Способ обнаружения зеленых растений

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 01 С 7 00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ и прот мехаскогоРСФСР 85.Х РАСоблас уже- вани для расель изобОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Научно-исследовательскийектно-технологический институниэации и электрификации сельхозяйства Нечерноземной зоны(54) СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ЗЕЛЕНЬТЕНИЙ(57) Изобретение относится ксельского хозяйства, а именнотениеводству и служит для обнния зеленых растений и распозих по оттенкам цвета, а такжепознавания плодов по цвету. Ц ретения - повышение точности обнаружения растений и распознавания их.Способ обнаружения зеленых растенийзаключается в измерении интенсивности отраженного от почвы и растенийэлектромагнитного излучения в трехспектральных областях с последующей обработкой полученных сигналов,Способ включает нормирование чувствительности каналов по уровню сигнала от почвы, формирование двух промежуточных сигналов путем попарногосуммирования нормированных сигналов, взятых с соответствующими весовыми коэффициентами, вычитание одного промежуточного сигнала из другогои определение наличия и вида зеленого растения по знаку полученнойразности. 2 ил 1 табл.Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно рестениеводству и служит для обнаружения зеленых растений и распознавания их по оттенкам цвета, а также для распознавания5 плодов по цвету, автоматического вождения, прореживания и пропалывания,Цель изобретения - новьщенке точности обнаружения растений и распоз навания их.На Фиг.представлены графики спектральных яркостей для почвы, листьев сахарной свеклы и сорняков (осота и лебеды), на фиг. 2 - расчет йые граничные линии зон распоэнаваия этих растений в плоскостях ве:оных коэффициентов х и у.Сущность способа заключается в измерении интенсивности электромаг- Ос. итного излучения, отраженного от почвы и растений, в трех спектральЙых областях с последующей обработкой полученных сигналов. Способ вклю 1 ает нормирование чувствительности 5 аналов по уровню сигнала от почвы, формирование двух промежуточных сигналов путем попарного суммированияронормированных сигналов, взятыхсоответствующими весовыми коэффи.0иентами, вычитание одного промекуочного сигнала из другого и опрееление наличия и вида зеленого расения по знаку полученной разности,Для исключения влияния изменчивости солнечного света на полезныйЗз сгнал от источника излучения его предварительно модулируют. Путем сравн 1 эния мощности отраженного излучения ог каждого объекта в различных об 40 лфстях спектра по заранее определенным весовым коэффициентам промежуточных значений интенсивностей отраженнОго сигнала в этих областях можно заранее построить граничные линии для разных объектов в плоскост незавйсимых параметров х и у с выцелением области различения культурных растеннй от сорняков.Чувствительности каналов линейно измеряющих спектральные компоненты, нормируются таким образом, чтобы достигнуть и поддерживать равенство мекду собой соответствующих им сигналов, получаемых при наблюдении Фона, т,е. почвы.55Эти сигналы группируют попарно и определяют их промежуточные значения посредством суммирования сигналов, Ы;-г 1 ь 11 ф 2 г,и(2) х и у - весовые коэффициенты,Б - нормирующие множители длякоэффициентов передачисигналов от почвы, напри.мер, к уровню зеленой компоненты от почвы;- номер спектральной зоны(3. = 1 - зона а, д е 2эона в, з. = 3 - зона с) составляющих пару, с весовыми коэффициентами, которые могут принимать значения в интервале 0-1 так, чтобы сумма их неиэменйо составляла единицу. Промежуточные сигналы также попарно вычитают один из другого, образуя разностные сигналы, полярность которых служит для формирования признака различения зеленых растений разных видов, причем настройка производитс.я соответствующим выбором весовых коэффициентов. При этом, напри" мер, зеленая и синяя компоненты образуют один промежуточный сигнал, задаваемый соответственно весовыми коэффициентами х и 1-х), а зеленая икрасйая " другой, задаваемый аналогично коэффициентами у и (1-у).Таким образом, зона, в которой возможно различение любой пары растений располагается в плоскости независимых параметров х и у, причем О 4 х 1, и Оу 6 . Эта эона представляет собой квадрат со стороной, равнойДля любого данного растения на осиове расчета иди прямого измерения может быть построена граничная линия,разделяющая зону на две области, в которых разностный сигнал получаетпротивоположные полярности. Вдоль ли-нии, он обращается в О. Следовательно, эона различения двух данньи растений есть та область, расположенная между соответствующими граничными линиями, где знаки сигналов оказываются разными.Уравнение граничных линий для раз" личных растений имеет вид30 Спек тр аль ныехарактеристики 680 750 800 400 450 500 550 600 Измеренные значения Освещенность спектральная относительная, Е(Л) 96 130 34 10 16 25 Спектральная яркостьпочвы, г (Л ) Ж 8,3 10,22 6,3 7,1 4,5 5,6 Спектральная яркостьсахарной свеклы,г (Л) % 7,6 8,4 16,6 12,6 7,7 43,3 45,3 Спектральная яркость лебеды, гз(М) % 7,2 7,2 7,4 14,2 10,0 6,4 47,2 48,0Спектральная яркость осота, г (Л) %7,5 8,5 8,7 14,8 10,4 8,0 46,8 47,0 з 141431. - интенсивность сигнала наприемнике от 1-го каналаот н-го объекта,П р и и е р, Для выделения спектральных зон используют узкополосные светофильтры, Приемники обладают постоянной чувствительностью в полосе пропускания фильтровОсвещенность и яркость всех объектов в поле зрения приемника устанавливается постоянной. Исходные данные и расчетные коэффициенты сведены в таблицу.Определение зеленых растений ведется по выбранным значениям спект ральных характеристик, т.е. для длин волн Л = 500, 550 и 600 нм, и соответствует значениям 1 =1,2,3. Данные для других волн не испрльэуются, Значения интенсивности для поч вы (и = 1) получены простым перемножением, Нормирующие множители рассчитаны по (2). Далее вычисляется интенсивность сигналов как для сигналов от почвы. Угловые коэффи диенты граничных линий по уравнению (1) и данным таблицы следующие: 111 = х 1,34 (сах.свекла); 1 З =-х .1,04 (лебеда);Е = х 0,90 (осот) . Зафиксировав значение х на уровне, отличном от нуля, получают возможность изменения х, т,е. только одного параметра, настраивать датчик на отделение сорняков и одним числом ха 1 рактеризовать данное растение,Таким образом, достигается повышение точности обнаружения растений и распознавание их между собой, Формула изобретения Способ обнаружения зеленых растений, включающий измерение интенсивности электромагнитного излучения,отраженного от почвы и растений,вдвух диапазонах волн, нормированиечувствительности каналов по уровнюсигнала от почвы и по знаку разностиуровней нормированных сигналов судят о наличии зеленых растений, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повьппения точности обнаружениярастений и распознавания их междусобой, дополнительно измеряют интенсивность отраженного от почвы ирастений электромагнитного излучения в третьем диапазоне волн, формируют два промежуточных сигнала путемпопарного суммирования трех полученных сигналов, а.о наличии и виде зеленого растения судят по знаку,разности промежуточных сигналов,144342 Спектральныекарактеристики 140 214 380 ю 70 Сигнал от почвы относительный 1 Нормирующие множители Б Сигнал от свеклыСигнал от лебеды1Сигнал от осота14 1 Рассчитанные величины 400 450 500 550 600 1,53 1,0 0,55 210,0 564,4 693,0 190 еО 428 э 8 550 фО 27,5 503,2 572,0 6Продолжение таблицы 680 150 8001414342 ов йцев орректор О. Кравцова раж 661 е 4 роизводственно-полиграфическое предприяти оектная,Ужгород, ул Редактор Л Заказ 3800 ВНИИПИ Гос по делам 13035, Москвоставитель Г.хред И.Верес рственного комитета зобретений и открыт Ж., Раушская наб. ПодпиССР