طراحي و پياده سازي يك سامانه سمپاش دقيق براي مديريت علف هاي هرز با استفاده از سيستم بينايي رايانه در مزرعه چغندرقند

Design and Iimplementation of a Precision Sprayer System for Weed Management Using Computer Vision System (Case Study: Sugarbeet Farm)

يكي از هدف­هاي كشاورزي دقيق به حداقل رساندن حجم علف­كش با استفاده از سيستم­هاي مديريتي علف­هاي هرز است. براي رسيدن به اين هدف، سيستمي مبتني بر پردازش تصوير به­منظور تشخيص علف­هاي هرز در شرايط كنترل شده توسعه يافت. در اين روش پيشنهادي از فضاي رنگي HSV براي ايجاد تمايز بين پوشش گياهيو پس­زمينه و بين محصول مورد نظر و علف­هاي هرز استفاده گرديد. در اين پژوهش از كانال رنگي H از فضاي رنگي HSV براي آستانه­بندي خودكار و برخط پس­زمينه (خاك) و پيش­زمينه (علف­هاي هرز) استفاده شد كه با اعمال فرسايش و اتساع مناسب، ناحيۀ مربوط به علف­هاي هرز و خاك شناسايي و آستانه­بندي گرديد. بر اساس نتايج به­دست ­آمده از آزمايش تشخيص علف­هاي هرز/چغندرقند، عملكرد (ميزان تشخيص صحيح علف­هاي هرز) 94 درصد مشاهده شد. اين سامانۀ هوشمند، در مقايسه با سمپاش­هاي معمولي (سمپاش Buferagri)، در آزمايش مزرعه­اي به­دليل استفاده از فناوري بينايي كامپيوتر، مصرف محلول سم را 86/67 درصد كاهش داد. بنابراين استفاده از اين روش به عنوان يك سامانه سمپاش هوشمند در مزارع چغندرقند پيشنهاد مي­شود.

One of the objectives of precision agriculture is to minimize the volume of herbicide application by using weed management systems. To achieve this goal, a system based on image processing techniques was developed to detect weeds. In the proposed method, HSV color space was used to discriminate between vegetation and background, and between crops and weeds. In this research, the H component of HSV color space along with suitable erosion and dilation were used to automatically segment background (soil) and foreground (weed). According to what was obtained, the algorithm could identify weed from sugar beet plants with the accuracy of 94%. The intelligent sprayer system, in the field trials, in comparison with conventional sprayers (Buferagri sprayer), reduced 67.86% of volume of herbicide due to application of computer vision. The use of this method, as an intelligent sprayer system in sugar ­beet fields, is recommended.