本文關(guān)鍵詞：激光傳感器三維靶標(biāo)檢測系統(tǒng)的設(shè)計與研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：變量噴霧技術(shù)應(yīng)用智能化方法和控制策略實現(xiàn)噴施對象的按需施藥,能有效提高農(nóng)藥使用率、降低非靶標(biāo)沉積、減少環(huán)境污染、促進(jìn)精細(xì)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。三維靶標(biāo)信息的精確檢測是智能變量噴霧執(zhí)行的前提和依據(jù),近年來隨著實時傳感器技術(shù)的發(fā)展,激光傳感器相比于超聲和紅外等傳感器具備檢測精度高、性能穩(wěn)定和不受采光影響等優(yōu)點,因此,基于激光傳感器的變量噴霧目標(biāo)檢測成為熱點研究問題。本課題采用寬視角高速UTM-30LX型激光傳感器作為三維靶標(biāo)檢測實時傳感器,設(shè)計開發(fā)基于該激光傳感器的室內(nèi)滑臺三維靶標(biāo)檢測系統(tǒng)和室外車載式三維靶標(biāo)檢測系統(tǒng),研究激光傳感器檢測規(guī)則物體和樹木等復(fù)雜三維靶標(biāo)信息的精確性,主要研究工作內(nèi)容如下所述:(1)設(shè)計室內(nèi)滑臺三維靶標(biāo)檢測系統(tǒng),驗證室內(nèi)條件下激光傳感器檢測精度。系統(tǒng)采用直線滑臺作為運動平臺、伺服電機(jī)作為運動驅(qū)動裝置。激光傳感器安裝在直線滑臺的運動滑塊上,通過伺服電機(jī)控制滑塊運動實現(xiàn)對激光傳感器運動速度、距離精確控制。以STM32F103VET6單片機(jī)為核心,完成控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計、軟件程序編寫。其中,硬件電路包括:單片機(jī)最小系統(tǒng)、電源轉(zhuǎn)換、開關(guān)按鍵輸入、數(shù)據(jù)通訊、伺服電機(jī)控制、光電測速等。軟件包括:人機(jī)界面、系統(tǒng)初始化、開關(guān)按鍵輸入、數(shù)據(jù)通訊、電機(jī)控制、滑塊運動速度位置檢測等單片機(jī)數(shù)據(jù)處理程序。(2)設(shè)計室外車載式三維靶標(biāo)檢測系統(tǒng),模擬實際檢測中存在的路面不平、機(jī)器振動等場景,進(jìn)一步驗證室外條件下激光傳感器檢測精度。系統(tǒng)采用電動實驗車作為激光傳感器實時掃描檢測的動力設(shè)備,電動實驗車在實驗過程中的速度信息,通過實驗前場地標(biāo)定測試實驗獲得。(3)在室內(nèi)、室外三維靶標(biāo)檢測系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,以規(guī)則物體、仿真樹、實際樹木為對象,分別設(shè)計不同間距、不同傳感器移動速度下組合實驗,實時掃描檢測靶標(biāo)物體,通過激光傳感器數(shù)據(jù)采集軟件UrgBenri讀取、存儲其輪廓特征數(shù)據(jù)信息,利用Matlab軟件進(jìn)行目標(biāo)數(shù)據(jù)分析處理,重構(gòu)靶標(biāo)物體圖像,并提取激光掃描測量的目標(biāo)物體尺寸特征值。室內(nèi)、室外實驗條件下,與人工測量比較而言,激光傳感器測得物體尺寸最大相對誤差分別小于7.40%、6.50%。(4)另一方面,針對樹形結(jié)構(gòu)不規(guī)則現(xiàn)象,引入一種基于邊界距離場相似性評估方法,定量分析激光傳感器掃描重構(gòu)后物體圖像與照相機(jī)拍攝物體圖像兩者外形輪廓相似度。室內(nèi)、室外實驗條件下,兩者圖像輪廓相似度計算值分別大于0.9200、0.8900。(5)綜合三維尺寸測量精確度以及輪廓相似度數(shù)據(jù)可知,在不同檢測距離和傳感器移動速度的室內(nèi)、室外實驗條件下,基于UTM-30LX型激光傳感器的靶標(biāo)檢測精度、準(zhǔn)確度較好,能為變量噴霧施藥的執(zhí)行提供有效噴霧量依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：噴霧施藥 激光傳感器 靶標(biāo)檢測 最大相對誤差 輪廓相似度
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP274;TP212
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 課題研究背景、目的及意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-18
• 1.2.1 紅外傳感器檢測技術(shù)11-13
• 1.2.2 超聲波傳感器檢測技術(shù)13-15
• 1.2.3 二維激光傳感器檢測技術(shù)15-17
• 1.2.4 三維激光掃描儀檢測技術(shù)17-18
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀總結(jié)18-19
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容19
• 1.5 本章小結(jié)19-20
• 第二章 三維靶標(biāo)檢測系統(tǒng)整體方案設(shè)計20-31
• 2.1 三維靶標(biāo)檢測系統(tǒng)整體方案設(shè)計20-24
• 2.1.1 室內(nèi)滑臺三維靶標(biāo)檢測系統(tǒng)設(shè)計20-22
• 2.1.2 室外車載式三維靶標(biāo)檢測系統(tǒng)設(shè)計22-24
• 2.2 三維靶標(biāo)檢測系統(tǒng)主要部件24-30
• 2.2.1 直線滑臺24
• 2.2.2 伺服電機(jī)24-25
• 2.2.3 伺服電機(jī)驅(qū)動器25-26
• 2.2.4 激光傳感器26-28
• 2.2.5 滑臺系統(tǒng)控制器28-29
• 2.2.6 觸摸屏29-30
• 2.2.7 微型計算機(jī)30
• 2.2.8 電動實驗車30
• 2.3 本章小結(jié)30-31
• 第三章 三維靶標(biāo)檢測系統(tǒng)硬件電路實現(xiàn)和軟件設(shè)計31-48
• 3.1 滑臺控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計31-39
• 3.1.1 單片機(jī)處理單元32-34
• 3.1.2 電源轉(zhuǎn)換模塊34-36
• 3.1.3 開關(guān)按鍵輸入模塊36-37
• 3.1.4 通訊模塊37
• 3.1.5 伺服電機(jī)控制模塊37-38
• 3.1.6 光電測速模塊38-39
• 3.2 滑臺控制系統(tǒng)軟件設(shè)計39-45
• 3.2.1 人機(jī)界面編寫39-40
• 3.2.2 單片機(jī)處理程序40-45
• 3.3 激光傳感器數(shù)據(jù)采集軟件45-47
• 3.4 本章小結(jié)47-48
• 第四章 激光傳感器靶標(biāo)檢測實驗48-62
• 4.1 室內(nèi)實驗48-49
• 4.1.1 室內(nèi)實驗?zāi)康募鞍袠?biāo)對象48
• 4.1.2 室內(nèi)實驗方法48-49
• 4.2 室外實驗49-51
• 4.2.1 室外實驗?zāi)康募鞍袠?biāo)對象49-50
• 4.2.2 室外實驗車速度標(biāo)定50-51
• 4.2.3 室外實驗方法51
• 4.3 結(jié)果與分析51-60
• 4.3.1 靶標(biāo)物體圖像重構(gòu)51-54
• 4.3.2 三維尺寸測量54-57
• 4.3.3 復(fù)雜樹形輪廓激光掃描相似度評估57-60
• 4.4 本章小結(jié)60-62
• 第五章 總結(jié)與展望62-65
• 5.1 總結(jié)62-63
• 5.2 研究展望63-65
• 參考文獻(xiàn)65-70
• 致謝70-72
• 攻讀碩士期間取得的成果72

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王旭東;;基于Lab Windows/CVI7.1綜合檢測系統(tǒng)[J];今日電子;2007年08期

2 本刊編輯部;;科技期刊不端文獻(xiàn)檢測系統(tǒng)使用情況通報[J];電訊技術(shù);2009年10期

3 張立平;;空調(diào)生產(chǎn)線檢測系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用[J];自動化與信息工程;2010年02期

4 劉成軍;;淺談云計算的木馬檢測系統(tǒng)設(shè)計[J];計算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用;2012年24期

5 鄭春瑞;檢測系統(tǒng)今后的課題——面向未來探索基本要點[J];組合機(jī)床與自動化加工技術(shù);1985年12期

6 徐大慶;多媒體檢測系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)的一種方法[J];計算機(jī)應(yīng)用;1997年03期

7 程仁洪;一種實用的傾斜角檢測系統(tǒng)[J];基礎(chǔ)自動化;1997年05期

8 蔣曉松;張在德;楊志平;許世宏;張慶海;;無線電綜合檢測系統(tǒng)[J];電子測量技術(shù);2002年05期

9 劉琪,馬殙;天津輕軌列車出入庫檢測系統(tǒng)[J];移動通信;2003年11期

10 何祥林;;檢測系統(tǒng)中的干擾分析與抑制[J];大眾科技;2006年08期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 馬豐嶺;黃波;;智能型閘盤偏擺檢測系統(tǒng)的設(shè)計研究[A];第24屆全國煤礦自動化與信息化學(xué)術(shù)會議暨第6屆中國煤礦信息化與自動化高層論壇論文集[C];2014年

2 唐宇;王洪;唐孟培;;新型激光誘導(dǎo)熒光光纖檢測系統(tǒng)的研制[A];第一屆中國高校通信類院系學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2007年

3 陳牡丹;周光明;;超聲C掃描檢測系統(tǒng)性能校核研究[A];中國力學(xué)大會——2013論文摘要集[C];2013年

4 王振華;呂華;陸祖宏;;單分子熒光漲落檢測系統(tǒng)的研制[A];中國生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會醫(yī)學(xué)物理分會第十次學(xué)術(shù)年會、中華醫(yī)學(xué)會醫(yī)學(xué)工程學(xué)分會第一次醫(yī)療設(shè)備科學(xué)管理研討會論文集[C];1998年

5 陳志強(qiáng);高文煥;康克軍;張麗;;大型集裝箱檢測系統(tǒng)的新型客戶／服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)模型[A];第9屆全國核電子學(xué)與核探測技術(shù)學(xué)術(shù)年會論文集[C];1998年

6 韓疆;劉曉星;潘接林;張建平;顏永紅;張鵬遠(yuǎn);呂萍;劉建;;一種網(wǎng)絡(luò)信息安全中的語音關(guān)鍵詞檢測系統(tǒng)[A];全國網(wǎng)絡(luò)與信息安全技術(shù)研討會’2004論文集[C];2004年

7 鄧延;;SDI-5420 Delta X大型超聲C-掃描檢測系統(tǒng)[A];陜西省第九屆無損檢測年會陜西省機(jī)械工程學(xué)會無損檢測分會論文集[C];2004年

8 陳宋宋;郭延凱;鐘鳴;;移動式電力能效檢測系統(tǒng)及方法[A];2013年中國電機(jī)工程學(xué)會年會論文集[C];2013年

9 向新程;周立業(yè);張顏民;灻毅斌;王立強(qiáng);李富榮;高寶增;張玉愛;苗積臣;劉錫明;;組合移動式鈷-60集裝箱檢測系統(tǒng)的研制[A];第十屆全國核電子學(xué)與核探測技術(shù)學(xué)術(shù)年會論文集[C];2000年

10 鐘文勇;唐勝江;楊新文;;電子學(xué)系統(tǒng)涂層檢測系統(tǒng)開發(fā)[A];第二屆全國信息與電子工程學(xué)術(shù)交流會暨第十三屆四川省電子學(xué)會曙光分會學(xué)術(shù)年會論文集[C];2006年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 齊澤萍;治超不停車檢測系統(tǒng)在我省啟用[N];山西經(jīng)濟(jì)日報;2008年

2 蔣夢恬 記者 王春;手機(jī)安全檢測系統(tǒng)令“流氓”軟件無處遁形[N];科技日報;2013年

3 郭曉;鄭州建設(shè)簡易工況檢測系統(tǒng)[N];中國環(huán)境報;2006年

4 馬曉艷;全省高速公路57個治超點啟用不停車檢測系統(tǒng)[N];山西經(jīng)濟(jì)日報;2008年

5 孫宏;先進(jìn)光學(xué)3D板坯表面 質(zhì)量檢測系統(tǒng)[N];世界金屬導(dǎo)報;2012年

6 謝昌民;運城高速全部實現(xiàn)不停車超限超載檢測[N];山西日報;2008年

7 本報記者 張海瑞;創(chuàng)新科技治超 步入長效軌道[N];太原日報;2011年

8 方通;網(wǎng)絡(luò)入侵檢測系統(tǒng)——構(gòu)筑全方位保障[N];中國水利報;2003年

9 劉永春;陽高縣科技治超效果好[N];大同日報;2011年

10 可可;特諾恩轉(zhuǎn)爐噴濺檢測系統(tǒng)技術(shù)獲獎[N];中國冶金報;2011年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 黎耀;IPv6環(huán)境下異常檢測系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究[D];華中科技大學(xué);2006年

2 熊俊;單細(xì)胞離子光電聯(lián)合檢測系統(tǒng)的研究與設(shè)計[D];華中科技大學(xué);2007年

3 蘇波;集成光纖的毛細(xì)管電泳芯片檢測系統(tǒng)的研制[D];中國科學(xué)院研究生院（電子學(xué)研究所）;2006年

4 胡文靜;用于金屬探測的混沌振子系統(tǒng)研究[D];山東大學(xué);2012年

5 賀惠新;燃機(jī)異常檢測系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 韓浩;基于WSN農(nóng)作物生理參數(shù)檢測系統(tǒng)的設(shè)計與研究[D];寧夏大學(xué);2015年

2 王磊;基于DM642的人臉檢測系統(tǒng)[D];蘇州大學(xué);2015年

3 倪生冬;維語版《士兵職業(yè)基本適應(yīng)性檢測系統(tǒng)》的編制與信效度檢驗[D];第四軍醫(yī)大學(xué);2015年

4 錢云鵬;基于CCD的血漿乳糜度檢測系統(tǒng)設(shè)計[D];大連理工大學(xué);2015年

5 張鶴;高速、低噪聲太赫茲檢測系統(tǒng)[D];南京大學(xué);2014年

6 宋智明;模塊化實時人臉檢測系統(tǒng)的設(shè)計[D];大連理工大學(xué);2015年

7 葛楠;寧波移動公司基站維護(hù)檢測系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2014年

8 王剛;基于多傳感器的可穿戴跌倒檢測系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D];北京工業(yè)大學(xué);2015年

9 張巖;圓網(wǎng)壁紙印刷機(jī)套印檢測系統(tǒng)的研究[D];西安工程大學(xué);2015年

10 朱旭;高速公路超限檢測系統(tǒng)設(shè)計[D];太原理工大學(xué);2012年

  本文關(guān)鍵詞：激光傳感器三維靶標(biāo)檢測系統(tǒng)的設(shè)計與研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號：318812