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精准喷雾超声波测距系统的设计与试验 总被引：1，自引：0，他引：1
为实现精准喷雾,利用超声波无接触测量技术,设计了一种基于STM32单片机的超声波测距系统,以此来确定植株有无,进而控制喷雾位置及时间。该系统设计了超声波发射和回收模块实现回波信号的捕捉,通过软件对回波信号进行峰值时间检测,将测量数据直接传到电脑之中,不仅简化了电路,降低了成本,而且提高了系统的稳定度。试验结果表明,喷雾距离在300~700mm之间时,测距误差小于20mm,达到了系统设计的精度要求,从而为实现精准喷雾奠定了基础。 相似文献
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超声波测距系统的研究 总被引：1，自引：0，他引：1
超声技术是通过超声波产生、传播及接收的物理过程而完成的。微电脑超声测距仪由AT89C51单片机、超声波发射电路、超声波接收放大电路、环境温度采集电路及显示电路组成。该测距仪具有集成度高、反应速度快、测量精度高、性能价格比高等特点。文中主要介绍了脉冲回波法的超声空气测距原理及其系统构成。 相似文献
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水中杂质是引起超声波衰减、导致超声波流量计测量不准确的主要影响因素。采用数值模拟计算和实验研究相结合的方法,对含杂质水流的超声波流量计内部杂质分布及测量精度进行了研究。采用两相流数学模型进行内部流动的数值计算,获得了不同杂质粒径在不同流量工况下的杂质分布规律,通过实验对含杂质水流的超声波流量计的测量误差进行分析,对数值计算结果进行了验证,探知了不同杂质粒径对超声波传播中心区域的影响及超声波测量误差的影响规律。结果表明,杂质粒径在0.02 mm以下,或者流量在1.05 m3/h以上时,该工况下中心区域的杂质浓度分布基本保持一致,对超声波的传播和测量精度影响规律一致。结果可为超声波流量计在含杂质水质工况下测量精度的研究提供理论参考。 相似文献
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提出一种参数自适应的差分进化算法(Adaptive differential evolution,ADE)拟合圆的方法对树干胸径进行测量。采用实验室自制胸径测量平台采集树干胸径数据,对采集到的数据用K-means算法进行聚类,分割出背景与目标。为提高测量精度,采用角度补偿法对树干表面点到激光传感器中心的偏角进行补偿。对补偿后的数据,以激光传感器中心为坐标原点,计算出树干表面点横纵坐标。最后对树干表面坐标点采用自适应差分进化算法拟合圆,拟合过程中,差分进化过程的种群数、进化策略、变异尺度以及交叉概率随着进化过程自适应变化。分别对校园内与人工林地各40棵不同大小的树进行了测量与拟合,其拟合时间为1.41 s,拟合结果与实际值比较分析,RMSE分别为4.996 mm与4.500 mm。并与Levenberg-Marquardt(LM)算法、粒子群优化算法(Particle swarm optimization,PSO)以及Hough变换拟合圆法测量树干胸径进行了分析与比较,实验结果表明所提方法能更有效准确地测量出树干胸径。 相似文献
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为提高超声波流量计在大口径、高含沙引黄灌区应用过程中的计量精度,基于超声波流量计的原理,通过提高声源信号强度、减小传播衰减损失、修正温度曲线等方法对超声波流量计进行了改进．结果表明:频率为1 MHz的传感器声强强度及接收质量与05,02 MHz的传感器相比较低,信号中断严重;聚醚醚酮声导材料与聚砜声导材料相比声衰减较小;管道管径越大声衰减越大,大口径管道超声波流量计安装宜采用单声程模式;温度及泥沙等对计量精度有一定影响,且夏季侦测失败率较其他季节高;采用数字信号处理(DSP)可增加源信号处理量,缩短有效计算周期,消除由于泥沙含量变化所带来的散射声源损失;温度修正曲线能减小温度对测量精度的影响．研究结果可为大管径超声波流量计对黄河水的精确计量提供一定的技术支撑． 相似文献
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海棠果树动力学特性的研究 总被引：1，自引：0，他引：1
研究了果树在外界载荷作用下,果树形态结构(果枝直径,分叉角度)对能量传播速度及能量在分叉位置处分流情况的影响。选择1棵"Y"型果树进行室内试验,激振载荷选择冲击载荷和正弦连续振动载荷。在冲击试验中,得出各测点加速度曲线第1次出现波峰或波谷的时间差,从而计算出能量从某一测点传递到相邻测点的传播速度;在连续试验中,对得到的加速度信号进行曲线拟合,将得到的加速度拟合函数进行积分得到速度函数,进而求出果枝上各测点的动能,将这部分动能视为振动传递到各测点的能量。根据得出的拟合函数可知:在正弦激振载荷作用下,果枝上的加速度信号呈正弦函数分布,并且激振频率与果枝加速度频率几乎一致。研究表明:能量在主干上的传播速度大于在枝干上的传播速度,分叉角度越小,能量传播速度越大;能量在流经分叉点处时,产生分流,能量更多地流向枝干直径大的一侧。 相似文献
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在长有小灌木等干扰物和机耕道崎岖不平的复杂香蕉园环境中，机器人定位导航方法有时效果不佳、甚至失效，准确测量机器人与香蕉树的最短距离是实现定位与导航的前提和关键，为此提出一种基于拟合滤波的激光和超声波香蕉树测距方法。首先，在各采样时刻由激光和超声波传感器分别测得机器人到香蕉树的距离数据，并相互校验，生成待测香蕉树的一组距离数据；选择二次多项式以最小二乘法对该组距离数据进行拟合，基于拟合的二次多项式和设定阈值对该组距离数据进行滤波，去除其中偏差较大的距离；最后，对滤波后的距离数据中3个最小值求平均值，以此作为机器人到待测香蕉树的最短距离。实验表明，该测距方法在理想环境下对香蕉树的最大测距误差率为1.0%，在有小灌木等干扰物或者道路崎岖不平的环境以及室外自然场景下最大测距误差率为2.0%，相应的最大测距误差为1.0cm，且测距稳定性良好。 相似文献
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本设计硬件电路主要包括单片机电路、发射电路、接收电路等。发射探头的信号经放大和检波后发射出去,单片机的计时器开始计时,超声波发射后按原路返回,再经过放大、带通滤波、整形等环节,被单片机接收,计数器停止工作并得到时间。温度测量后送到单片机,通过程序对速度进行校正,结合两者实现超声波测距的功能。 相似文献
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超声波作为一种可靠的无损检测技术,是实现精准农业的重要手段。农田环境可能存在着小石块等异物,研究超声波在含石土壤中的传播特性有助于实现农田环境的精准监控。为此,以Biot模型为基础,建立了非饱和土壤环境下超声波的传播模型,并试验验证模型。以不同的土石成分、土石比例混合而成的岩土混合体作为传播试样,探究超声波在试样的声速、衰减系数等参数。试验以砂土、壤土为试验样土,以白玉石、刚玉圆球作为试验石块,结果表明:超声波声速与衰减系数与土石比例具有较好的相关性;随着土石混合体石块比例上升,声波均出现振幅减弱、声速下降的现象。 相似文献
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柴油液滴撞击倾斜壁面碰撞速度效应数值分析 总被引：1，自引：0，他引：1
采用复合水平集和流体体积法并综合考虑传热及接触热阻的作用建立了液滴碰撞倾斜壁面的数值模型,并验证了模型的可靠性。通过分析计算,获得了柴油液滴撞壁动力学形态的变化规律,揭示了液滴撞壁流动破碎机理,探索了液滴前、后铺展系数和铺展速度、总铺展系数以及壁面平均热流密度的碰撞速度效应规律。研究表明:液滴碰撞倾斜壁面射流和飞溅特征仅出现在前铺展边缘,且射流存在颈部破碎和根部破碎;液滴前铺展边缘射流区域内压力梯度是射流形成、发展及其颈部、根部断裂的主要原因;毛细波的作用是射流颈部和根部破碎的关键因素;碰撞速度越大,液滴的前、后铺展系数和铺展速度、总铺展系数以及壁面平均热流密度均越大;随着碰撞速度的增加,液滴撞壁特性的碰撞速度效应逐渐减小。 相似文献
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农业机器人的超声波测距系统设计 总被引：4，自引：2，他引：4
设计了一种用于农业机器人的超声波测距系统;分析了系统的硬件组成和工作原理;提出了采用声速温度补偿及针对湿度、气压和硬件电路的精度等其他影响因素的误差修正因子补偿来提高测距精度的方法.实验证明:该系统能够实现对农作物的精确测距和定位, 在一定程度上辅助农业机器人的视觉系统,使其提高精度. 相似文献
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为了适应作物生长需求,需要对大棚温度进行精确控制.首先,建立包含多种环境因素的大棚温度模型;其次,采用模糊PID控制方法,建立了高精度的温度控制方法.综合考虑温室外环境温度、风速、太阳照射强度和室内湿度等因素,采用ARX方法建立温度模型.采用模糊PID控制方法,以温度变化量及其变化率为输入,PID调节量为系统输出,对温... 相似文献
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梯田具有蓄水固沙的作用,是旱作农业区重点建设的高产稳产农田设施,为粮食增产、农民增收提供了有力保障。因仅基于影像数据采用边缘提取方法进行梯田区域分割效果不理想,及时准确地掌握梯田信息较为困难。无人机遥感技术的不断发展为高精度梯田地形信息的获取提供了新方法。本研究以甘肃省榆中县为例,首先从数字高程模型DEM数据中提取坡度,将正射影像与坡度数据融合,并通过基于Canny算子的粗边缘提取方法和基于多尺度分割的精细边缘提取方法,对比分析坡度对无人机遥感梯田影像边缘提取的影响。试验结果表明,正射影像和坡度融合的提取效果均优于单一的正射影像数据提取效果,粗边缘提取方法中正射影像和坡度融合的数据源精度平均提高了23.97%,精细边缘提取方法中正射影像和坡度融合的数据源精度平均提高了17.84%。研究表明,在无人机遥感梯田影像边缘提取中加入一定的地形特征,可以取得更好的边缘提取效果。 相似文献
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土壤机械阻力既关系到农作物的产量,又关系到农业机械的作业性能和能量消耗。为了实现土壤机械阻力的连续测量,开发设计了一套由“S”型力传感器、GPS模块、超声波测距模块、Arduino控制器、LCD显示模块和SD卡模块组成的系统。通过Arduino程序控制,使“S”型力传感器测量的土壤机械阻力,GPS模块测得位置信息及耕地速度,超声波测距模块测得的耕地深度存储到SD卡模块中。该系统通过Proteus仿真和硬件实物的搭接验证了系统的可行性、准确性。该系统的测量过程和方法与精准农业实时、连续测量土壤机械阻力的要求相吻合。 相似文献
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基于超宽带的温室农用车辆定位信息采集与优化 总被引：4，自引：0，他引：4
针对温室环境下农用车辆定位精度低的问题,开发了适用于温室环境的超宽带技术(Ultra wide band,UWB)室内定位试验平台。首先,以Ubisense射频芯片作为硬件基础,设计了定位平台标签和基站,并采用到达时间差(Time difference of arrival,TDOA)定位测距方法获得定位结果;然后,分别利用K-means聚类与截段处理的方法进行静态、动态定位信息优化计算,以减小脉冲信号传播特性和单一测距方式等导致的测量误差,获得准确的定位信息,实现温室内农用车辆的精确作业;最后,在温室环境下分别进行了静态定位试验与动态定位试验。试验结果表明,优化后的静态定位精度平均值为0.063 4 m,改进后的动态定位精度精确到8 cm的概率是原先TDOA算法的3.7倍。所搭建的定位试验平台满足温室农用车辆定位的实际应用要求,可为温室环境下农用车辆的定位和导航提供参考。 相似文献
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热敏式近地表无线风速廓线仪研究 总被引：1，自引：0，他引：1
针对常用风速廓线仪线路连接复杂、体积和功耗大、测量精度与自动化程度低且无法实现数据的实时记录与处理,致使研究退化草地近地表风速变化规律、地表粗糙度及其抗风蚀能力等诸多困难等问题,基于热敏电阻和无线传感网络技术,设计了具有体积小、功耗低、测量精度高的热敏式风速传感器和具有自动风向识别与无线数据传输功能的近地表风速廓线仪,实现了环境温度、湿度、大气压力、近地表风速等数据的自动采集、无线传输和实时处理等功能。试验表明:该风速廓线仪的旋转启动风速为3.7 m/s,风速测量范围为0~16 m/s,精度不低于0.3 m/s,最大响应时间为3 s,一次充电可连续工作7 h以上,能够准确反映近地表风速随高度的变化规律,风速廓线的指数拟合度在0.9以上;软件系统可实现对最多6个风速廓线测点的循环自动采集与处理,在射频功率最大、空中传输速率为2.4 kb/s时,35字节的数据包有效传输距离不低于500 m,6个节点完成一次数据传输所需时间不超过10 s。该系统具有功耗低、使用方便、操作简单、自动数据采集等优点,能够满足近地表风速变化规律的研究需要。 相似文献
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为了了解测控一体化板闸在高含沙水渠道的测流精度是否满足规范要求,选取宁夏南山台扬水灌区18条测流条件较好且具有代表性的支渠,通过对比无喉道量水槽的测流结果,整理分析不同灌水时期测控一体化板闸的测流数据,采用ANSYS Fluent建立物理模型,模拟研究测控一体化板闸的水力性能随含沙量的变化规律,并结合Rubicon测控一体化板闸测流原理,分析含沙量影响测控一体化板闸测流精度的成因.结果表明:当渠道水含沙量较大时,测控一体化板闸与无喉道量水槽的测流结果偏差较大;板闸计量箱内的流速分布、湍动能、含沙量、沙粒粒径均可能影响超声波流量计的测流精度;随着含沙量的增加,测控一体化板闸计量箱内湍动能减小,但流速分布无明显变化.因此,含沙量对测控一体化板闸测流精度有一定影响,主要由超声波在含沙水中的衰减作用以及含沙水的制紊作用导致,而流速分布对其影响较小. 相似文献