基于形态学的多喷头喷洒参数确定算法1

《基于形态学的多喷头喷洒参数确定算法1》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、基于形态学的多喷头喷洒参数确定算法基金项目广西工学院科学研究基金资助项目（院科自0840101）作者简介黄玲(1979.7-)，女，广西柳州人，讲师，硕士，研究方向：图像处理、智能控制、优化设计黄玲，马兆敏，胡波（广西工学院电子信息与控制工程系，广西柳州，545006）摘要：针对精确农业中农药喷洒的问题提出了一种基于形态学的多喷头喷洒参数确定算法。原始田间图像分割后分为植被和背景两部分，再通过不同的结构元素进行膨胀、腐蚀操作修正图像中的植被部分，接着根据处理后图像中的植被部分的面积和位置确定农药喷洒

2、参数。实验结果表明，对不同的田间图像该算法均能较好的自动确定喷头的个数和每个喷头的喷洒参数。关键词：喷洒参数、多喷头、农药、形态学中图分类号：S126；TP18文献标识码：AThemulti-nozzlessprayingparametersextractionalgorithmbasedonmorphologyHuangLing,MaZhao-min,HuBo（DepartmentofElectronicInformation&ControlEngineering,GuangxiUniversit

3、yofTechnology,LiuzhouGuangxi545006,China）Abstract:Anewalgorithmbasedonmorphologyforthepesticidesprayingparameterwithmulti-nozzlesinprecisionagricultureisproposed.Theoriginalimageisfirstdividedintovegetableandbackgroundwithsegmentation,andthenthevegetab

4、lepartsinsegmentationimageisprocessedviadilationanderosionwithdifferentstructuringelements.Thepesticidesprayingparametersareextractionwithmorphologyoptimizationimagebasedontheareasandpositionsofthevegetablepartsinmorphologyoptimizationimage.Theresultso

5、fexperimentsshowthatthenozzlesnumberandsprayingparametersofeverynozzleareextractedindifferentfieldimages.Keyword:Sprayingparameters;Multi-nozzles;Pesticide;Nozzle;Morphology随着经济的不断发展，农业生产中对环境的要求也日益提高，为此现代农业提出了尽量把农药喷洒在植被上而减少土壤中农药残留的精确农业。另一方面，由于图像处理技术不需要

6、过多的辅助设备而较能适应田间作业的复杂环境，机器视觉技术逐渐成为现代农业的一个发展方向。因此，在利用机器视觉技术进行田间作业的精确农业中如何实现农药的精确喷洒成为研究的热点，这在田间杂草识别的研究中最为常见。现有的研究方法，多是通过农用机器人行进中不断采集的田间图像，将作业区域分成若干子区域[1]-[4]。而对于各子区域农药的喷洒参数，一般以子区域的中心位置作为农药喷头的位置，根据图像中目标像素点到喷头的距离确定喷洒范围[1]-[3]。显然，由于田间作物分布缺乏规律，在图像中不可能完全处于中心位置，

7、因此有研究提出利用遗传算法优化各喷洒参数[5]。这些研究虽然优化了喷洒参数，但均是以一幅图像对应一个喷头的模式，显然这是无法适应田间实际情况的，因此一幅图像对应多个喷头模式农药喷洒参数的研究是解决这一问题的有效途径。1精确农业中农药的多喷头喷洒在精确农业中喷洒农药的目标是农药尽量喷洒在植被上，减少农药在土壤中的残留。所以在图像处理技术中，首先要通过分割操作将植被与土壤分开。如图1所示三幅田间图像的分割结果对应如图2所示，图2中白色的像素点表示土壤，植被对应的像素点依然为原来的颜色。在农业图像处理技术

8、中，由于农作物的生长缺乏规律，采集到的田间图像缺乏规律，如图1、图2所示三幅图像，无论是作物分布的位置还是疏密程度都存在较大差异，如果三幅图像均以一个喷头进行农药喷洒，其效果很难保证。所以，对于农业图像处理中单幅图像应考虑用多个喷头进行农药喷洒作业。在多个喷头对单幅图像进行农药喷洒中，喷洒参数主要包括喷头的个数以及每个喷头的位置、喷洒范围。(a)(b)(c)图1原图Figure1Originalimage(a)(b)(c)图2分割图Figure2Segmentatio