科技项目成果推介-基于机器视觉的马铃薯田间施肥装置

本装置结合机器视觉技术、机电一体化技术以及相应的马铃薯施肥诊断模型，能够实现田间马铃薯精准施肥的目的。主要功能有：田间自动导航、地头辅助调头；实时在线检测土壤碱解氮含量和预测植株施肥量；开沟、精准施肥、覆土一体化作业。

垄间前视图像处理技术：

      本作品基于机器视觉进行前进路径识别，主要基于霍夫变换得到导航路线，并向控制器反馈转向角大小。

冠层俯视图像处理技术：

        在HSV颜色空间下，对拍摄的马铃薯冠层图像进行前景提取，通过相应的图像处理方法提取对比度、二阶矩、反差分矩阵、熵、R、G、B等特征参数。

土壤碱解氮含量预测模型：

      通过RBF等算法建立土壤碱解氮含量与图像特征参数之间数学模型。

 （1）建立了基于机器视觉技术的马铃薯田间土壤碱解氮丰缺量的诊断模型。

 （2）应用机器视觉技术实现了马铃薯垄间路径导航。

      作业速度：0.2 m/s-1.0 m/s；电机功率：600w；承载能力：200kg；路径识别速度：4s-5s。

（1）基于机器视觉的路径导航方式，不需要在田间搭设其余导航硬件设施，应用方便，节约成本。

（2）该平台的应用能够提高马铃薯的田间施肥管理效率，减少肥料浪费。

（3）该平台通过改进，可以搭载多样的功能模块，实现更多功能。

（1）本装置能够实现精准施肥，减少化肥的施用，降低生产成本，减轻土壤污染，提高作物产量。

（2）本装置操作简单、制造成本低，能够实现自动导航、开沟、精准施肥、覆土一体化作业，大大提高工作效率。