基于图像信息的变量喷雾中果树农学参数实时检测方法与技术

变量喷雾是农药喷施的重要发展方向。变量喷雾可以在保证施药效果的前提下，避免农药过量使用，降低农药残留，减少环境污染，为无公害农产品的生产奠定基础。.农作物农学参数是实施变量喷雾的重要依据之一，而农作物农学参数是随时空变化的，对农作物农学参数进行实时、准确检测，是目前变量喷雾领域尚待解决的问题。.本项目以柑橘果树为研究对象，通过检测果树农学参数（冠层体积、生物量密度和叶面积指数）并对其数据进行分析与处理，建立相互之间的关系数学模型，在此基础上以嵌入式系统为技术平台，研究实时获取农学参数的图像处理方法与技术及变量喷雾控制系统。最后研究出果树农学参数实时检测的方法及其样机，实现对果树农学参数的实时检测，为果树的变量施肥、施药、灌溉提供可变量技术基础和理论依据，也为精细农业生产提供作物农学参数实时检测方法与技术基础。

变量喷雾是农药喷施的重要发展方向，农作物农学参数是实施变量喷雾的重要依据之一，而农作物农学参数是随时空变化的，对农作物农学参数进行实时、准确检测，是研究变量喷雾控制系统的核心技术。本项目以柑橘果树为研究对象，通过检测果树三个农学参数（冠层体积、生物量密度和叶面积指数）并对其数据进行分析与处理，建立相互之间的关系数学模型，在此基础上以嵌入式系统为技术平台，研究实时获取农学参数的图像处理方法与技术及变量喷雾控制系统。. 项目开展了三方面的研究，研究了果树农学参数的实时检测方法及模型，设计了基于DSP与FPGA的果树农学参数实时检测系统和基于DSP的变量喷雾控制系统。通过研究，首次提出检测果树树叶稀密程度的新方法---最大轮廓矩形法，该方法解决了现有检测方法现有方法采集图像时要求固定成像距离和标定白板的问题。得到了检测果树生物量密度（树叶稀密程度）的处理流程和方法，构建了果树农学参数之间的关系模型：果树树叶稀密程度与果树冠幅之间的最优关系模型为对数模型：y=1.839+1.306lnx，果树树叶稀密程度与LAI之间的最优关系模型为S模型：z=7×e(-0.137-0.336x)。为了将研究出的算法应用于已经研制的DSP采集系统，以OpenCV为技术平台将最大轮廓矩形法及构建的模型移植于VC平台上。根据项目要求，设计了一套以FPGA和DSP为核心的农学参数实时检测平台，设计了一套基于DSP的变量喷雾控制系统。