[发明专利]一种玉米精准施药系统的作物行识别方法

摘要

本发明公开了一种玉米精准施药系统的作物行识别方法，步骤为工业相机和镜头采集玉米田RGB彩色图像；对获取的RGB彩色图像利用改进的过绿灰度化算法灰度化；利用改进的中值获取方法的中值滤波去除图像噪声；最大类间方差法对去噪后的图像二值化；采用形态学算法滤除二值化图像的噪声；基于马氏距离和玉米叶脉规则提取作物行骨架；基于主骨架点的Hough变换将主作物行拟合为直线。本发明最大程度保留作物行信息、去除背景干扰，提高了运算速度，基于马氏距离和玉米叶脉规则提取准确的作物行骨架，有效避免杂草等噪声的影响，适应不同作物及光照条件，作物行准确率高于98.3%，为精准农业系统中的喷药喷头自动对准提供了有效的方法。

主权项

一种玉米精准施药系统的作物行识别方法，其特征在于，其步骤如下：S1：利用工业相机和镜头采集玉米田RGB彩色图像；S2：对获取的RGB彩色图像利用改进的过绿灰度化算法进行灰度化；其中，改进的过绿灰度化算法为：灰度化后的灰度值Gary为S3：利用改进的中值获取方法的中值滤波去除灰度化图像噪声；S4：利用最大类间方差法对去噪后的图像进行二值化处理；S5：采用形态学算法滤除二值化图像的噪声；S6：基于马氏距离和玉米叶脉规则提取作物行骨架；S7：基于主骨架点的Hough变换算法将主作物行拟合为直线；所述改进的中值获取方法为：对于3*3的像素数组M：M=abcdefghi]]>其中，a>b>c，d>e>f，g>h>i，e>b>h，d>a>g，i<f<c；对矩阵的每个行向量进行降序排列：a>b>c，d>e>f，g>h>i，e>b>h，则a、d、g中的最大值d即为矩阵M的最大值，c、f、i中的最小值i为M的最小值，则由于9个元素的中值，必大于四个元素，同时也小于四个元素，所以d、i、a、f、e、h都不可能是中间值；排除以上六个像素之后，只需比较窗口矩阵中最大值中的最小值g、中值中的中间值b和最小值中的最大值c，然后取三者的中值，该中值便是数组M的中间值；所述形态学算法滤除二值化图像的噪声的方法为：采用3*3的模板对二值化图像先进行腐蚀，然后膨胀，循环3次；所述基于马氏距离和玉米叶脉规则提取作物行骨架的方法为：基于玉米叶脉规则确定玉米中心点，将此中心点作为主骨架点；通过马氏距离变换其他点得到距离图像，对距离图像进行骨架提取；所述马氏距离变换的方法如下：其中，表示其他点二维信息，表示主骨架点的二维信息，Σ‑1表示原始数据协方差矩阵的逆矩阵，表示其他点到主骨架点的距离。