[发明专利]一种草莓开花期喷施系统及方法

说明书

本发明公开了一种草莓开花期喷施系统及方法，所述喷施系统包括喷施装置、视觉检测装置和控制装置，喷施装置、视觉检测装置和控制装置固定在悬吊平台运动装置上；所述喷施方法包括：在离线状态下标定草莓开花状态类型参数；采集图像经校正后提取R颜色空间图像分量进行高斯滤波处理；利用改进K均值聚类分割算法对图像进行分割；利用形态学处理和连通区域面积特征分析方法提取草莓开花像素区域；计算草莓开花区域与总像素区域的像素比，并根据标定参数确定草莓开花期状态类型；根据草莓开花期状态类型确定喷施等级，自动调整单位面积喷施量。本发明喷施方法提高了草莓开花期施肥的精准性和可靠性，有利于提高草莓的产量和质量。

技术领域

本发明涉及喷施系统及图像处理方法，特别涉及一种草莓开花期喷施系统及方法。

背景技术

近年来，随着草莓产业的快速发展，草莓大棚的设施化程度不断提高，草莓产业已经由规模拓展阶段向设施提升阶段转型，草莓在开花期间，离不开施肥，当出现缺肥情况时，会导致抗寒能力降低、着花少、花蕾弱、坐果率低；当过度施肥时，会造成草莓生长过程中营养元素分布不均，致使肥料过度残留，因此，草莓开花期间施肥需要一个合理的标准，盲目施肥会影响草莓的生长。

目前草莓开花期施肥主要采取的是人工叶面喷施的方法，这种施肥方式人工成本高、效率低，且不能根据不同开花状况调整施肥量，喷施精准度受人为主观影响较大，根据草莓开花期的实际情况进行精准施肥，成为影响草莓产量和质量的重要因素。

发明内容

发明目的：针对以上问题，本发明目的是提供一种草莓开花期喷施系统及方法，实时检测草莓开花期状态，在不同开花期实时调整施肥量，提高施肥精准度和效率。

技术方案：本发明提出了一种草莓开花期喷施系统，包括喷施装置、视觉检测装置和控制装置，所述喷施装置、视觉检测装置和控制装置固定在悬吊平台运动装置上，悬吊平台运动装置固定在大棚支架上；

所述悬吊平台运动装置：利用移动驱动组件实现匀速运动；

所述视觉检测装置：负责图像采集与处理，并将处理结果上传给控制装置；

所述控制装置：是系统主控制器，用来控制悬吊平台运动装置运行状态，触发相机拍照，根据视觉检测装置的检测结果来控制喷施装置喷施量。

所述喷施装置包括肥料箱，肥料箱通过输送泵连接到输液管，输送泵的压力调控端和控制装置连接，给肥料箱输出肥料提供动力，输液管下方连接喷杆，喷杆上安装雾化喷头，输液管管道上安装有流量调节阀，流量调节阀的调控端与控制装置连接，用来调节施肥量大小，输液管出口处安装流量传感器，用于检测肥料流量并反馈给控制装置实现流量实时控制，肥料箱内装有液位传感器，液位传感器输出端连接控制装置，实现肥料箱中容量信息的判断与预警。

所述视觉检测装置包括相机和图像处理控制器，相机固定在丝杠上，丝杠通过丝杠连接座安装在肥料箱下面，相机负责图像采集，将采集到图像传输给图像处理控制器，图像处理控制器通过图像处理算法提取待测图像区域中开花状态参数，与样本标定参数进行比较，实现草莓开花期准确判断，并检测结果传输给控制装置。

所述悬吊平台运动装置包括齿轮，齿轮与固定在大棚支架上的齿条啮合，齿轮上有驱动电机和减速器，利用驱动轴控制齿轮按指定速度匀速运行，支撑轨道固定在大棚支架上，支撑轨道上安装有支撑滚轮，支撑滚轮根据固定在大棚支架上的导杆方向沿着支撑轨道运动，支撑平台设置在导杆上方，平台连接座设置在支撑平台上，驱动轴固定在平台连接座。

所述相机选择依据如下：相机参数包括分辨率、镜头焦距和感光芯片类型，其中分辨率和镜头焦距是主要参数，相机分辨率选择主要依据检测精度δ、视野尺寸W×H和检测速度进行判断，如下式：

RW＝W/δ (1)

RH＝H/δ (2)