發(fā)布時(shí)間：2020-11-08 12:43

　　 農(nóng)用無人機(jī)是一種有動(dòng)力、可控制、能攜帶多種任務(wù)設(shè)備、執(zhí)行多種農(nóng)業(yè)任務(wù),并能重復(fù)使用的無人駕駛飛行器,在農(nóng)田信息遙感、農(nóng)情監(jiān)測、植保作業(yè)等農(nóng)業(yè)領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。針對(duì)多旋翼農(nóng)用無人機(jī)在農(nóng)情監(jiān)測與噴藥植保作業(yè)等兩類典型作業(yè)的相關(guān)技術(shù)展開研究。其一主要研究農(nóng)用無人機(jī)災(zāi)情巡視作業(yè)的幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),涉及攝像機(jī)系統(tǒng)標(biāo)定、災(zāi)情面積計(jì)算與評(píng)估、多采樣點(diǎn)巡回的航跡規(guī)劃問題。其二主要研究農(nóng)用無人機(jī)噴灑農(nóng)藥的植保作業(yè)無人機(jī)航跡規(guī)劃問題。首先,分析了國內(nèi)外農(nóng)業(yè)無人機(jī)在農(nóng)業(yè)應(yīng)用以及應(yīng)用技術(shù)研究的現(xiàn)狀,闡述了本次研究的研究背景和意義。其次,針對(duì)農(nóng)情遙感無人機(jī)攝像機(jī)系統(tǒng)標(biāo)定問題,基于攝像機(jī)成像原理,建立了攝像機(jī)線性標(biāo)定模型,完成攝像機(jī)內(nèi)外參數(shù)的標(biāo)定,在此基礎(chǔ)上,利用已知的攝像機(jī)內(nèi)外參數(shù)和飛機(jī)的飛行高度信息,研究了農(nóng)田受災(zāi)區(qū)域圖像進(jìn)行處理和加工方法,給出受災(zāi)區(qū)域多邊形目標(biāo)的坐標(biāo)以及受災(zāi)區(qū)域的面積的計(jì)算方法。再者,針對(duì)大面積區(qū)域?yàn)?zāi)情巡視中多采樣點(diǎn)巡回的航拍規(guī)劃問題,將其歸結(jié)為多旅行商數(shù)學(xué)模型,借助遺傳算法給出無人機(jī)飛行架次以及各航次作業(yè)路徑規(guī)劃方法。最后,針對(duì)無人機(jī)的噴藥植保作業(yè)航跡規(guī)劃問題,分析了風(fēng)力對(duì)噴灑作業(yè)的影響,給出了“折返式”作業(yè)模式下實(shí)現(xiàn)作業(yè)區(qū)域的全覆蓋的無人機(jī)航線規(guī)劃方法。通過仿真和實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了上述模型及方法的可行性。
【學(xué)位單位】：河北科技師范學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：S252.3
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景和研究意義
    1.2 國內(nèi)外農(nóng)用無人機(jī)應(yīng)用現(xiàn)狀
        1.2.1 國外農(nóng)用無人機(jī)應(yīng)用現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)農(nóng)用無人機(jī)應(yīng)用現(xiàn)狀
    1.3 農(nóng)用無人機(jī)應(yīng)用技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.3.1 無人機(jī)低空遙感技術(shù)的研究現(xiàn)狀
        1.3.2 農(nóng)用無人機(jī)航跡規(guī)劃技術(shù)研究現(xiàn)狀
    1.4 本文組織結(jié)構(gòu)
第二章 農(nóng)情遙感無人機(jī)硬件環(huán)境和攝像機(jī)系統(tǒng)標(biāo)定
    2.1 硬件環(huán)境的搭建
    2.2 坐標(biāo)系統(tǒng)建立
    2.3 攝像機(jī)成像原理
        2.3.1 理想小孔成像模型及其原理
        2.3.2 攝像機(jī)的畸變模型
    2.4 線性模型攝像機(jī)標(biāo)定
        2.4.1 攝像機(jī)內(nèi)外參數(shù)標(biāo)定
        2.4.2 機(jī)載攝像機(jī)傾斜角及安裝高度的標(biāo)定
    2.5 無人機(jī)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)過程與結(jié)果
    2.6 本章小結(jié)
第三章 基于無人機(jī)遙感圖像的農(nóng)田受災(zāi)面積估算
    3.1 受災(zāi)面積估算流程
    3.2 研究區(qū)域概況
    3.3 無人機(jī)的視覺測量方法
        3.3.1 目標(biāo)點(diǎn)在攝像機(jī)坐標(biāo)下的坐標(biāo)變換
        3.3.2 目標(biāo)點(diǎn)在世界坐標(biāo)系下坐標(biāo)變換
    3.4 受災(zāi)面積的估算
    3.5 本章小結(jié)
第四章 無人機(jī)航拍作業(yè)航跡規(guī)劃
    4.1 航拍作業(yè)航跡規(guī)劃問題描述
    4.2 無人機(jī)單架次飛行能量計(jì)算與飛行架次預(yù)估
        4.2.1 無人機(jī)單架次飛行能量計(jì)算
        4.2.2 飛行架次預(yù)估
    4.3 MTSP的模型及轉(zhuǎn)換
    4.4 基于遺傳算法的最短路徑求解
        4.4.1 編碼與初始化
        4.4.2 適應(yīng)度函數(shù)與選擇操作
        4.4.3 交叉變異操作
        4.4.4 作業(yè)區(qū)域路徑規(guī)劃算法的基本步驟
    4.5 仿真試驗(yàn)
    4.6 本章小結(jié)
第五章 無人機(jī)農(nóng)田噴藥作業(yè)的航線規(guī)劃
    5.1 農(nóng)用植保無人機(jī)簡介
    5.2 噴藥作業(yè)航線規(guī)劃問題描述
    5.3 航線的確立
        5.3.1 噴灑作業(yè)有效寬幅的確定
        5.3.2 作業(yè)方法的方式與確立
        5.3.3 風(fēng)力對(duì)無人機(jī)作業(yè)航線的影響
    5.4 無人機(jī)作業(yè)的能量約束
    5.5 模擬實(shí)驗(yàn)
    5.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
發(fā)表論文和參加科研情況說明
致謝

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