农业机械学报

作者：代祥，徐幼林，郑加强，马鲁强，丁凤娟，郭长皓

单位：南京林业大学,南京林业大学,南京林业大学,南京林业大学,南京林业大学,南京林业大学,

关键词：水分散粒剂;在线混合;图像处理;3D图像重构

基金：国家自然科学基金项目(31901239)、江苏省基础研究计划-青年基金项目(BK20170930)、江苏高校优势学科建设工程项目(PAPD)和南京林业大学“一流学科”建设经费项目(PNFD)

采用图像方法进行混药器在线混合效果分析具有不干扰流场、评价方便快捷的优点。基于所构建的用于农药水分散粒剂(WDG)在线混合效果评估的试验系统，采用模拟粒子进行了WDG应用于混药器的在线混合试验，借助高速相机、全反射三棱镜采集了水平及垂直视角下混药器检测区域中颗粒的流动分布情况。采用基于形态学校正的方法对所采集图像进行预处理，利用迭代式阈值法对其进行分割，提取各视角中粒子重心坐标及归一化转动惯量(I)参数；根据对应粒子横坐标一致性及帧间粒子运动非突变性，实现基于双视角图像的粒子匹配、三维重构及进一步的帧间粒子匹配，从而提出粒子空间分布均匀度计算方法，并实现粒子速度矢量提取。采用上述方法对4种用于模拟不同物理特性WDG的粒子进行在线混合试验，结果表明：在混药器水平放置条件下，沉降速度越小，混合均匀度越高，这是因为颗粒直径越小、密度与水更为接近的粒子不具有明显向下的速度矢量，更容易被流化，使得实际WDG分散溶解后不会出现药水分布不均匀的现象，从而在混药器实际应用时解决了WDG混合效果不佳的问题。

来源：2020年第5期

《农业机械学报》期刊编辑部

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