【摘要】：在有效控制農(nóng)作物病蟲害、提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平、解決人類糧食問題方面,化學農(nóng)藥有著不可替代的作用,而農(nóng)藥使用離不開植保機械的發(fā)展,當前我國大部分地區(qū)仍普遍采用大霧滴、大容量的噴霧方法噴灑農(nóng)藥,且農(nóng)藥使用不當,不僅會降低作業(yè)效率,增加勞動成本,還會引發(fā)農(nóng)作物藥害、激發(fā)作物對病蟲草害的抗藥性、降低農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì),甚至會造成農(nóng)藥殘留浪費現(xiàn)象,造成環(huán)境污染,對人體造成傷害。因此,為減少農(nóng)藥對人體傷害,節(jié)省勞動力,提高作業(yè)效率,本文完成了“植保無人機變量噴藥系統(tǒng)”研究與性能試驗,實現(xiàn)“按需噴藥”。本文主要研究工作及創(chuàng)新之處如下:(1)確定植保無人機變量噴藥系統(tǒng)總體方案。該系統(tǒng)主要由水稻病害檢測系統(tǒng)設(shè)計、植保無人機變量噴藥控制系統(tǒng)硬件設(shè)計、軟件控制部分和田間試驗組成。其中水稻病害檢測系統(tǒng)包括水稻田間信息采集及處理與病害診斷;植保無人機變量噴藥控制系統(tǒng)硬件設(shè)計包括變量噴藥控制器、變量執(zhí)行器及其驅(qū)動電路、噴頭及其工作電壓確定、遙控模塊設(shè)計和電源配電系統(tǒng)設(shè)計;軟件控制部分包括初始化模塊、流量調(diào)節(jié)模塊和主循環(huán)模塊設(shè)計;田間試驗分析植保無人機不同飛行速度和作業(yè)高度對霧滴沉積分布的影響,確定噴藥最佳作業(yè)高度和作業(yè)速度。(2)提出一種水稻稻瘟病檢測診斷算法。利用航拍無人機對水稻田按預定路線進行視頻信息采集并提取有效幀圖像作為水稻信息圖像,利用Microsoft Visual Studio 2010軟件設(shè)計水稻稻瘟病檢測識別算法,首先對獲取的有效水稻信息圖像進行引入彩色恢復因子C的多尺度Retinex算法(即MSRCR)增強處理,去除不同光照條件影響,再通過二值化分割出稻瘟病發(fā)病區(qū)域并計算其像素面積與單張圖像總面積比值,根據(jù)比值結(jié)果依次確定每張圖像中受稻瘟病病害等級,最終生成病害等級處方圖。(3)研制一種植保無人機變量噴藥控制系統(tǒng)。通過對變量噴藥控制系統(tǒng)變量噴藥方式分析采用蠕動泵流量調(diào)節(jié)式變量噴藥方式,并對流量計算進行說明;研究離心式霧化噴頭工作原理,分析在不同工作電壓下霧滴粒徑和噴幅規(guī)律,確定噴頭最佳工作電壓為10V,并完成電源系統(tǒng)配置和其他硬件配置;在系統(tǒng)硬件配置基礎(chǔ)上進行軟件控制程序編程。(4)進行田間試驗。分析植保無人機變量噴藥控制系統(tǒng)在四個不同流量等級下,不同飛行速度和作業(yè)高度對霧滴沉積分布的影響,試驗數(shù)據(jù)方差分析結(jié)果表明該系統(tǒng)控制下植保無人機飛行高度和飛行速度對霧滴沉積密度影響顯著,飛行高度對霧滴沉積均勻分布影響顯著,最終確定植保無人機最佳作業(yè)高度為2m,最佳作業(yè)飛行速度為1m/s。
【學位授予單位】：山東農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：S252.3
【圖文】：

大疆S900搭載航拍無人機Fig.3-1AerialUAVofDJIS900

松下GH4相機搭配奧林巴斯廣角鏡頭Fig.3-2PanasoniccameraGH4withOLYMPUSwideanglelens

視頻采集示意圖

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 鄒濱;劉翱;;輪廓波變換與改進MSRCR的圖像增強[J];計算機工程與設(shè)計;2016年06期

2 黃河;謝守勇;李佩原;詹攀;;空心錐形噴嘴變量施藥均勻性試驗[J];江蘇農(nóng)業(yè)科學;2016年02期

3 王繼環(huán);趙春江;王秀;馮青春;鄒偉;謝新華;;一種模擬旋翼飛機農(nóng)藥靜電噴灑沉積裝置的設(shè)計與試驗[J];農(nóng)機化研究;2016年01期

4 王道臣;陳志軍;韓玉明;李建冬;;蠕動泵流量的理論計算與試驗驗證[J];化工自動化及儀表;2015年02期

5 蔣煥煜;周鳴川;李華融;蔣卓華;;PWM變量噴霧系統(tǒng)動態(tài)霧滴分布均勻性實驗[J];農(nóng)業(yè)機械學報;2015年03期

6 張東彥;蘭玉彬;陳立平;王秀;梁棟;;中國農(nóng)業(yè)航空施藥技術(shù)研究進展與展望[J];農(nóng)業(yè)機械學報;2014年10期

7 徐興;徐勝;劉永鑫;陳佳森;蔡仲勛;余展韶;;小型無人機機載農(nóng)藥變量噴灑系統(tǒng)設(shè)計[J];廣東農(nóng)業(yè)科學;2014年09期

8 郝強;黨興;王秀;張睿;張志強;;圓錐形噴頭噴霧二維分布均勻性試驗研究[J];農(nóng)機化研究;2014年04期

9 秦維彩;薛新宇;周立新;張宋超;孫竹;孔偉;王寶坤;;無人直升機噴霧參數(shù)對玉米冠層霧滴沉積分布的影響[J];農(nóng)業(yè)工程學報;2014年05期

10 茹煜;金蘭;周宏平;賈志成;;航空施藥旋轉(zhuǎn)液力霧化噴頭性能試驗[J];農(nóng)業(yè)工程學報;2014年03期

相關(guān)博士學位論文 前1條

1 陳麗君;基于機器視覺的變量噴霧控制系統(tǒng)研究[D];沈陽農(nóng)業(yè)大學;2009年

相關(guān)碩士學位論文 前5條

1 吳吉麟;變量噴霧裝置噴霧特性及其控制系統(tǒng)的研究[D];上海交通大學;2012年

2 黃勝;車載式施藥機變量施藥監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計[D];西北農(nóng)林科技大學;2011年

3 隨順濤;車載式變量施藥機控制系統(tǒng)研究[D];西北農(nóng)林科技大學;2009年

4 張偉;脈寬調(diào)制型可變量噴霧技術(shù)的研究[D];江蘇大學;2006年

5 錢國宏;變量噴霧裝備控制系統(tǒng)的研究[D];江蘇大學;2006年

本文編號：2752447