作物数字图像远程获取控制系统的研究

节水中心2012届硕士研究生陈微，在导师韩文霆副研究员的指导下，经过三年努力完成基于C#与OpenGL喷头水量分布动态模拟及组合优化。

研究方向：农业电气化与自动化

摘  要

作物图像获取是计算机视觉技术在作物长势监测应用中的关键技术之一。目前已有的作物图像获取方法有地面定点、车载移动多点、卫星遥感和机载遥感等多种形式。课题小组集成车载移动和地面定点两种图像采集方法的优点，研究了一种固定桁架式地面移动多点作物图像远程精准获取系统。在实际应用中，存在难以获取细小叶片图像的缺点，本文针对此缺点，对固定桁架式地面移动多点作物图像远程精准获取系统进行了完善，研究结果为作物长势信息的远程管理提供了一种地面移动多点实时监测平台。 （1）在已开发的可以实现图像获取设备水平移动、360度转动、俯仰运动的固定桁架式地面移动多点作物图像远程精准获取系统的基础上，补充设计了图像获取设备垂直移动的运动系统。该系统由步进电机、丝杠、四杆机构和步进电机控制器组成，依据垂直运动机构的载荷和运动要求，对步进电机的功率、丝杠强度、联轴器以及联接螺栓进行了设计选型及力学分析。 （2）针对图像获取设备的各个运动结构，开发了集步进电机、云台镜头控制为一体的控制软件。分两部分介绍了步进电机控制和云台镜头控制；在分析云台相机和步进电机的SDK二次开发包程序的基础上，选择在Vsiual C++ 6.0编程环境里，开发了集成控制软件，实现了对步进电机和云台镜头的远程控制。 （3）系统采用网络摄像机和电动变焦镜头作为图像摄取设备，通过全方位智能控制云台、螺旋四杆机构和水平滑块导轨机构的设计与选型，建立了图像摄取设备的水平移动、垂直移动、360度空间转动、俯仰运动等子系统，实现了精准获取不同植株、同一植株不同高度和不同部位的图像，开发了远程控制软件，建立了作物图像数据库和管理系统。完善了固定桁架式地面移动多点作物图像远程精准获取系统。 本文对固定桁架式地面移动多点作物图像远程精准获取系统在作物生长监测中所存在的问题进行了研究，在作物数字图像远程实时获取领域作了一些有意义的探索，对今后开发以作物图像信息为依据的作物生长状况诊断决策支持系统奠定了基础。

关键词：作物图像；远程获取；远程控制；监测系统