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施药机器人对行施药系统的设计与试验
资料介绍
【目的】设计一种能在作物行间自主导航的施药机器人，实现移动机器人在温室中自动行走并均匀施药。【方法】针对导航路径识别受光线变化影响较大的问题，在 Kinect 摄像机获取的彩色图像中选取了 HIS 空间，并对K-means 算法的聚类中心和聚类数目的选取进行了优化，随后采用改进的 K-means 算法对与光照信息无关的 H、S 分量联合分割，获得完整道路信息，并采用 Candy 算子检测边缘及改进的 Hough 变化方法拟合导航路径。采用模糊控制方法通过实时调整转角和转向，对车体行走偏移进行矫正。同时，为满足不同农作物的施药需求，在喷药系统上选用了自整定模糊 PID 控制算法。【结果】该系统可有效适应不同光照条件，提取作物行中心线平均耗时12.36 ms，导航偏差不超过 5 cm，植株叶片正面的上、中、下层覆盖率分别为 63.26%、50.89% 和 75.82%，单位面积(1 cm2) 雾滴数平均为 5、42 和 78 个。【结论】本系统可以满足温室移动机器人自主施药防治病虫害的需求。
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