在实验室可控光条件及室外自然光条件下拍摄大量绿色树木的图像进行RGB各分量的分析发现,绿色树木图像的G分量值都相对较大,而R、B分量值都相对较小。图像中的背景则鲜有这种现象。据此设计了2G/(R+B)和(R+B+G)/3这一组相对色彩因子来实现树木图像与其背景的分割,其中加入(R+B+G)/3是为了保证图像有足够的光照强度,避免图像中的暗区引起错误分割。为了排除随机噪声的干扰,对分割后的图像进行中值滤波,得到最后的分割结果。由图3可见,当阈值取得合理时,能获得良好的分割效果。
1.3.3 施决策
以图像分割结果为依据,进行施药决策运算,结果中包含施药命令,是实现自动精确喷雾的关键。为简化算法,提高决策实时性,用控制微型喷头来实现自动精确施药。在实验室实现的方法是:将CCD摄像头的可见视野无重叠地均匀分为若干个小的控制区域,每一个喷头对应一个小控制区域,以分割后的树木图像为基础,检测每一个控制区域,当某个控制区域中有目标(目标的有无通过阈值来设定),则形成对应喷头打开信息,否则形成喷头关闭信息。试验时,将视野平铺地分成4块,对应4个喷头,进行每个喷头的开关量决策,效果良好。如图4,由于2号区域存在目标,因此控制2号区域的微型喷头打开,而其他喷头关闭,从而实现自动精确喷雾。
1.3.4 信息发送
利用PC机主板上的COM口将施药决策的结果发送至单片机。用MSComm控件来进行串口编程。由于PC是RS232电平,而单片机是TTL电平,因此必须在它们之间用一个电平转换电路。