基于数字图像的雾滴沉积分布试验研究

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1、江苏大学硕士学位论文基于数字图像的雾滴沉积分布试验研究姓名：张振磊申请学位级别：硕士专业：农业机械化工程指导教师：邱白晶20090605江苏大学硕士学位论文摘要农药旌用后雾滴在田间及作物上的沉积分在状况直接影响到农田灭虫除草的效果，本课题研究的目的就是利用数字图像技术对农药细雾的沉积分布进行研究，得出雾滴在棚室内的沉积分布规律，为提高农药利用率、减少环境污染、实现施药作业的技术创新奠定基础。本课题使用喷有自漆的载玻片作为采样卡对沉积下来的雾滴进行采集，设计了雾滴图像的硬件系统来采集雾滴图像，利用

2、VisualC++6．0结合面向对象的模块化程序设计方法设计编制了雾滴图像分析处理软件，可以实现雾滴图像预处理、系统标定、雾滴特征参数的提取，特征参数包括雾滴当量直径、覆盖率和沉积密度。采用三维可视化工具3DSurfer以径向基函数插值的方法对试验数据进行处理分析，绘制了在56m棚室内单次喷雾、72m棚室两次喷雾以及棚室截面上雾滴的空间分布的曲面和等值线图，并比较了不同的风机风速对雾滴沉积分布的影响。通过大量的试验和工作，得出的主要结论如下：(1)在56m棚室单次喷雾中，雾滴当量直径和覆盖率在棚

3、室两侧大，中轴线上小，而沉积密度正好相反。雾滴当量直径和覆盖率在距棚室入口的第25m处的两侧皆出现峰值，沉积密度在棚室中轴线上距入口13m、35m和53m处出现峰值。(2)在73m棚室两次喷雾中，雾滴的当量直径和覆盖率在棚室第17m和53m处出现两个峰值，向前向后逐渐减小。雾滴沉积密度在棚室第20m和57m处出现各个谷点。试验结果还发现，分段多次喷雾的多作业方法较单次喷雾雾滴在棚室宽度方向上波动较小。(3)雾滴在56m棚室的第42m处截面上的沉积分布呈现在棚室边缘大，中间小的趋势。(4)不同风机

4、风速对雾滴沉积分布的影响：随着风机频率的增大，雾滴当量直径在棚室前15m和后15m没有明显的变化，在棚室中间的15--40m的区域，雾滴的当量直径随之增大；在棚室f；i『10m和后10m的区域，风机频率的变化对雾滴覆盖率没有明显的影响，在棚室中间10。45m的区域，随着风机频率的增大，江苏大学硕士学位论文覆盖率有增大的趋势，但在30-,．40Hz频率的范围内影响不十分明显；在棚室0。20m和40～55m的区域，风机频率对雾滴沉积密度的影响不明显，在棚室20。40m的区域，随着风机频率的增大，雾滴

5、的沉积密度有逐渐减小的趋势。关键词：图像处理，当量直径，覆盖率，沉积密度，三维可视化Ⅱ江苏大学硕士学位论文ABSTRACTThepesticidedropletsdepositiondistributiononthefieldandcropsdirectlyaffectstheeffectofweedinganddeinsectization．Theresearchpurposeofthisthesisistostudythedropletsdepositiondistributionbased

6、ondigitalimagetechnology,obtainthedistributionlawofdropletsingreenhouse．Itlaidthefoundationforimprovingtheutilizationefficiencyofpesticide，decreasingtheenvironmentalpollutionandtheinnovationofthepesticideapplicationtechnology．Theglassslidewhichiscoat

7、edbywhitepaintWasusedassamplingcardtosamplethedropletsdeposited．AhardwaresystemWasdesignedtoobtainthedropletsimages，andasoftwareWascodingbyVisualC++6．0combinedwithObject-Orientedmodularizationprogrammingmethodtoprocessthedropletsimage．ThissoftwareCal

8、lrealizetheImagePre-processing，systemcalibration，obtainingthedropletscharacteristicparameterswhichincludeddropletsequivalentdiameter,sprayingcoverageanddropletsdensity．TheexperimentaldataWasprocessedby3一Dvisualizationtool--3DSurferusingRadialBasisFun