طراحی، ساخت و ارزیابی ماشین تنک کن انتخابی با استفاده از بینایی ماشین

تنک کنی محصولات ردیفی و هدایت ماشین های کشاورزی بین ردیف های کشت از جمله عملیات هزینه بر و طاقت فرسا در فرایند تولید محصولات کشاورزی می باشد. با وجود پیشرفت های چشم گیر در زمینه ی مکانیزاسیون کشاورزی، درصد قابل توجهی از عملیات تنک کنی در مزارع توسط انسان صورت می گیرد. در سال های اخیر، توسعه ی ادوات مبتنی بر تکنولوژی بینایی ماشین برای این اهداف قابل توجه بوده است. تشخیص و تمایز بین محصول، علف هرز و خاک با استفاده از تکنیک پردازش تصویر فرایند پیچیده ای بوده، به ویژه زمانی که محصول به اندازه کافی رشد کرده باشد. هدف اصلی این پژوهش طراحی و ساخت ماشینی به منظور تشخیص و حذف بوته های اضافی چغندرقند می باشد. تجهیزات دستگاه از دوربین دیجیتال ccd، موتور dc به عنوان محرک عملگر تنک کن، رابط rs232، میکروکنترلر avr: atemga 8a و رایانه به منظور کنترل عملگر تنک کن تشکیل شده است. با تشخیص مختصات بوته ی نادرست توسط برنامه ی رایانه ای ارائه شده، عملگر توسط مدار کنترلی فعال شده و بوته ی نادرست را حذف می کند. تصاویر رنگی در شرایط مختلف آب و هوایی (آفتابی و ابری) از سطح مزارع چغندرقند شهرستان نقده، در فصل بهار و در مرحله ی 4 الی 6 برگی گیاه تهیه گردید. بررسی تصاویر نشان داد که اساسی ترین مشکل در تشخیص بوته، همپوشانی آن ها می باشد. نتایج آنالیز نشان داد که الگوریتم ارائه شده در فضای رنگی (rgb) با تبدیل 2r-g+b ، دارای دقت مناسبی حتی با وجود همپوشانی می باشد. ضریب تبیین (r2) دقت الگوریتم در مقابل مشاهدات عینی 90 % به دست آمد. این امر ضمن اینکه این امیدواری را می دهد که تیمارهای مورد بررسی به درستی انتخاب شده اند، میزان اعتماد و مقبولیت بالای طرح آزمایشی را مشخص می کند. نتایج تحلیل های آماری نشان داد که تغییرات نور و تراکم بوته اثر معنی داری بر دقت الگوریتم ندارد. خطای تشخیص ردیف با استفاده از تبدیل هاف 24± میلی متر از خط میانی ردیف و همچنین دقت ماشین در حالت آنلاین 88 درصد گزارش شد.