基本信息
- 项目名称：
- 农药喷洒中基于图像处理的喷洒参数确定算法
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 以喷头喷洒参数确定算法进行的精确农业可以将农药尽量喷洒在植被上，利用机器视觉技术和多个喷头模式农药喷洒技术可以在最大程度上适应田间实际情况。
- 详细介绍：
- 通常情况下，拍摄得到的田间图像由绿色植物区域与土壤背景区域组成。为了准确找到农药喷洒区域，先采用农业图像中常用的超绿特征2G—R—B图像分割，利用不同的色彩通道将绿色植物与土壤背景区分开来，然后将提取出的植被区域标记为“0”，背景标记为“1”，即采用二值图表示。接着，对优化后的图像进行处理：采用基于形态学的较小结构元素对提取出的植被区域进行多次腐蚀。最后，根据处理后的植被部分的面积大小和中心位置分别确定喷头喷洒半径和喷头位置，同时，喷头个数也被确定下来。实验结果和分析表明，算法中采用的图像处理方法可以有效解决喷洒区域狭长的情况，从而在最大程度上适应田间情况。
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 目的：针对精确农业中农药自动喷洒的问题，提出一种基于图像处理技术的喷洒参数确定算法。 基本思路：对于分割后的田间图像，引入图像处理技术中的腐蚀操作，通过多次腐蚀获得植被区域位置及大小，在此基础上分析处理后可以得出喷头的个数、每个喷头的位置以及喷洒半径。
科学性、先进性及独特之处
- 通过引入多次腐蚀操作，针对狭长区域，可以有效地确定喷头的个数、位置和喷洒半径，以喷头喷洒参数确定算法进行的精确农业可以将农药尽量喷洒在植被上，利用机器视觉技术和多个喷头模式农药喷洒技术可以在最大程度上适应田间实际情况。
应用价值和现实意义
- 引入多次腐蚀操作，可以有效解决狭长区域喷洒农药问题，实现农药的精确喷洒，从而减少土壤中农药残留，到达经济、环保、高效的目的。
学术论文摘要
- 在农药喷洒方面，目前我国主要采用手动喷雾器或者机动喷雾机大面积均匀喷洒，存在农药浪费、污染环境的缺点。为达到更好的农药喷洒效果，提出一种基于图像处理的喷洒参数确定算法。先把原始田间图像中的植被区域与背景区域分开来。采用基于形态学的较小结构元素对取出的植被区域进行多次腐蚀，这样可以有效解决喷洒区域狭长的情况，最后根据处理后的植被部分的面积大小、中心位置确定喷头喷洒参数以及喷头个数，从而在最大程度上适应田间情况。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 暂无
参考文献
- [1]毛罕平, 胡波, 张艳诚, 于国英. 机器视觉识别杂草中除草剂喷洒参数的优化[J]. 仪器仪表学报. 2008,29(4) [2]P.Soille,Morphological Image Analysis Principles and Applicaion Second Edition[M].北京:清华大学出版社.2008 [3]崔屹，图像处理与分析数学形态学方法及应用[M].北京:科学出版社.2000. [4]黄玲，马兆敏，胡波．基于形态学的多喷头喷洒参数确定算法[J]．安徽 农业科学，2009，37(35)：17786一17787．
同类课题研究水平概述
- 利用图像处理技术优化喷洒参数，提高农药喷洒的效果将降低环境污染、节省农药。国内外相关研究主要集中于杂草识别中除草剂的喷洒，但是由于杂草自动识别技术的精度不高，现有研究对于喷头喷洒参数的优化不够重视。而农药喷洒不需要将图像分为杂草、背景、作物三类，分割精度相对较高，有可能利用图像处理基础优化喷洒参数。应用形态学操作优化喷洒参数，在国内外精确农业中少有报道，部分研究仅为基础操作。在指导教师所在课题组，已有引入腐蚀操作进行喷洒参数的研究，在此基础上，本论文提出引入多次腐蚀操作，可以有效解决喷洒区域狭长的情况，从而提高的喷洒的精度。
