基于计算机视觉的雾滴尺寸检测系统的研究

雾滴的尺寸参数是评价植保机械性能的最主要质量指标。本文将计算机视觉技术和灰色系统理论运用于雾滴尺寸参数检测中。建立雾滴尺寸参数自动检测和优化系统。     

雾滴分类及其测量方法研究现状

论述了根据雾滴直径大小的分类，目前国内外测量雾滴直径的主要方法，包括两种机械法、激光法、电子显微镜法以及在计算机辅助作用下的测量方法，以及雾滴测量技术发展趋势。     

基于图像处理的雾滴尺寸测量与分析

简要介绍了雾滴图像采集硬件系统的组成和原理,主要介绍了雾滴图像处理和雾滴尺寸测量与分析软件部分的实现方法。该系统可以对雾滴图像进行二值化、边缘提取、对象标号等图像处理,在此基础上能对雾滴的面积率和雾滴的长轴进行自动计算和测量,并输出Excel格式的尺寸分布表格与图表,满足多种不同的统计分析需要,实现雾滴尺寸的测量与分析。     

喷头雾化雾滴尺寸和速度的空间分布实验研究

雾滴尺寸及其运动速度直接影响药液的着靶效果和农药利用效率。为研究喷头雾化区域雾滴尺寸和雾滴速度空间分布，选取空气诱导扇形喷头IDK120-03、万能型平面扇形喷头LU120-03和防飘移扇形喷头AD120-03等3种典型喷头，利用相位多普勒粒子干涉仪测量了所选喷头在不同压力下的雾滴尺寸和雾滴速度，建模分析了喷头雾化后雾滴尺寸和雾滴速度空间分布规律。结果表明：在雾滴尺寸分布中，IDK120-03、LU120-03和AD120-03各喷头中心垂直方向上雾滴尺寸与垂直距离无明显关系，雾滴尺寸随喷雾压力增加而减小，呈线性关系，线性系数在-0.85～-0.54之间，相关程度均在0.96以上；水平方向上雾滴尺寸随水平距离增加而增大，对雾滴尺寸与水平距离二次多项式拟合，相关程度平均在0.90以上；垂直和水平方向上，IDK120-03喷头雾滴尺寸最大、LU120-03喷头最小。在雾滴速度分布中，各喷头中心垂直方向上雾滴速度随垂直距离增加而减小，呈线性关系，线性系数在-0.14～-0.01之间，相关程度均在0.99以上；水平方向上各喷头雾滴速度随水平距离增加而减小，对雾滴速度与水平距离二次多项式拟合，相...     

环境风速对四旋翼植保无人机喷施雾滴飘移的影响研究

为了研究四旋翼植保无人机田间施药过程中风速对雾滴飘移的影响,分别在风速为0.1、2.4、2.5、3.1、3.4、4.0m/s6种不同风速下进行喷施试验。试验结果表明:随着风速的增大,沉积区雾滴起始点会产生位移,当风速增大到3.1m/s时,雾滴沉积的起始点移动1.75m,风速增大到4m/s时,雾滴沉积的起始点移动3.5m;风速对沉积区采集点上的雾滴覆盖度影响显著,对雾滴密度影响不显著;风速对飘移区采集点上的雾滴覆盖度和雾滴密度影响均显著;风速越大,雾滴飘移距离越远,风速为4m/s时,采集点50m处仍有雾滴沉积。研究可为植保无人机在不同环境风速下作业时的飘移缓冲区的设置提供参考。     

植保无人机作业参数对棕榈树雾滴沉积的影响

为探究单旋翼油动无人机对高大乔木棕榈树的雾滴沉积效果,设置三因素三水平的正交试验,通过方差分析研究喷头流量、作业高度、飞行速度对棕榈树雾滴沉积、雾滴穿透性、地面流失量的影响程度,并分析试验指标与雾滴沉积、雾滴穿透性、地面流失量的关系.结果 表明:最佳作业参数为喷头流量4.2 L/min、作业高度3 m、飞行速度3 m/...     

植保无人机作业参数对水稻冠层雾滴沉积分布影响研究

为获得相对较好的植保无人机水稻病虫害防治效果,以小型四旋翼农用植保无人机开展水稻喷雾试验,采用三因素三水平正交试验法对无人机喷头流量、作业高度、飞行速度的三个作业参数优化组合。根据雾滴沉积密度和沉积量及其均匀性结果,较佳的作业参数是喷头流量3.0 L/min、作业高度2.5 m、飞行速度4.5 m/s;影响雾滴沉积密度的因素主次顺序为作业速度、飞行高度、喷头流量,而影响沉积量均匀性的因素主次顺序亦是作业速度、飞行高度、喷头流量。通过优选植保无人机作业参数,既能提高喷雾雾滴沉积效果,又为获得较好病虫害防治效果奠定基础。     

雾滴粒径测量技术及激光粒度分析仪测量不确定度评定*

雾滴粒径是评价植保机械雾化性能及作业质量的重要指标,是实现精准施药,农药零增长目标的关键技术参数。农药使用技术中的生物最佳粒径理论、雾滴飘移模型和雾滴蒸发沉积模型等重要理论的研究都与雾滴粒径的大小相关。本文针对各种雾滴粒径测试技术进行了总结分析,对植保机械常用圆锥雾系列喷头喷孔直径分别为Φ0.3 mm、Φ0.7 mm、Φ1.0 mm、Φ1.3 mm、Φ1.6 mm,采用激光粒度分析仪测量雾滴粒径的结果不确定度进行了评定,分析测量过程中的各项不确定度来源。结果表明当包含概率为95%时,其测量结果的最小扩展不确定度为6.63%,最大扩展不确定度为9.18%,平均扩展不确定度为7.38%。激光粒度分析仪测量雾滴粒径结果是准确可靠的,能满足植保机械雾滴粒径测试需求。     

植保无人机作业参数对雾滴在茶树冠层沉积分布影响研究

为获得相对较好的植保无人机喷雾雾滴沉积效果,提高病虫害防治效果,本文采用喷头流量、作业高度、飞行速度的三因素三水平正交试验法,应用小型四旋翼农用植保无人机进行喷雾试验。根据雾滴沉积密度和沉积量及其均匀性数据结果,分析得出影响雾滴沉积密度和均匀性,以及沉积量的因素主次顺序均为飞行速度、喷头流量、作业高度,而影响沉积量均匀性的因素主次顺序则是作业高度、喷头流量、飞行速度;较佳的作业参数组合是喷头流量2.5 L/min、作业高度2.5 m、飞行速度2.0 m/s,此参数组合下,雾滴覆盖率为17.4%,雾滴粒径DV.1、DV.5、DV.9分别为263.39μm、546.33μm、872.67μm,雾滴密度及其变异系数分别为97.30个/cm~2、57.97%,雾滴沉积量及其变异系数分别为1.45μL/cm~2、42.70%。通过优选植保无人机作业参数,不仅可以提高喷雾雾滴沉积效果,还将为获得较好病虫害防治效果奠定基础。     

飞行参数对结荚期花生航空施药雾滴沉积特性的影响

花生结荚期是提高花生群体质量、促进产量形成的关键阶段,此时正值高温高湿期,容易遭受病虫害的影响,在这一时期做好病虫害防控对于花生高产具有重要意义。为探究花生结荚期使用植保无人机施药时,飞行参数对雾滴沉积特性的影响,采用三因素五水平的正交试验方法,研究极飞P30植保无人机飞行高度、飞行速度、喷药量对雾滴覆盖率、雾滴沉积密度和雾滴沉积量的影响。极差分析结果表明,飞行高度为2 m、飞行速度为3.5 m/s、喷药量为15 000 mL/hm~2时雾滴覆盖率和雾滴沉积量最优,分别为5.48%、0.448μL;飞行高度为2.5 m、飞行速度为3.5 m/s、喷药量为15 000 mL/hm~2时雾滴沉积密度最优;并得出飞行参数对雾滴沉积影响的主次顺序。使用SPSS对试验结果进行方差分析,结果表明,喷药量对雾滴沉积特性的影响均为极显著。本试验可为花生结荚期进行植保无人机施药作业参数确定提供参考依据。     

农业节水灌溉的概念及措施

探讨了我国目前农业节水灌溉的主要技术措施；针对我国水资源紧缺状况，就如何促进水资源持续利用和农业持续发展提出了相关措施。     

基于机器视觉的零件尺寸测量方法研究

为了提高视觉测量软件平台图像处理的效率与实用性,在进行基于机器视觉零件尺寸测量软件开发前必须要规划出一套行之有效的测量方案。通过对比现有的图像处理技术,分析了相机标定、滤波、阈值化处理、形态学处理、边界检测、轮廓提取等算法,给出了实用性更强、测量效率更高的零件尺寸测量方案。在新提出的零件测量流程中,明确了特征值获取的算法,同时在零件模型构建算法中,给出了改进后的零件位姿匹配算法,通过整合各个已改进的算法,极大地提高了本套零件尺寸测量方法的实用性。     

基于计算机视觉的水果大小检测方法

通过计算机视觉技术获取水果的图像，对该图像进行边缘检测等处理后，以其自然对称形态特征为依据。确定水果的检测方向，进一步检测水果的大小，试验表明，该方法检测速度快，正确率高，适用范围宽，能够满足水果自动检测要求。     

稻作区田间水利用系数的测定方法探讨

主要分析了稻田田间水利用系数的内涵,介绍了目前稻田田间水利用系数的测定方法及其存在的问题,并提出了测定稻作区田间水利用系数的对比实测法。对比实测法依据田面渗漏是稻田的有效耗水,而格田与沟道之间以及田埂的侧渗则是无效的渗漏。测定时,将一个格田四周田埂内侧由塑料薄膜封闭,防止侧渗,另一格田四周田埂保持原状,通过统计灌入二个格田的单位面积灌水量计算田间水利用系数。该方法避免了中间测定造成的累积误差,理论依据充分,实际操作简单,适用于稻作区田间水利用系数的测定。     

高度对色斑法测量雨滴粒径影响的试验研究

以前的色斑法雨滴率定只考虑色斑直径与雨滴真实粒径的关系，忽略了高度对率定的影响。在大量试验的基础上，通过回归分析，得到了以色斑直径和高度为变量的率定公式。研究表明，水滴下落高度小于5m时需考虑高度的影响；高度大于5m时，高度的影响可以忽略。通过相关性分析，公式的拟合性较好，对以后的色宽法测量雨滴粒径有指导意义。     

基于图像的植物叶面雾滴接触角稳定区间法测

发展了单侧液滴轮廓拟合生成接触角的方法,提出了接触角稳定区间概念,建立了拟合函数选优和拟合像素数选取的数值试验方法.本文方法与轴对称积分法相比,偏差为1.92%.但本文方法没有引入轴对称条件,因而可测非对称液滴接触角.对桂花叶上去离子水滴接触角的测量研究表明:可用三阶多项式在像素数区间[110,160]上拟合生成接触角;主叶脉方向和与之垂直的方向之间接触角差异明显,均值相差7.15°,同一方向上左右接触角均值相差1.33°.     

大范围高精度物理量的测量方法

讨论了利用CPU控制的D/A转换器在实现大范围高精度测量方面的方法,为实现大范围高精度物理量的测量提供了一种适用面广、成本低的电路.