果园喷雾机器人靶标探测与追踪系统.pdfVIP

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2023-08-08 发布于新疆
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果园喷雾机器人靶标探测与追踪系统.pdf

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第 37 卷第 9 期农业工程学报 Vol.37 No.9 2021 年 5 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering May 2021 31 果园喷雾机器人靶标探测与追踪系统 1 1 1 1 江世界，马恒涛，杨圣慧，张超， 1 1,2,3※ 4 苏道毕力格，郑永军，康峰（1. 中国农业大学工学院，北京 100083；2. 现代农业装备与设施教育部工程研究中心，北京 100083； 3. 中国农业大学烟台研究院，烟台264670 ；4. 北京林业大学工学院，北京 100083）摘要：针对风送喷雾装备不间断无差别喷施造成的过量用药和雾滴脱靶严重的问题，该研究设计一种果园喷雾机器人靶标探测与追踪系统，随果树对象位置变化实时调整喷雾角度实现精准对靶。该系统采用激光雷达扫描获取作业范围内果树的点云数据，确定靶标区域，然后通过点云分割、滤波等处理获得目标靶点，并根据目标靶点位置确定对应喷雾仰角；构建喷雾机构目标仰角与编码器脉冲数的数学模型，以及目标仰角与电动推杆行程的数学模型，设计喷雾机构仰角的测控方法。实际果树冠层靶点探测试验表明，随机选取的 3 棵果树目标靶点主要集中在距地 2.0～3.5 m 范围内，系统可以依据冠层形状计算靶点并调节喷雾仰角，最小喷雾仰角为 47.8° ，最大喷雾仰角为 51.4°，连续目标靶点之间喷雾仰角最大调节时间为 0.06 s ，可满足对靶的时效需求。该系统能够适应不同形态果树中下部对靶施药需求，为后续开展果园精准植保研究提供理论基础与技术参考。关键词：农业机械；喷雾；传感器；果园；植保；激光雷达；目标探测；仰角追踪 doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2021.09.004 中图分类号：S49 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2021)-09-0031-09 江世界，马恒涛，杨圣慧，等. 果园喷雾机器人靶标探测与追踪系统[J]. 农业工程学报，2021，37(9)：31-39. doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2021.09.004 Jiang Shijie, Ma Hengtao, Yang Shenghui, et al. Target detection and tracking system for orchard spraying robots[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2021, 37(9): 31-39. (in Chinese with English abstract) doi ：10.11975/j.issn.1002-