靶向噴霧技術(shù)是智能植保的重要組成部分,為了提高農(nóng)藥利用率,需要根據(jù)作物的有無、噴霧機(jī)行駛速度的快慢實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)調(diào)節(jié)噴霧方案,減少噴灑量過度導(dǎo)致的環(huán)境惡化問題。隨著MEMS半導(dǎo)體加工技術(shù)的進(jìn)步,與傳統(tǒng)的集成電路工藝相結(jié)合,使得MEMS慣性傳感器體積小,質(zhì)量輕,從而被廣泛應(yīng)用于航空、航天、機(jī)器人、消費(fèi)類電子產(chǎn)品乃至靶向噴霧等領(lǐng)域。本文依據(jù)加速度工作原理和坐標(biāo)變換方法,利用高精度三軸MEMS加速度傳感器ADXL345,采用I2C總線通信方式,設(shè)計(jì)了位移檢測(cè)模塊,使用積分計(jì)算原理把加速度轉(zhuǎn)換為位移。為了降低傳感器測(cè)量誤差,分析了 ADXL345加速度傳感器誤差來源,并對(duì)誤差進(jìn)行了數(shù)學(xué)建模。在位移檢測(cè)模塊中提出了在雙重積分前增加濾波環(huán)節(jié),除了靜態(tài)誤差補(bǔ)償,還對(duì)傳感器的隨機(jī)誤差選取具有自適應(yīng)性的EMD濾波方法。在智能靶向噴霧系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,結(jié)合MEMS加速度傳感器模塊,在Microsoft Visual Studio 2010環(huán)境下,對(duì)靶向噴霧位移檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了算法實(shí)現(xiàn),并對(duì)傳感器的誤差做了對(duì)比分析。在靶向噴霧設(shè)備中,利用OpenCV的常用視覺庫函數(shù)完成對(duì)作物的檢測(cè)。為了獲取圖像中的綠色目標(biāo),先選擇超綠色法進(jìn)行灰度化處理,然后利用類間最大方差法自動(dòng)取閾值進(jìn)行分割,可以有效地把綠色作物和背景分離出來。上位機(jī)根據(jù)機(jī)器視覺獲取的信息制定噴霧方案,通過串口發(fā)送信號(hào)控制下位機(jī)。在完成了系統(tǒng)主要元器件軟硬件設(shè)計(jì)后,添加了報(bào)警模塊,使得系統(tǒng)更智能化,最終搭建了該系統(tǒng)的試驗(yàn)平臺(tái)。進(jìn)行田間模擬試驗(yàn)表明,EMD濾波算法有效的抑制了隨機(jī)誤差,對(duì)提高位移檢測(cè)的精度有很大的作用,滿足了速度自適應(yīng)調(diào)節(jié)噴霧時(shí)機(jī)的需求,智能噴霧系統(tǒng)已達(dá)到了實(shí)際應(yīng)用的程度。
【學(xué)位單位】：安徽大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：S49

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本文編號(hào)：2807788