شماره ركورد :
954414
عنوان مقاله :
تشخيص دو نوع علف‌‌هرز با استفاده از سيستم بينايي ماشين در راستاي استفاده در سم‌پاشي خاص مكاني
عنوان فرعي :
Detection of Two Types of Weed through Machine Vision System: Improving Site-Specific Spraying
پديد آورنده :
سبزی سجاد
پديد آورندگان :
عباسپور گیلانده یوسف نويسنده گروه مهندسی بیوسیستم، دانشكده كشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل Abbaspour-Gilandeh Y , جوادی كیا حسین نويسنده گروه مهندسي مكانيك بيوسيستم، دانشكده كشاورزي، پردیس كشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه رازی، كرمانشاه Javadikia H
سازمان :
گروه مهندسی بیوسیستم، دانشكده كشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل
اطلاعات موجودي :
دوفصلنامه سال 2018 شماره 0
تعداد صفحه :
15
از صفحه :
15
تا صفحه :
29
كليدواژه :
بينايي ماشين , پردازش ويدئو , طبقه‌بندي , علف‌هرز , قطعه‌بندي
چكيده فارسي :
مبارزه هدفمند با علف‌‌های هرز یكی از اهداف اصلی در كشاورزی دقیق می‌باشد. یكی از روش‌هایی كه مبارزه هدفمند را اجرایی می‌كند استفاده از سیستم‌های بینایی ماشین می‌باشد. به‌همین دلیل در این مطالعه یك سیستم بینایی ماشین مبتنی بر طبقه‌بند هیبرید شبكه عصبی مصنوعی– الگوریتم شبیه‌سازی تبرید-الگوریتم ژنتیك به‌منظور سم‌پاشی خاص مكانی براساس فیلم‌برداری در مزرعه ارائه گردید. به‌منظور آموزش الگوریتم سیستم ‌بینایی ماشین، فیلم‌برداری از مزارع سیب‌زمینی رقم مارفونا واقع در استان كرمانشاه كه در هفته ششم از مرحله رشد بودند انجام گرفت. مساحت مربوط‌ به این مزارع 4 هكتار بود. در این مزارع دو نوع علف‌ هرز با عناوین گل‌گندم و پنیرك وجود داشتند. به‌منظور بررسی پیچیده‌ترین شرایط كاری سیستم بینایی ماشین، پلتفرم با سرعت 103/0 متر بر ثانیه در شرایط نور طبیعی مزرعه‌ای یعنی شدت نور 1820 لوكس فیلم‌های مزرعه‌ای را جمع‌آوری كرد. در نهایت از ویدئوهای مزرعه‌ای 2581 شی‌ء (به پیكسل‌های به‌هم پیوسته در یك فریم شیء گفته می‌شود) استخراج گردید كه 1806 شیء جهت آموزش الگوریتم سیستم بینایی ماشین و 775 شیء باقیمانده جهت تست آن مورد استفاده قرار گرفت. از میان 206 خصوصیت استخراجی از هر شی، 6 خصوصیت مولفه دوم اضافی در فضای رنگی YCbCr، شاخص سبز منهای آبی فضای رنگی RGB، مجموع آنتروپی همسایگی 45 درجه، مومنت قطری همسایگی صفر درجه، آنتروپی همسایگی 45 درجه، شاخص مؤلفه سوم اضافی فضای رنگی CMY با استفاده از روش هیبرید ANN-PSO انتخاب شدند. نتایج نشان داد كه سیستم طبقه‌بند با دقت 61/99 درصد قادر به طبقه‌بندی نمونه‌های مربوط ‌به سه كلاس گیاه سیب‌زمینی، گل‌گندم و پنیرك می‌باشد.
چكيده لاتين :
Introduction With increase in world population, one of the approaches to provide food is using site-specific management system or so-called precision farming. In this management system, management of crop production inputs such as fertilizers, lime, herbicides, seed, etc. is done based on farm location features, with the aim of reducing waste, increasing revenues and maintaining environmental quality. Precision farming involves various aspects and is applicable on farm fields at all stages of tillage, planting, and harvesting. Today, in line with precision farming purposes, and to control weeds, pests, and diseases, all the efforts of specialists in precision farming is to reduce the amount of chemical substances in products. Although herbicides improve the quality and quantity of agricultural production, the possibility of applying inappropriately and unreasonably is very high. If the dose is too low, weed control is not performed correctly. Otherwise, If the dosage is too high, herbicides can be toxic for crops, can be transferred to soil and stay in it for a long time, and can penetrate to groundwater. By applying herbicides to variable rate, the potential for significant cost savings and reduced environmental damage to the products and environment will be possible. It is evident that in large-scale modern agriculture, individual management of each plant without using some advanced technologies is not possible. using machine vision systems is one of precision farming techniques to identify weeds. This study aimed to detect three plant such as Centaurea depressa M.B, Malvaneglecta and Potato plant using machine vision system. Materials and Methods In order to train algorithm of designed machine vision system, a platform that moved with the speed of 10.34 was used for shooting of Marfona potato fields. This platform was consisted of a chassis, camera (DFK23GM021,CMOS, 120 f/s, Made in Germany), and a processor system equipped with Matlab 2015 version. The video camera was installed in 60-centimeter height above the ground level. Therefore, all plants in the camera field of view (whether on the crops row or between the rows) were analyzed. This study conducted on 4 hectares of potato fields in Kermanshah–Iran (longitude: 7.03 E; latitude: 4.22 N). The most suitable color space for segmentation plants was HSV color space and most suitable channel of applying threshold was the H channel. In this study, features in two areas of color features, texture features based on gray co-occurrence matrix were extracted. Ultimately, 126 color features and 80 texture features were extracted from each object. In final six features among 206 features were selected. Results and Discussion Among 206 extracted features, six effective features including the additional second component of the YCbCr color space, green index minus blue in RGB color space, sum entropy in the neighborhood of 45 degree, diagonal moment in the neighborhood of 0 degree, entropy in the neighborhood of 45 degree, additional third component index in CMY color space were selected using hybrid ANN-PSO. This means that, two set features have the same effect over plants. The result shows that hybrid ANN-SAGA classified Centaurea depressa M.B, Malvaneglecta and Potato plant with 99.61% accuracy. This accuracy is high and this meant that 1. These plants have different 6 selected features, 2. The classifier is very powerful to classify. Conclusions 1. Plants with similar features make the classification process complicated and less accurate. 2. The presence of shadow on the plants’ leaves reduces the accuracy of the classification.
عنوان نشريه :
ماشين هاي كشاورزي
عنوان نشريه :
ماشين هاي كشاورزي
اطلاعات موجودي :
دوفصلنامه با شماره پیاپی 0 سال 2018
لينک به اين مدرک :
بازگشت