基于位移檢測和農(nóng)作物識別的靶向噴霧系統(tǒng)設(shè)計及實現(xiàn).pdf

1、靶向噴霧技術(shù)是智能植保的重要組成部分，為了提高農(nóng)藥利用率，需要根據(jù)作物的有無、噴霧機行駛速度的快慢實現(xiàn)自適應(yīng)調(diào)節(jié)噴霧方案，減少噴灑量過度導(dǎo)致的環(huán)境惡化問題。隨著MEMS半導(dǎo)體加工技術(shù)的進步，與傳統(tǒng)的集成電路工藝相結(jié)合，使得MEMS慣性傳感器體積小，質(zhì)量輕，從而被廣泛應(yīng)用于航空、航天、機器人、消費類電子產(chǎn)品乃至靶向噴霧等領(lǐng)域。
　　本文依據(jù)加速度工作原理和坐標變換方法，利用高精度三軸MEMS加速度傳感器ADXL345，采用I2C總線

2、通信方式，設(shè)計了位移檢測模塊，使用積分計算原理把加速度轉(zhuǎn)換為位移。為了降低傳感器測量誤差，分析了ADXL345加速度傳感器誤差來源，并對誤差進行了數(shù)學(xué)建模。在位移檢測模塊中提出了在雙重積分前增加濾波環(huán)節(jié)，除了靜態(tài)誤差補償，還對傳感器的隨機誤差選取具有自適應(yīng)性的EMD濾波方法。在智能靶向噴霧系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，結(jié)合MEMS加速度傳感器模塊，在Microsoft Visual Studio2010環(huán)境下，對靶向噴霧位移檢測系統(tǒng)進行了算法實現(xiàn)，并對

3、傳感器的誤差做了對比分析。
　　在靶向噴霧設(shè)備中，利用OpenCV的常用視覺庫函數(shù)完成對作物的檢測。為了獲取圖像中的綠色目標，先選擇超綠色法進行灰度化處理，然后利用類間最大方差法自動取閾值進行分割，可以有效地把綠色作物和背景分離出來。上位機根據(jù)機器視覺獲取的信息制定噴霧方案，通過串口發(fā)送信號控制下位機。在完成了系統(tǒng)主要元器件軟硬件設(shè)計后，添加了報警模塊，使得系統(tǒng)更智能化，最終搭建了該系統(tǒng)的試驗平臺。
　　進行田間模擬試驗表明