在植株病蟲害防治過程中,傳統(tǒng)施藥方式普遍采用大容量淋洗式噴霧技術(shù),易造成農(nóng)藥浪費(fèi),帶來環(huán)境污染問題。精細(xì)化對(duì)靶噴霧逐漸成為農(nóng)林植保領(lǐng)域的研究熱點(diǎn),對(duì)植保作業(yè)中節(jié)省農(nóng)藥和保護(hù)環(huán)境有重要意義。針對(duì)噴霧機(jī)器人定位過程中軌跡偏離誤差以及靶標(biāo)檢測無法精確區(qū)分冠層和樹干等問題,本文將軌跡優(yōu)化方法和植株冠層分割方法運(yùn)用于噴霧機(jī)器人系統(tǒng)精確定位與變量噴霧靶標(biāo)檢測,有利于提高噴霧施藥的精確性和精細(xì)化程度,具體研究內(nèi)容如下:（1）針對(duì)果園、林道等環(huán)境下植株精細(xì)化對(duì)靶噴霧,設(shè)計(jì)了機(jī)器人噴霧系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)采集單元、運(yùn)動(dòng)控制單元和噴霧控制單元三部分組成。數(shù)據(jù)采集單元采用RGB-D傳感器獲取目標(biāo)植株的彩色信息和深度信息,由嵌入式主處理器對(duì)其進(jìn)行處理分析;運(yùn)動(dòng)控制單元采用陀螺儀獲取噴霧機(jī)器人姿態(tài)數(shù)據(jù),通過CAN總線由輔控制器控制輪轂電機(jī)進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制;噴霧控制單元采用隔膜泵和PWM控制電磁閥進(jìn)行精細(xì)化對(duì)靶噴霧。（2）針對(duì)傳統(tǒng)的軌跡優(yōu)化方法存在定位精度差、浮點(diǎn)漂移、深度信息易丟失等問題,本文提出了一種融合深度信息的全局非線性軌跡優(yōu)化方法。該方法在噴霧機(jī)器人行駛過程中,由RealSense傳感器采集... 

【文章來源】：江蘇大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 選題背景及研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 噴霧機(jī)器人研究現(xiàn)狀
        1.2.2 軌跡優(yōu)化技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.3 檢測分割技術(shù)研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究內(nèi)容及章節(jié)安排
第二章 噴霧機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    2.1 噴霧機(jī)器人組成
    2.2 噴霧機(jī)器人數(shù)據(jù)采集處理單元
        2.2.1 Kinect2.0 傳感器
        2.2.2 RealSense傳感器
        2.2.3 嵌入式主處理器
    2.3 噴霧機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制單元
        2.3.1 輔助控制器
        2.3.2 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊
        2.3.3 IMU模塊
    2.4 噴霧機(jī)器人噴霧控制單元
        2.4.1 隔膜泵控制
        2.4.2 PWM控制電磁閥
    2.5 本章小結(jié)
第三章 噴霧機(jī)器人全局非線性軌跡優(yōu)化方法
    3.1 基于彩色信息的軌跡優(yōu)化
        3.1.1 FAST特征點(diǎn)及BRIEF描述子
        3.1.2 特征點(diǎn)匹配
        3.1.3 重投影誤差
    3.2 基于深度信息的平移向量優(yōu)化
    3.3 全局非線性軌跡優(yōu)化
    3.4 最佳噴霧點(diǎn)計(jì)算
        3.4.1 目標(biāo)植株位置計(jì)算
        3.4.2 最佳噴霧點(diǎn)計(jì)算
    3.5 試驗(yàn)驗(yàn)證與結(jié)果分析
        3.5.1 FAST特征點(diǎn)獲取
        3.5.2 特征匹配
        3.5.3 噴霧機(jī)器人軌跡分析
    3.6 本章小結(jié)
第四章 植株超體聚類冠層分割
    4.1 植株顯著性點(diǎn)云獲取
        4.1.1 Kinect傳感器彩色點(diǎn)云獲取
        4.1.2 CIELab顏色空間
        4.1.3 顯著性點(diǎn)云
    4.2 改進(jìn)的超體聚類算法
        4.2.1 八叉樹網(wǎng)格
        4.2.2 Mean-Shift算法
        4.2.3 超體聚類
        4.2.4 Nanoflann加速算法
    4.3 植株冠層檢測與提取
        4.3.1 LCCP聚類算法
        4.3.2 改進(jìn)的SSV-LCCP分割算法
        4.3.3 目標(biāo)植株噴霧模型
    4.4 試驗(yàn)驗(yàn)證與結(jié)果分析
        4.4.1 點(diǎn)云的獲取與處理
        4.4.2 點(diǎn)云的分割誤差分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號(hào)：3164542