| 大田甘蓝作物行识别与对行喷雾控制系统设计与试验 |
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| 引用本文： | 韩长杰,郑康,赵学观,郑申玉,付豪,翟长远.大田甘蓝作物行识别与对行喷雾控制系统设计与试验[J].农业机械学报,2022,53(13):89-101. |
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| 作者姓名： | 韩长杰 郑康 赵学观 郑申玉 付豪 翟长远 |
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| 作者单位： | 新疆农业大学;新疆农业大学；北京市农林科学院 |
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| 基金项目： | 江苏省重点研发计划项目（BE2021302）、江苏省农业科技自主创新资金项目（CX（21）2006）、北京农业智能装备技术研究中心开放项目(KFZN2021W001)和天山创新团队项目（2021D14010） |
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| 摘 要： | 对行喷雾技术可提高农药的利用率，有利于保护环境和减少农药残留。本文搭建基于机器视觉的大田甘蓝对行喷雾控制系统。通过改进的ExG算法提取颜色信息，采用最大类间方差法和形态学的开闭运算分割作物与背景。提出甘蓝作物行定位与多作物行自适应ROI提取方法，在条带分割的ROI内基于限定阈值垂直投影对特征点集进行采集，通过最小二乘法对特征点集进行线性拟合得到作物行中心线。利用中心线几何关系得到作物行偏移信息，根据对行机构的运动特性建立对行偏移补偿模型，并设计基于PID轨迹追踪算法的对行喷雾控制系统。试验结果表明，实验室作物行识别准确率为95.75%，算法平均耗时为77ms。在田间试验中，识别算法在时间段09:00—11:00、14:00—16:00内测试效果最佳，识别偏差均值保持在2.32cm以下。针对不同范围的杂草测试中，算法平均识别成功率为95.56%，说明算法具有较强的鲁棒性。在与其他识别算法对比测试中，本文算法平均耗时最短，识别成功率最高，能够为实时作业提供视觉引导。在对行喷雾控制系统田间试验中，对行准确率达到93.33%，对行控制算法可将对行偏差控制在1.54cm，满足田间实际应用要求。
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| 关 键 词： | 大田甘蓝 机器视觉 精准施药 作物行识别 轨迹追踪 |
| 收稿时间： | 2022/1/17 0:00:00 |
Design and Experiment of Row Identification and Row-oriented Spray Control System for Field Cabbage Crops |
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| HAN Changjie,ZHENG Kang,ZHAO Xueguan,ZHENG Shenyu,FU Hao,ZHAI Changyuan.Design and Experiment of Row Identification and Row-oriented Spray Control System for Field Cabbage Crops[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Machinery,2022,53(13):89-101. |
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| Authors: | HAN Changjie ZHENG Kang ZHAO Xueguan ZHENG Shenyu FU Hao ZHAI Changyuan |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | field cabbage machine vision precise application crop row identification trajectory tracking |
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