自動對靶精準施藥機研究—基于圖像邊緣檢測和目標識別

廖啟明

(鄭州澍青醫學高等專科學校，鄭州 450064)

0 引言

果園管理的首要任務是消除病蟲害，果樹在一年的生長周期內要噴藥8～15次，傳統的噴藥方式是大面積的噴藥，不僅造成了農藥的浪費，提高了農藥成本，對環境造成了負擔，噴藥效果也不理想，大大降低了噴藥作業的效率和實際的著藥量。精確對靶施藥平臺可以根據施藥目標的具體方位和設定施藥量的閾值，進行準確與精量的施藥作業，其技術難點在于施藥目標具體位置信息的檢測和識別。隨著計算機技術的飛速發展，機器視覺被應用到各個領域，在農業方面，通過計算機圖像處理已經可以識別到作物的特征信息，將其使用在自動對靶施藥平臺中，可以為自動對靶控制系統提供重要的作物位置信息，為準確和精量施藥提供重要的信息數據。

1 自動對靶精準施藥平臺作業原理和系統構成

自動精準對靶施藥平臺和傳統的施藥機械類似，被安裝在農用拖拉機車載平臺上，并通過拖拉機的牽引動力在農作物的兩側自動行進；在行進的過程中，通過搭載在平臺上的PC處理器獲取環境和施藥目標的圖像信息，圖像通過傳感器進行采集；當傳感器采集到果樹的全局范圍信息時，通過激光測距來判斷距離農作物的長度。其過程如圖1所示。

圖1 施藥平臺作業過程示意圖

在施藥平臺通過PC圖像處理器獲得樹木大體方位信息后，利用激光測距方法測試其距離果樹的距離；當距離較近時，信息反饋到主控單元，發出停車信號，然后利用計算機圖像處理計算識別具體的果樹果實和枝葉的目標信息，其原理和系統構成如圖2所示。……