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基于无人机采集的视觉与光谱图像预测棉花产量（英文）
被引量：
9
1
作者
张美娜
冯爱晶
+1 位作者
周建峰
吕晓兰
《农业工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第5期91-98,共8页
为了高效管理农田,该文提出了一种应用低空遥感视觉与光谱图像预测棉花产量的方法。盛花期前的棉花图像由无人机遥感平台在距地面50m的飞行高度下采集,采集的局部图像通过拼接处理得到棉花地的全景RGB图像与CIR(color-infrared,彩色红外...
为了高效管理农田,该文提出了一种应用低空遥感视觉与光谱图像预测棉花产量的方法。盛花期前的棉花图像由无人机遥感平台在距地面50m的飞行高度下采集,采集的局部图像通过拼接处理得到棉花地的全景RGB图像与CIR(color-infrared,彩色红外)图像。基于全景图像提取并计算了色度、植株覆盖率与归一化植被指数(normalized difference vegetationindex,NDVI)3个特征参数,用于构建棉花产量的预测模型。包括产量与特征参数的原始数据集随机分为训练集(90%)与测试集(10%)。训练集数据首先基于产量概率分布特征去除了10%的离群值,然后通过均值滤波器滤波,处理后的数据用于构建预测模型。通过SAS软件对比分析了单变量、双变量以及三变量构建的线性回归模型,预测模型由P值、决定系数R2、每0.4 hm2面积下估计值与真实值之间的平均绝对误差百分比(mean absolute percentage error,MAPE)这3个参数进行评估。试验结果表明,单变量、双变量以及三变量构建的共7个线性回归模型,其P值均小于0.05,则7个线性回归模型均具有统计学意义(5%显著性水平)。其中,由三变量构建的多元线性回归模型具有最大的决定系数R2=0.9 773,因此适应性最优。基于测试集验证模型精度,试验结果表明,采用多元线性回归模型进行产量估计,估计值与实际值之间的平均绝对误差百分比为4.0%。因此,无人机搭载图像传感器采集提取视觉与光谱特征能够有效用于作物产量的预测。
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关键词
无人机
农作物
遥感
棉花
产量预测
图像处理
建模
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职称材料
倾转三旋翼垂直起降无人机悬停姿态控制
被引量：
7
2
作者
许景辉
马贺
+2 位作者
周建峰
田钰强
韩文霆
《农业机械学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第10期16-22,共7页
针对一种倾转三旋翼垂直起降(VTOL)飞行器在悬停状态下的姿态控制问题,设计了一种基于STM32系列微控制器的飞行控制系统。采用十轴组合惯性导航模块实时采集载机平台姿态信息,并结合基于四元数的互补滤波算法进行姿态信息解算。针对无...
针对一种倾转三旋翼垂直起降(VTOL)飞行器在悬停状态下的姿态控制问题,设计了一种基于STM32系列微控制器的飞行控制系统。采用十轴组合惯性导航模块实时采集载机平台姿态信息,并结合基于四元数的互补滤波算法进行姿态信息解算。针对无人机姿态控制实时性和精度要求高的特点,采用串级PID控制算法对载机进行悬停状态下的姿态控制。实验结果表明:串级PID控制算法在悬停状态下能够对倾转三旋翼垂直起降飞行器进行快速、稳定、准确的姿态控制,并具有一定的鲁棒性。在横滚角的内环采用PD控制(Kp为8.371,Kd为3.015),外环采用PD控制(Kp为5.1,Kd为1.15);俯仰角的内环采用PD控制(Kp为3.137,Kd为1.6),外环采用PID控制(Kp为3.43,Ki为0.003,Kd为3.97);偏航角采用PI控制(Kp为9.30,Ki为0.11)时,其悬停状态下具有最优姿态控制效果。研究结果对倾转三旋翼垂直起降飞行器飞行控制的后续研究具有指导作用。
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关键词
倾转三旋翼无人机
垂直起降
串级PID
姿态控制
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职称材料
题名
基于无人机采集的视觉与光谱图像预测棉花产量（英文）
被引量：
9
1
作者
张美娜
冯爱晶
周建峰
吕晓兰
机构
江苏省农业科学院农业设施与装备研究所农业部长江中下游设施农业
工程
重点实验室
美国
密苏里大学食品与生物工程系
江苏
大学
农业装备
工程
学院
出处
《农业工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第5期91-98,共8页
基金
Key Laboratory of Protected Agriculture Engineering in the Middle and Lower Reaches of Yangtze River,Ministry of Agriculture,China
文摘
为了高效管理农田,该文提出了一种应用低空遥感视觉与光谱图像预测棉花产量的方法。盛花期前的棉花图像由无人机遥感平台在距地面50m的飞行高度下采集,采集的局部图像通过拼接处理得到棉花地的全景RGB图像与CIR(color-infrared,彩色红外)图像。基于全景图像提取并计算了色度、植株覆盖率与归一化植被指数(normalized difference vegetationindex,NDVI)3个特征参数,用于构建棉花产量的预测模型。包括产量与特征参数的原始数据集随机分为训练集(90%)与测试集(10%)。训练集数据首先基于产量概率分布特征去除了10%的离群值,然后通过均值滤波器滤波,处理后的数据用于构建预测模型。通过SAS软件对比分析了单变量、双变量以及三变量构建的线性回归模型,预测模型由P值、决定系数R2、每0.4 hm2面积下估计值与真实值之间的平均绝对误差百分比(mean absolute percentage error,MAPE)这3个参数进行评估。试验结果表明,单变量、双变量以及三变量构建的共7个线性回归模型,其P值均小于0.05,则7个线性回归模型均具有统计学意义(5%显著性水平)。其中,由三变量构建的多元线性回归模型具有最大的决定系数R2=0.9 773,因此适应性最优。基于测试集验证模型精度,试验结果表明,采用多元线性回归模型进行产量估计,估计值与实际值之间的平均绝对误差百分比为4.0%。因此,无人机搭载图像传感器采集提取视觉与光谱特征能够有效用于作物产量的预测。
关键词
无人机
农作物
遥感
棉花
产量预测
图像处理
建模
Keywords
unmanned aerial vehicle
crops
remote sensing
cotton
yield prediction
image processing
modeling
分类号
S252 [农业科学—农业机械化工程]
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职称材料
题名
倾转三旋翼垂直起降无人机悬停姿态控制
被引量：
7
2
作者
许景辉
马贺
周建峰
田钰强
韩文霆
机构
西北农林科技
大学
水利与建筑
工程
学院
西北农林科技
大学
旱区农业水土
工程
教育部重点实验室
密苏里大学食品与生物工程系
西北农林科技
大学
中国旱区节水农业研究院
出处
《农业机械学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第10期16-22,共7页
基金
国家重点研发计划项目(2017YFC0403203)
中央高校基本科研业务费专项资金项目(2452015050)
+1 种基金
陕西水利科技计划项目(2014slkj-18)
西北农林科技大学大学生创新创业训练计划项目(201710712040)
文摘
针对一种倾转三旋翼垂直起降(VTOL)飞行器在悬停状态下的姿态控制问题,设计了一种基于STM32系列微控制器的飞行控制系统。采用十轴组合惯性导航模块实时采集载机平台姿态信息,并结合基于四元数的互补滤波算法进行姿态信息解算。针对无人机姿态控制实时性和精度要求高的特点,采用串级PID控制算法对载机进行悬停状态下的姿态控制。实验结果表明:串级PID控制算法在悬停状态下能够对倾转三旋翼垂直起降飞行器进行快速、稳定、准确的姿态控制,并具有一定的鲁棒性。在横滚角的内环采用PD控制(Kp为8.371,Kd为3.015),外环采用PD控制(Kp为5.1,Kd为1.15);俯仰角的内环采用PD控制(Kp为3.137,Kd为1.6),外环采用PID控制(Kp为3.43,Ki为0.003,Kd为3.97);偏航角采用PI控制(Kp为9.30,Ki为0.11)时,其悬停状态下具有最优姿态控制效果。研究结果对倾转三旋翼垂直起降飞行器飞行控制的后续研究具有指导作用。
关键词
倾转三旋翼无人机
垂直起降
串级PID
姿态控制
Keywords
tilt tri-rotor unmanned aerial vehicle
vertical take-off and landing
cascade PID
attitude control
分类号
TP273 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于无人机采集的视觉与光谱图像预测棉花产量（英文）
张美娜
冯爱晶
周建峰
吕晓兰
《农业工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019
9
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职称材料
2
倾转三旋翼垂直起降无人机悬停姿态控制
许景辉
马贺
周建峰
田钰强
韩文霆
《农业机械学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018
7
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职称材料
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