本文關鍵詞：面向清林撫育裝置關鍵技術和幼木特征提取方法研究

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【摘要】：目前我國林業(yè)增長迅速,人工林種植面積不斷增加,隨著林業(yè)工人收入的不斷提高,林業(yè)工作亟需采用機械化作業(yè)方式。本研究依托公益項目：人工林撫育關鍵技術裝備的研發(fā)(201104007-3),該設備的研發(fā)主要包括三部分：機械主體、液壓驅動以及目標特征提取。本研究緊緊圍繞清林撫育割灌機這一主體展開,主要研究內容及方法如下：1、清林撫育割灌工作裝置的結構設計、試驗。在認真分析、調查國內外現(xiàn)有同類產品技術的發(fā)展情況的基礎之上,分析國內人工林使用需求,提出了使用盤式割灌的方法,采用傳統(tǒng)機械設計理論對關鍵部件進行分析設計,最終完成樣機設計。2、對液壓系統(tǒng)進行改進設計。在項目進行中,發(fā)現(xiàn)管路中在馬達啟停的瞬間存在液壓沖擊現(xiàn)象,通過理論與仿真相結合的方法,確定了液壓沖擊的成因,并提出改進方案。在此基礎上,結合綠色環(huán)保、節(jié)能減排的需求,提出了一種利用蓄能器進行制動能量回收再利用系統(tǒng),通過仿真分析給出了優(yōu)化后的蓄能器參數(shù)：充氣量1.2L充氣壓力7MPa,此時的能量回收再利用效果較好,可以在一次啟動和停止過程中實現(xiàn)節(jié)能1775J。3、對清林撫育保留幼木的特征提取方法研究。在對樣機進行實際實驗過程中發(fā)現(xiàn),操作員一方面需要駕駛底盤在林木行間向前行進,另一方面要操作工作裝置左右擺動式清林作業(yè),同時為了防止誤割幼木,在操作時需認真觀察周邊環(huán)境。這樣的工作流程極大的增大了駕駛員的工作壓力,造成疲勞,降低工作效率。針對此問題,提出采用二維激光掃描測量的方式對工作場景進行掃描,通過對掃描數(shù)據(jù)進行濾波、分割、特征提取、分類的方法實現(xiàn)對作業(yè)場景中幼木的識別,為建立智能操控系統(tǒng)提供了理論依據(jù)。通過對以上內容的研究,最終形成了以下成果：1、設計、制造新型清林撫育割灌工作裝置樣機。2、提出了一種針對二維激光掃描數(shù)據(jù)處理改進的高斯濾波算法。3、提出了一種用于二維激光掃描數(shù)據(jù)處理的動態(tài)閾值差分提取算法。4、提出了一種基于正切變換的二維激光掃描幼木特征提取方法。通過實際試驗證明,所設計的清林撫育工作裝置具有良好的清林割灌效果,所提出的濾波、提取算法能夠很好的提取出小尺度幼木的二維激光掃描數(shù)據(jù),所提出的二維激光掃描數(shù)據(jù)下的幼木特征具備良好的識別效果。
【關鍵詞】：清林撫育 二維激光掃描 激光濾波 特征提取 液壓沖擊
【學位授予單位】：北京林業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：S776
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 1 緒論10-27
• 1.1 研究目的及意義10-11
• 1.2 課題來源11
• 1.3 國內外相關研究現(xiàn)狀11-24
• 1.3.1 國內外清林割灌裝備11-16
• 1.3.2 液壓節(jié)能系統(tǒng)研究16-20
• 1.3.3 林用裝備智能化研究20-24
• 1.4 本論文研究內容及研究方法24-27
• 1.4.1 研究內容24-26
• 1.4.2 研究方法26-27
• 2 清林撫育割灌工作裝置結構設計27-33
• 2.1 清林撫育割灌工作裝置需求分析27-28
• 2.2 清林撫育割灌工作裝置設計選型28
• 2.3 清林撫育割灌工作裝置關鍵部件設計28-31
• 2.3.1 刀具高度的設計28-30
• 2.3.2 夾持機構設計30-31
• 2.4 樣機及其清林效果31-32
• 2.5 本章小結32-33
• 3 清林撫育割灌工作裝置液壓緩沖及能量回收再利用系統(tǒng)33-48
• 3.1 液壓馬達制動引發(fā)的液壓沖擊33-38
• 3.1.1 液壓沖擊的產生33-34
• 3.1.2 帶慣性負載液壓沖擊理論計算34-36
• 3.1.3 帶慣性負載液壓沖擊仿真分析36-38
• 3.2 液壓節(jié)能調控系統(tǒng)設計38-46
• 3.2.1 液壓制動緩沖系統(tǒng)設計與仿真分析38-42
• 3.2.2 液壓制動能量回收系統(tǒng)設計與仿真分析42-46
• 3.3 本章小結46-48
• 4 二維激光掃描儀及其參數(shù)配置48-59
• 4.1 二維激光掃描儀系統(tǒng)掃描參數(shù)48-51
• 4.1.1 LMS511激光掃描儀主要技術參數(shù)48-49
• 4.1.2 最小可信測量尺寸49-50
• 4.1.3 掃描距離與掃描對象尺寸50-51
• 4.2 二維激光掃描系統(tǒng)與測量軟件設計51-55
• 4.2.1 LMS511激光掃描儀通訊簡介51-52
• 4.2.2 LMS511激光掃描儀主要參數(shù)配置52-53
• 4.2.3 LMS511激光掃描儀返回數(shù)據(jù)解析53-54
• 4.2.4 LMS掃描儀通訊測量軟件設計54-55
• 4.3 樣地及幼木掃描數(shù)據(jù)特點分析55-58
• 4.3.1 樣地特點分析55-57
• 4.3.2 幼木掃描數(shù)據(jù)特點分析57-58
• 4.4 本章小結58-59
• 5 二維激光掃描數(shù)據(jù)平滑及分割算法研究59-73
• 5.1 動態(tài)權重的高斯平滑算法59-66
• 5.1.1 高斯平滑算法59-62
• 5.1.2 改進的高斯平滑算法62-66
• 5.2 基于動態(tài)閾值的差分數(shù)據(jù)分割提取算法66-72
• 5.2.1 固定閾值的差分數(shù)據(jù)分割提取算法67-69
• 5.2.2 動態(tài)閾值的差分數(shù)據(jù)分割提取方法69-72
• 5.3 本章小結72-73
• 6 幼木特征提取方法研究與實驗測試73-87
• 6.1 基于正切空間變換的曲線特征提取73-79
• 6.1.1 正切空間變換算法原理73-74
• 6.1.2 極坐標系下正切空間變換算法74-76
• 6.1.3 正切空間下提取圓弧特征76-79
• 6.2 實驗分析79-86
• 6.2.1 實驗材料79-81
• 6.2.2 實驗數(shù)據(jù)81-84
• 6.2.3 神經網(wǎng)絡識別效果84-86
• 6.3 本章小結86-87
• 7 結論與展望87-89
• 7.1 結論87
• 7.2 創(chuàng)新點87-88
• 7.3 不足與展望88-89
• 參考文獻89-94
• 個人簡介94-95
• 導師簡介95-96
• 獲得成果目錄96-98
• 致謝9

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1 樸仁峰;Pp鐘源;薜雙貴;金龍勛;金哲禹;;利用激光掃描提高哈士蟆卵孵化率的研究[J];延邊農學院學報;1991年03期

2 ;國網(wǎng)通航公司開展大規(guī)模激光掃描作業(yè)[J];農村電氣化;2013年12期

3 彥文;;影碟機保養(yǎng)須“六防”[J];農家科技;2001年04期

4 盧錦桓;SCANNER激光掃描定心機[J];木材加工機械;1990年02期

5 許蘭;;VCD機保養(yǎng)須“六防”[J];農家科技;2003年03期

6 謝思湘;VCD影碟機使用七忌[J];農村百事通;2000年06期

7 微冠;;利用激光掃描可提高原木出材率[J];遼寧林業(yè)科技;1982年01期

8 劉沛;陳軍;;基于激光掃描的果樹樹形重構系統(tǒng)研究[J];農機化研究;2011年05期

9 王典;劉晉浩;王建利;孫治博;;林間作業(yè)環(huán)境內采育目標立木間株距的計算[J];湖北農業(yè)科學;2012年05期

10 ;[J];;年期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李艷;涂成生;;高精度三維激光掃描在首件檢測中的應用[A];第十五屆全國汽車檢測技術年會論文集[C];2011年

2 崔宇;隋鑫;楊坤;;雙直徑激光掃描檢測系統(tǒng)研究[A];科技創(chuàng)新與節(jié)能減排——吉林省第五屆科學技術學術年會論文集（上冊）[C];2008年

3 陶業(yè);馬國欣;張賴;;激光掃描測量信號邊界檢出方法研究[A];2006年全國光電技術學術交流會會議文集（D 光電信息處理技術專題）[C];2006年

4 李芹;鐘若飛;譚賁;;基于車載激光掃描數(shù)據(jù)的地面粗糙度提取[A];第十七屆中國遙感大會摘要集[C];2010年

5 張洪濤;徐海峰;翟旭華;;激光掃描大直徑工件檢測方法研究[A];科技創(chuàng)新與節(jié)能減排——吉林省第五屆科學技術學術年會論文集（上冊）[C];2008年

6 張國玉;徐熙平;宋甲午;楊琳;李成志;安志勇;;三維曲面激光掃描光三角檢測系統(tǒng)[A];2002年中國光學學會年會論文集[C];2002年

7 賀磊;余春平;李廣云;;激光掃描數(shù)據(jù)多站配準方法研究[A];高精度幾何量光電測量與校準技術研討會論文集[C];2008年

8 鄭猛;邵雙運;馮其波;;計算機X射線激光掃描系統(tǒng)關鍵技術研究[A];2009年先進光學技術及其應用研討會論文集（上冊）[C];2009年

9 程正逢;王盛才;石克勤;王圣祖;;國外航空激光掃描測量系統(tǒng)的發(fā)展和應用[A];全國測繪與地理信息技術研討交流會專輯[C];2003年

10 徐進軍;張毅;崔晨風;鄭炎兵;;基于激光掃描技術的路面測量[A];湖北省測繪學會2006年度科學技術交流會論文集[C];2006年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉金生 范樹元;3D激光掃描成型技術首次在三通建模上成功應用[N];石油管道報;2013年

2 南京軍區(qū)福州總醫(yī)院中心實驗室 涂向東　整理 吳志 張文明;新型顯微鏡下看清活細胞[N];健康報;2010年

3 秦建明;3D激光掃描量測儀與考古學[N];中國文物報;2001年

4 郭曉冰　李倩;國網(wǎng)通航開展大規(guī)模激光掃描作業(yè)[N];國家電網(wǎng)報;2013年

5 本報記者 夏靜 本報通訊員 胡慶方 吳江龍;現(xiàn)代科技激活傳統(tǒng)文化[N];光明日報;2012年

6 記者 詹文河 韓戰(zhàn)鋒;中科院先進院攜技參加高交會[N];廣東科技報;2008年

7 胡慶方 馮林;讓敦煌在數(shù)字中永生[N];中國教育報;2011年

8 高林;DVD高效長壽“七防”[N];中國電子報;2003年

9 王思海;圓明園部分古建,將用激光掃描復原[N];新華每日電訊;2007年

10 劉頓;鋼印西瓜：甜蜜還是苦澀？[N];檢察日報;2007年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 梁玉斌;面向建筑測繪的地面激光掃描模式識別方法研究[D];武漢大學;2013年

2 蔡潤彬;地面激光掃描數(shù)據(jù)后處理若干關鍵技術研究[D];同濟大學;2008年

3 方偉;融合攝影測量技術的地面激光掃描數(shù)據(jù)全自動紋理映射方法研究[D];武漢大學;2014年

4 王建利;面向清林撫育裝置關鍵技術和幼木特征提取方法研究[D];北京林業(yè)大學;2015年

5 王典;基于二維激光掃描的林木聯(lián)合采育機作業(yè)環(huán)境測量[D];北京林業(yè)大學;2012年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張學軍;激光掃描測微儀研究[D];哈爾濱理工大學;2003年

2 郭璐;基于嵌入式系統(tǒng)的激光掃描檢測控制技術研究[D];長春理工大學;2012年

3 張兵;激光掃描測徑儀的試驗探索[D];天津大學;2007年

4 張成博;基于激光掃描的料場測量系統(tǒng)的研究[D];武漢理工大學;2012年

5 譚賁;基于車載激光掃描數(shù)據(jù)的城市典型地物分類方法研究[D];首都師范大學;2011年

6 鄧愛民;車載激光掃描點云數(shù)據(jù)流處理抽稀方法研究[D];西南交通大學;2011年

7 趙鵬;激光掃描控制系統(tǒng)與軟件的研究[D];河北工業(yè)大學;2005年

8 趙改娜;激光掃描光學系統(tǒng)的研究[D];長春理工大學;2006年

9 苗永平;激光掃描顯示技術研究[D];電子科技大學;2004年

10 張效棟;彩色3D激光掃描數(shù)據(jù)處理方法的研究[D];天津大學;2004年

，

本文編號：1040583