【摘要】：農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)化趨勢(shì)下,植保無(wú)人機(jī)憑借其超強(qiáng)適應(yīng)能力、高效作業(yè)能力、節(jié)省勞動(dòng)力、節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境等諸多優(yōu)點(diǎn),在國(guó)內(nèi)農(nóng)業(yè)航空領(lǐng)域具有良好的發(fā)展前景。由于植保無(wú)人機(jī)作業(yè)環(huán)境復(fù)雜多變,導(dǎo)致農(nóng)田試驗(yàn)條件不易控制,試驗(yàn)結(jié)果不能作為植保無(wú)人機(jī)噴灑作業(yè)的具體參考標(biāo)準(zhǔn)。針對(duì)以上田間噴灑試驗(yàn)的環(huán)境多變性,將多旋翼植保無(wú)人機(jī)仿真平臺(tái)及機(jī)載噴灑系統(tǒng)搭建起來(lái)用于科學(xué)研究,并編寫(xiě)了用于霧滴沉積的圖像處理分析程序"DropletAnalysis"。在總結(jié)國(guó)內(nèi)外植保無(wú)人機(jī)研究進(jìn)展之后,結(jié)合水敏紙的霧滴沉積檢測(cè)和圖像處理程序"DropletAnalysis"、紅外熱成像等技術(shù)手段,研究了低空不同作業(yè)高度、飛行速度以及茶樹(shù)植株不同沉積層上霧滴沉積特性的變化規(guī)律。具體研究?jī)?nèi)容和成果如下:(1)首先確定無(wú)人機(jī)仿真平臺(tái)噴灑系統(tǒng)在不同作業(yè)高度下產(chǎn)生的有效噴幅寬度,在有效噴幅寬度范圍內(nèi),探究發(fā)現(xiàn):在1.0 m、1.2 m、1.4 m作業(yè)高度的梯度變化下,有效噴幅寬度分別為2.57 m、2.94 m和3.21m,茶樹(shù)植株上霧滴沉積覆蓋率Coverage呈現(xiàn)出隨作業(yè)高度升高而下降的變化規(guī)律,其在1.0m、1.2 m、1.4m作業(yè)高度下,霧滴覆蓋率分別為17%、11%和10%。(2)排除自然風(fēng)的干擾,無(wú)人機(jī)仿真平臺(tái)通過(guò)對(duì)飛行速度的調(diào)控,對(duì)不同飛行速度下茶樹(shù)植株上沉積的霧滴質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行探究。結(jié)果發(fā)現(xiàn):在0.3 m/s、0.5m/s、0.7m/s、0.9m/s、1.0m/s飛行速度下,霧滴沉積密度Density值、霧滴沉積覆蓋率Coverage以及霧滴粒徑算術(shù)平均值D0都隨無(wú)人機(jī)飛行速度的增加而降低,而在0.3 m/s-1.0m/s飛行速度范圍內(nèi),反映霧滴粒徑分布均勻性的霧滴粒徑變異系數(shù)CV值分別為0.891、0.979、1.026、1.311和1.243,隨飛行速度的增加而增大,導(dǎo)致噴灑出來(lái)的霧滴粒徑分布均勻性變差。紅外熱成像儀在航空噴灑試驗(yàn)中,通過(guò)對(duì)噴灑前、后作物葉片表面溫度變化率的記錄分析,將葉片表面溫度變化率與水敏紙檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)照,發(fā)現(xiàn)規(guī)律一致。因此,說(shuō)明熱紅外成像技術(shù)可以有效反映出各作業(yè)參數(shù)變化后霧滴沉積覆蓋率的變化。(3)本研究選用茶樹(shù)高度約為0.6m,茶樹(shù)植株不同沉積層對(duì)噴灑霧滴沉積量的接受概率存在差異,相應(yīng)試驗(yàn)結(jié)果表明:植保無(wú)人機(jī)噴灑作業(yè)過(guò)程中,作物植株沉積層按照自上而下的順序,植株葉片表面的霧滴沉積覆蓋率Coverage會(huì)逐漸降低,飛行速度為0.3 m/s時(shí),五棵茶樹(shù)上、中、下沉積層上平均霧滴沉積覆蓋率依次為33.79%30.47%17.21%;飛行速度為0.5 m/s時(shí),茶樹(shù)上、中、下沉積層上平均霧滴沉積覆蓋率依此為26.90%14.14%8.31%;飛行速度為0.7 m/s時(shí),茶樹(shù)上、中、下沉積層上平均霧滴沉積覆蓋率依此為18.89%16.11%13.62%。。
[Abstract]:Under the trend of agricultural precision, plant protection UAVs have a good prospect in the field of agricultural aviation because of their excellent adaptability, high efficiency, labor saving, resource saving and environment protection. Because the environment of plant protection UAV is complex and changeable, it is difficult to control the field test conditions, so the test results can not be used as a specific reference standard for plant protection UAV spraying operation. In view of the environmental variability of the above field spraying experiments, the simulation platform of multi-rotor plant protection UAV and the airborne spraying system were set up for scientific research, and the image processing and analysis program "DropletAnalysis" for droplet deposition was developed. After summing up the research progress of plant protection UAV at home and abroad, combined with the droplet deposition detection of water sensitive paper and image processing program "DropletAnalysis", infrared thermal imaging and other technical means, the different operating heights at low altitude were studied. The variation of the velocity of flight and the deposition characteristics of fog droplets on different sediment layers of tea plants. The specific research contents and results are as follows: (1) at first, the effective width of spraying amplitude produced by the UAV simulation platform spraying system at different operating heights is determined. In the range of effective spray width, it is found that the width is 1.0 m ~ (1.2 m). Under the gradient of 1.4 m operating height, the width of effective spraying amplitude was 2.57 mm 2.94 m and 3.21 m, respectively. The droplet deposition coverage (Coverage) of tea plant decreased with the increase of operating height, which was 1.0 m. At the operating altitude of 1.2 m ~ 1.4 m, the droplet coverage was 17% and 10%, respectively. (2) eliminating the interference of natural wind, the UAV simulation platform controlled the flight speed. The quality evaluation indexes of fog droplets deposited on tea plants at different flying speeds were studied. The results show that at the speed of 0. 3 m / s 0. 5 m / s 0. 7 m / s 0. 9 m / s / s 1.0 m / s, the droplet deposition density Density value, The droplet deposition coverage Coverage and the arithmetic average of droplet diameter D0 decreased with the increase of UAV velocity, but in the range of 0.3 m/s-1.0m/s, The coefficient of variation (CV) of droplet size distribution, which reflects the uniformity of droplet size distribution, is 0.891U 0.979U 1.0261.311 and 1.243, respectively, which increases with the increase of flying velocity, resulting in the uniformity of droplet size distribution becoming worse. In the aerial spraying test of infrared thermal imager, the change rate of leaf surface temperature before and after spraying was recorded and analyzed, the change rate of leaf surface temperature was compared with the test result of water sensitive paper, and the rule was found to be consistent. Therefore, the thermal infrared imaging technique can effectively reflect the change of droplet deposition coverage after the change of operation parameters. (3) the tea tree height is about 0.6 m in this study. The acceptance probability of spray droplet deposition was different among different sediment layers of tea plant. The results showed that during the spraying process of plant protection UAV, the sediment layer of plant was in the order of top-down. The droplet deposition coverage (Coverage) on the leaf surface of the plant decreased gradually. When the flying velocity was 0.3 m / s, the average droplet deposition coverage on the five tea trees, middle and lower layers was 33.790.47 and 21, respectively. When the flight velocity is 0.5 m / s, the average fog deposition coverage on the top, middle and lower layers of tea trees is 26.90 ~ 8.31; When the flying speed is 0.7 m / s, the average droplet deposition coverage on the tea tree is 18.89 ~ 1.11 ~ (.62) 路s ~ (-1) on the top, middle, and lower layers of tea.
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：S252.3

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前7條

1 王春振;金鑫;徐勤學(xué);趙華榮;范玉潔;;地學(xué)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)與無(wú)人機(jī)對(duì)地觀(guān)測(cè)系統(tǒng)工程研究[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2014年10期

2 朱建新;張秋陽(yáng);謝習(xí)華;;某型無(wú)人機(jī)地面站軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào);2011年04期

3 崔新宇;劉艷萍;;關(guān)于無(wú)人機(jī)在森林防火監(jiān)測(cè)方面的探究[J];科技與創(chuàng)新;2014年07期

4 王春振;王兆印;李艷富;王旭昭;;黃河源區(qū)生態(tài)景觀(guān)的無(wú)人機(jī)觀(guān)測(cè)與無(wú)人機(jī)技術(shù)升級(jí)研究[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2012年18期

5 胡承健;;加速寧夏農(nóng)用無(wú)人機(jī)開(kāi)發(fā)應(yīng)用 促進(jìn)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展[J];寧夏農(nóng)林科技;2014年05期

6 李雅榮;;無(wú)人機(jī):現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的“新寵”[J];江西農(nóng)業(yè);2014年01期

7 ;消防新技術(shù)新產(chǎn)品介紹——無(wú)人機(jī)森林(草原)防火預(yù)警信息化系統(tǒng)[J];消防技術(shù)與產(chǎn)品信息;2014年04期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 王林;張慶杰;朱華勇;沈林成;;遠(yuǎn)程異地多無(wú)人機(jī)系統(tǒng)控制權(quán)切換技術(shù)研究[A];2009中國(guó)控制與決策會(huì)議論文集（3）[C];2009年

2 譚健美;張琚;閆娟;;信息無(wú)人機(jī)系統(tǒng)——無(wú)人機(jī)發(fā)展史上新的里程碑[A];第二屆中國(guó)航空學(xué)會(huì)青年科技論壇文集[C];2006年

3 黃愛(ài)鳳;鄧克緒;;民用無(wú)人機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀及關(guān)鍵技術(shù)[A];第九屆長(zhǎng)三角科技論壇——航空航天科技創(chuàng)新與長(zhǎng)三角經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型發(fā)展分論壇論文集[C];2012年

4 劉長(zhǎng)亮;;無(wú)人機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)氣道開(kāi)度自適應(yīng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[A];2009年中國(guó)智能自動(dòng)化會(huì)議論文集（第三分冊(cè)）[C];2009年

5 丁霖;;無(wú)人機(jī)系統(tǒng)人機(jī)交互界面淺析[A];探索 創(chuàng)新 交流（第4集）——第四屆中國(guó)航空學(xué)會(huì)青年科技論壇文集[C];2010年

6 劉澤坤;呂繼淮;;艦載無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的環(huán)境適應(yīng)性[A];人—機(jī)—環(huán)境系統(tǒng)工程創(chuàng)立20周年紀(jì)念大會(huì)暨第五屆全國(guó)人—機(jī)—環(huán)境系統(tǒng)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2001年

7 葉烽;宋祖勛;;無(wú)人機(jī)系統(tǒng)電磁兼容性測(cè)試研究[A];第十四屆全國(guó)電磁兼容學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2004年

8 易當(dāng)祥;呂國(guó)志;沈玲玲;;多級(jí)路況下車(chē)載無(wú)人機(jī)疲勞載荷仿真[A];第十二屆全國(guó)疲勞與斷裂學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2004年

9 錢(qián)正祥;金繼才;楊鷺怡;;未來(lái)局部戰(zhàn)爭(zhēng)中反無(wú)人機(jī)作戰(zhàn)對(duì)策研究[A];探索創(chuàng)新交流－－中國(guó)航空學(xué)會(huì)青年科技論壇文集[C];2004年

10 高鵬騏;晏磊;趙紅穎;何定洲;;無(wú)人機(jī)遙感控制平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[A];第十五屆全國(guó)遙感技術(shù)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文摘要集[C];2005年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 洪山;法國(guó)、德國(guó)和西班牙簽約共同研發(fā)三國(guó)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)[N];中國(guó)航空?qǐng)?bào);2007年

2 崔璽康;對(duì)抗無(wú)人機(jī)所面臨的新挑戰(zhàn)[N];中國(guó)航空?qǐng)?bào);2007年

3 林英;無(wú)人機(jī)將進(jìn)入現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)領(lǐng)域[N];光明日?qǐng)?bào);2007年

4 本報(bào)記者 陳永杰　馬佳;中國(guó)無(wú)人機(jī)亮相：戰(zhàn)爭(zhēng)“零傷亡”將實(shí)現(xiàn)[N];北京科技報(bào);2008年

5 祖茜楓;“綜合者”：攜帶小導(dǎo)彈的小無(wú)人機(jī)[N];中國(guó)國(guó)防報(bào);2008年

6 王磊;印度期望打造強(qiáng)大無(wú)人機(jī)部隊(duì)[N];學(xué)習(xí)時(shí)報(bào);2009年

7 李荔;無(wú)人機(jī)“俯瞰”黃河災(zāi)情[N];北京科技報(bào);2011年

8 本報(bào)記者 宋斌斌;我國(guó)無(wú)人機(jī)應(yīng)用高端化趨勢(shì)明顯[N];中國(guó)工業(yè)報(bào);2011年

9 吳飛;反恐十年無(wú)人機(jī)扶搖直上[N];中國(guó)航空?qǐng)?bào);2011年

10 司古;美無(wú)人機(jī)遭神秘病毒入侵[N];國(guó)防時(shí)報(bào);2011年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 劉洋;動(dòng)態(tài)環(huán)境中的無(wú)人機(jī)路徑規(guī)劃研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2015年

2 高九州;無(wú)人機(jī)自主著陸控制[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院(長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所);2016年

3 楊永明;無(wú)人機(jī)遙感系統(tǒng)數(shù)據(jù)獲取與處理關(guān)鍵技術(shù)研究[D];昆明理工大學(xué);2016年

4 孫小雷;基于多階段航跡預(yù)測(cè)的無(wú)人機(jī)任務(wù)規(guī)劃方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

5 張艷超;農(nóng)田信息低空遙感中圖像采集與處理的關(guān)鍵技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2016年

6 王剛;一種螺旋槳?jiǎng)恿ε淦降男⌒碗妱?dòng)無(wú)尾無(wú)人機(jī)研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2016年

7 張潮;神經(jīng)智能控制在小型快遞無(wú)人機(jī)系統(tǒng)中的研究與應(yīng)用[D];北京科技大學(xué);2017年

8 李辰;面向四旋翼無(wú)人機(jī)的非線(xiàn)性控制方法與實(shí)現(xiàn)[D];浙江大學(xué);2017年

9 徐博;植保無(wú)人機(jī)航線(xiàn)規(guī)劃方法研究[D];中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué);2017年

10 王國(guó)芳;專(zhuān)家知識(shí)輔助的強(qiáng)化學(xué)習(xí)研究及其在無(wú)人機(jī)路徑規(guī)劃中的應(yīng)用[D];浙江大學(xué);2017年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 趙敏;分布式多類(lèi)型無(wú)人機(jī)協(xié)同任務(wù)分配研究及仿真[D];南京理工大學(xué);2009年

2 劉志花;無(wú)人機(jī)故障預(yù)測(cè)與健康管理技術(shù)研究[D];北京化工大學(xué);2010年

3 劉愛(ài)兵;可變形無(wú)人機(jī)設(shè)計(jì)[D];南京航空航天大學(xué);2009年

4 易姝姝;無(wú)人機(jī)飛行場(chǎng)景及數(shù)據(jù)的可視化仿真與實(shí)現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2010年

5 張佳璐;無(wú)人機(jī)項(xiàng)目綜合評(píng)價(jià)研究[D];北京郵電大學(xué);2011年

6 趙志鴻;某型無(wú)人機(jī)雙發(fā)火箭助推發(fā)射動(dòng)力學(xué)建模與仿真研究[D];南京理工大學(xué);2007年

7 李建華;某無(wú)人機(jī)發(fā)射系統(tǒng)技術(shù)研究[D];南京理工大學(xué);2008年

8 戴世通;無(wú)人機(jī)飛行可視化仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];西安理工大學(xué);2008年

9 曹攀峰;敵對(duì)與非敵對(duì)環(huán)境下無(wú)人機(jī)群的協(xié)同搜索路徑與策略研究[D];復(fù)旦大學(xué);2010年

10 張錫憲;無(wú)人機(jī)測(cè)控中數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2009年

，

本文編號(hào)：2396288