[发明专利]一种基于雾滴云模拟的喷雾仿真方法

权利要求书

1.一种基于雾滴云模拟的喷雾仿真方法，其特征在于，该方法的步骤如下： 

1）应用三维立体相机获取植株体三维点云数据，并通过点云删减方法及坐标变换处理，模拟实际作物植株； 

2）在确定喷头型号、喷头坐标及喷雾技术参数条件下，通过拉格朗日轨迹描述算子描述喷雾雾滴粒子运动轨迹； 

3）设计一种喷雾雾滴粒子运动轨迹与植株点云相交算法，判别雾滴落在植株体上与否并计算其落点位置； 

4）依据喷雾作业速度要求，不断变化喷头空间坐标完成动态模拟，直至达到停止条件后输出雾滴沉积率并优化喷雾高度。 

2.根据权利要求1所述的一种基于雾滴云模拟的喷雾仿真方法，其特征在于：所述使用三维立体相机取获取植株点云数据，利用距离采样法完成点云删减，采样距离为r，对删减后的点云进行坐标变换，坐标变换算法描述如下： 

选取植株模型根部一点为N，选取向上生长的茎部一点为M，则向量为平面Π的法向量，N为Π平面内的一点，设Π的公式为Ax+By+Cz+D=0， 则即带入N点坐标即得到XOY平面公式，在XOY平面上选择二个不平行的向量，并通过Schmidt正交化进行正交化并单位化，Schmidt正交化过程如下： 

若α₁，α₂，…，α_s线性无关，则构造β₁，β₂，…，β_s使其两两正交，且β_i仅是α₁，α₂，…，α_i的线性组合，i=1，2，…，s，再把β_i单位化，记则γ₁，γ₂，…，γ_s是规范正交向量组， 

其中β₁＝α₁，

…… 

对得到的二组基运用变换公式得到新坐标系下面点云的坐标，变换公式如下：若向量γ是n维向量空间V中的任一向量，它在基α₁，α₂，…，α_s与基β₁，β₂，…，β_s的坐标分别是X＝(x₁,x₁,…,x_n)^T，Y＝(y₁,y₁,…,y_n)^T， 

即γ＝x₁α₁+x₂α₂+…+x_nα_n＝y₁β₁+y₂β₂+…+y_nβ_n， 

则向量坐标变换公式为Y=C^-1X 

其中C是从基α₁，α₂，…，α_s到基β₁，β₂，…，β_s的过度矩阵，过度矩阵公式如下： 

C=(α₁，α₂，…，α_n)^T(β₁，β₂，…，β_n)。