[发明专利]一种杂草定位喷除系统及其定位喷除方法

说明书

一种杂草定位喷除系统及其定位喷除方法，该杂草定位喷除系统包括：杂草定位装置，包括壳体及安装在所述壳体内的图像采集模块、喷头控制板和数据处理模块，所述图像采集模块与所述数据处理模块连接，所述数据处理模块与所述喷头控制板连接；喷头装置，包括喷头、电磁阀和喷杆连接机构，所述喷头与所述电磁阀连接并通过所述喷杆连接机构与喷药机的喷药管连接固定。该杂草定位喷除方法包括杂草定位，通过分析农作物的图像信息，根据该农作物的不变矩特征分析识别田间农作物，将该田间农作物区域以外的绿色植物均定位并标记为杂草；结果输出，根据标记的杂草信息输出控制指令；以及对靶喷药，根据该控制指令对杂草进行对靶喷药予以喷除。

技术领域

本发明涉及一种杂草定位系统及其定位方法，特别是一种能自动分析识别田间作物从而实现对杂草准确定位的智能杂草定位喷除系统及其定位喷除方法。

背景技术

精准农业是21世纪农业发展的一个重要方向，将推动粗放型传统农业向精细型现代农业转变。农田杂草是农业生产的大敌，也是困扰农作物生长的基本问题之一。因此，如何快速、准确地自动获取农田杂草信息，成为杂草精准控制技术所面临的首要问题，也是制约其实现的瓶颈。

现有技术中尚未有应用于田间实际作业中的成熟杂草定位系统，而且田间杂草种类较多，如果需要准确的定位识别出每一种杂草也是不现实的。因此，如何自动分析识别田间作物，从而实现对杂草的准确定位，是本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中的上述问题，提供一种能自动分析识别田间作物从而实现对杂草准确定位喷除的杂草定位喷除系统及其定位喷除方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种杂草定位喷除方法，用于农作物的田间杂草定位及喷除，其中，包括以下步骤：

S100，杂草定位，通过分析农作物的图像信息，根据该农作物的不变矩特征分析识别田间农作物，将该田间农作物区域以外的绿色植物均定位并标记为杂草；

S200，结果输出，根据标记的杂草信息输出控制指令；以及

S300，对靶喷药，根据该控制指令对杂草进行对靶喷药予以喷除。

上述的杂草定位喷除方法，其中，所述步骤S100进一步包括：

S101，图像采集，实时采集田间图像信息；

S102，图像处理，利用2G-R-B超绿模型灰度化所述步骤S101采集的田间图像，并将该灰度化的田间图像用OTSU自动阈值法二值化处理；

S103，模板特征提取，对所述二值化处理的田间图像利用n*n模板进行特征提取，计算出该模板对应的不变矩值，采用扩展HU不变矩，得到6个不变矩特征值；

S104，特征匹配，对所述6个HU不变矩特征值利用最临近分类器法与预存的该田间作物的HU不变矩值进行特征匹配；以及

S105，作物定位，对所述步骤S104的匹配结果认定为杂草的对应图像进行标记。

上述的杂草定位喷除方法，其中，所述步骤S100还包括：

S106，图像遍历，对所述步骤S102二值化处理的田间图像从该田间图像的左上角开始从左到右、从上到下按顺序遍历，重复所述步骤S103至步骤S105，直到所有图像均被遍历一边为止。

上述的杂草定位喷除方法，其中，所述步骤S102中用OTSU自动阈值法二值化处理该灰度化的田间图像包括：

设该灰度化的田间图像灰度级是L，则其灰度范围为[0，L-1]，利用OTSU算法计算该田间图像的最佳阈值为：

t＝Max[w0(t)*(u0(t)-u)²+w1(t)*(u1(t)-u)²)]，