[發(fā)明專利]一種煙草專用精準(zhǔn)噴藥系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110614334.8
• 申請日: 2021-06-02
• 公開（公告）號: CN113331160B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王海濤;胡宏民;常劍波;陳沖;趙鳳霞;丁燕芳;宋學(xué)立;李耀宇;王潔瓊;董寧禹;楊晉艷;楊軍杰;陳玉國;蒲團(tuán)偉;吳彥輝;何嘉
• 申請（專利權(quán)）人: 河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所
• 主分類號: A01M7/00
• 分類號: A01M7/00;G06V20/10;G06V10/75;G06V10/82;G06N3/08
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11562
• 代理人: 賈耀淇

1.一種煙草專用精準(zhǔn)噴藥系統(tǒng)，其特征在于，包括：

煙草圖像采集模塊：用于對處于噴藥距離內(nèi)的煙草植株進(jìn)行圖像提取，并對煙草植株進(jìn)行距離的判定；

所述煙草圖像采集模塊包括陣線相機和距離傳感器，通過距離閾值結(jié)合比較器產(chǎn)生的脈沖觸發(fā)所述陣線相機的拍攝中斷，進(jìn)而采集植株圖像與植株間的距離，所述比較器中存儲有煙草植株間距的最大閾值；

煙草圖像機器視覺處理模塊：用于提取和獲得煙草圖像中的主體信息，工作流程為：對所述采集到的圖像進(jìn)行去噪處理，將背景圖像與煙草植株進(jìn)行分離，提取出煙草植株圖像，基于色彩空間變換與亮度均衡調(diào)節(jié)，對所述煙草植株圖像的亮度色彩信息進(jìn)行二次校正，得到最終的煙草植株圖像；

人工智能識別定位模塊：對煙草圖像特征進(jìn)行提取，輸出煙草植株圖像判定結(jié)果，具體步驟為：基于深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對所述最終的煙草植株圖像進(jìn)行特征提取，使用圖像掩膜的形式訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，獲得訓(xùn)練結(jié)果，最終實現(xiàn)圖像中煙草植株的定位掩膜；

在搭建所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)前，進(jìn)行大范圍的圖像采集，從而獲得相應(yīng)的訓(xùn)練數(shù)據(jù)；在訓(xùn)練過程中，將收集到的數(shù)據(jù)送入所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行前向預(yù)測，得到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的掩膜定位結(jié)果，再通過與實際煙草植株位置的比對獲得誤差，經(jīng)誤差反向傳播，調(diào)整所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)權(quán)重，對其進(jìn)行訓(xùn)練；

所述定位掩膜的過程為：提取特征區(qū)，用預(yù)先制作的特征區(qū)掩膜與待處理圖像相乘，得到特征區(qū)圖像，通過掩膜方法對圖像上的背景區(qū)域做屏蔽處理，使其不參加處理參數(shù)的計算，用圖像匹配的方法檢測和提取圖像中與掩膜相似的結(jié)構(gòu)特征，用提取的最終煙草植株圖像對待處理的圖像進(jìn)行遮擋，控制圖像處理的區(qū)域，獲得訓(xùn)練結(jié)果；

精準(zhǔn)噴藥模塊：將所述輸出的煙草植株圖像的像素位置與煙草植株的實際物理位置進(jìn)行對齊，從而進(jìn)行精準(zhǔn)噴灑。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙草專用精準(zhǔn)噴藥系統(tǒng)，其特征在于，煙草圖像采集模塊是以煙草植株距離為觸發(fā)方式對圖像進(jìn)行采集的，所述距離傳感器將采集到的距離信號經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，經(jīng)過比較器的判定，觸發(fā)陣線相機拍攝脈沖并將采集的圖像傳遞給煙草圖像機器視覺處理模塊進(jìn)行處理。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙草專用精準(zhǔn)噴藥系統(tǒng)，其特征在于，所述精準(zhǔn)噴藥模塊利用獲得的圖像位置信息，進(jìn)行施藥噴閥位置的校準(zhǔn)，完成圖像像素位置與實際煙草植株物理位置的對應(yīng)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的煙草專用精準(zhǔn)噴藥系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述圖像像素位置與所述實際煙草植株物理位置實現(xiàn)對應(yīng)后，使用圖像中的識別結(jié)果，驅(qū)動施藥噴閥進(jìn)行施藥，實現(xiàn)快速精準(zhǔn)噴藥。