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论计算机视觉技术在农业自动化领域中的应用

2019-12-30 452 上传者：管理员

摘要：当代社会科技发展迅速，人类创造的计算机已经达到对人类视觉进行模拟的技术，还有分析现有环境情况，以及辨别物体细节和物体色彩，还有识别可以看到的对象等。现在计算机视觉技术在很多领域得到了使用，尤其广泛应用在农业自动化领域。本文主要分析讨论了对计算机视觉技术在农业自动化领域中的运用的相关内容，对未来发展趋势进行探索，为相关人员提供参考。

关键词：
农业发展
农业自动化
机器人
计算机视觉技术
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1、计算机视觉技术概述

计算机视觉技术是一门多学科交叉的技术，其中包括的学科有人工智能、神经生物学、图像处理技术等等。计算机视觉技术是根据人在现实中看到实物的能力进行研究，从而让人的能力复制到机器上，机器对图像进行处理并进一步对所采集的信息进行处理，以应用于实践检查测量和对机器人进行操作。通过赋予机器某种功能，让机器实现智能化，该项技术是人工智能范畴中的重要组成部分。机器人通过收集周边环境的图像信息，进一步对其进行处理，最后得到人们想要的信息，这一过程是计算机视觉技术的研究实质。

2、计算机视觉技术在农业自动化中的应用

计算机视觉技术在农业自动化领域中得到广泛应用，之所以如此广泛地应用该技术，是因为农作物生长会受到环境的影响，人们没有办法对下一秒出现的环境进行预测，也没有时间全天看守。因此，在对农作物的监控中使用该技术节约了大量的人力资源。

2.1 实现农作物生长过程中的监控

国外对该项技术的研究开展比国内早，所以国外的技术相比国内也更加成熟。比如通过图像信息处理对大棚生菜生长初期的叶片面积进行测量：或应用计算机视觉技术对黄瓜生长状况实行实时监测和分析，同时运用图像采集处理对作物和杂草进行分辨，为日后达成自动化精准施肥和除草等田间植物保护作业打下稳固基础^[1]。虽然国内的计算机视觉技术比国外应用的时间短，但是随着我国科技的不断发展，该技术在近几年的发展中得到了很好的提升。在我国。许多研究者已经成功将该技术对图像信息的监测功能应用到农业中。例如。对于南瓜叶面积的测量就可以通过图像处理功能，采集黄瓜病害的特点时可以用该技术对比无害的地方进行识别等等。

2.2 计算机视觉技术在自动化田间作业中的应用

2.2.1 对农作物行列进行识别。在机器人工作的过程中，需要注意的是农作物的保护，避免机器人破坏农作物的生长。针对这一问题，相关人员可以采用图像远程传输，进而判定机器人与农作物的位置的技术。目前，我国对此技术的研究较为成熟，准确率和实用性较高。

2.2.2 田间植保作业。在对农作物进行施肥、灌溉、除草以及消毒的过程中，怎样保证是对农作物还是杂草进行分别作业，这需要准确区分开。现阶段，我国运用现有的技术和能力已经可以做到精确区分农作物和杂草的功能，通过图像采集和处理确定杂草所在的位置以及当前杂草生长的情况，进而让机器人准确清除杂草。

2.2.3 应用于种子资源。检测农作物的生长很大程度上受农作物种子品质的直接影响，运用计算机视觉技术，让判定农作物种子的相关参数的采集任务以及对种子完好程度的辨别，从而对优良种子进行筛选。进一步提高种子的总体质量，让农作物生长更快，产出更优质的农作物^[2]。

2.3 计算机视觉技术在农产品自动化收获中的应用

在20世纪80年代左右，国外有些国家将计算机视觉技术应用在农作物的自动化收获当中，其中这些国家包括美国、日本等。在当时，他们已经着手于研究该技术，通过在自然光下图像色彩所映射出的信息，对制造的采集机械手进行指导，通过构建相关模型实现对采集物的识别技术。1990年左右，日本成为制造采集物机械的国家^[3]。

3、探究计算机视觉技术的应用及发展

随着我国科技的不断发展和壮大，农业自动化的很多领域都在运用计算机视觉技术。在农业中，农作物的质量相当重要，人们无法用肉眼所识别的微生物害虫可以用计算机视觉技术的相关功能进行实现，同时农作物生长的环境相对复杂多变，存在各种不确定因素，这使得农作物外形比较复杂，怎样精准识别农作物还需要不断完善^[4]。在未来的研究中，动态图像的获取也需要进一步进行研究，相关功能的算法也需要进行论证。

4、结束语

综上所述，我国计算机视觉技术在多个领域方面得到了认可，但是我们不可以安于现状，要不断进行创新。在实时变化的环境中，技术总是会存在某种缺陷。这需要我们进一步进行相关的完善，以促进我国农业发展。

参考文献：

[1]黄喜梅,毕建杰,张楠,等,计算机视觉技术在农业上的应用(英文)[J],Agricultural Science & Technology,2017,18(11):2158-2162.

[2]陈超,计算机视觉技术在农产品品质检测中的应用[J],电子技术与软件工程,2016(1):175.

[3]尹志豪,对农业自动化领域中计算机视觉技术的探讨Ⅱ1,科技与创新,2018(7):74—75.

[4]何东健,张海亮,宁纪锋,等,农业自动化领域中计算机视觉技术的应用[J],农业工程学报,2002(2):171-175,

刘明洋.对农业自动化领域中计算机视觉技术的探讨[J].南方农机,2019,50(5):65.