置控制的均方根誤差大約為２０?＿［２７］。??Ｌｅｅ等研制了一種基于機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的智能機(jī)器人除草系統(tǒng)％，如圖１－６所示，??視覺(jué)系統(tǒng)處理每一區(qū)域的單幅圖像需０．３４秒，機(jī)器人以１．２０?ｋｍ／ｈ的速度沿作物行自??主行進(jìn)，并在番茄田中對(duì)該機(jī)器人的總體性能進(jìn)行了模擬實(shí)驗(yàn)，西紅柿作物正確識(shí)??４

【參考文獻(xiàn)】：
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