7、农业作物种植中机器视觉系统的应用

农业作物种植中机器视觉系统的应用

1. 引言

精准农业是基于对作物的测量、监测和对作物变异性的响应而形成的一种农业管理理念。精准农业的研究旨在优化投入回报，同时保护资源，从而为农场管理定义了一个决策支持系统。机器视觉的应用为精准农业提供了自动化解决方案，弥补了传统手动方法易出错且繁琐的不足。它能够为农业活动提供高效、准确的解决方案，而机器学习算法则可以快速、准确地分析大量数据，为机器视觉在农业中的应用开辟了道路。

近年来，围绕机器视觉在农业中的应用开展了诸多研究。例如，Pereira 等人回顾了过去十年中计算机视觉在水果自动分类和检测方面的最新进展；Kamilaris 和 Prenafeta - Boldú 回顾了 40 篇使用深度学习技术在农业中应用的研究文章；Iqbal 等人对柑橘植物叶片疾病的检测和分类进行了调查；Patrício 和 Rieder 对计算机视觉在谷物生产中的应用进行了综述。此外，还有关于成像传感器、光谱带、光学系统和几何视觉系统布置等方面的技术支持和详细描述，以及对车辆自动化、农业机器人发展等方面的研究。

本文聚焦于作物种植，旨在为农业从业者和研究人员提供机器视觉在农业中应用的最新发展指南。不仅涉及特定水果或植物（如柑橘）以及具体农业挑战（如疾病检测），还涵盖了更广泛的农业活动，包括自主移动农业机器人和基于视觉的车辆导航系统等技术主题。具体将讨论以下六个主要问题：
- 水果和植物的检测方法；
- 收获支持方法，包括成熟度检测、水果分级、产量预测和水果计数；
- 水果和植物疾病检测与健康保护方法，包括杂草、营养缺乏、疾病和昆虫检测；
- 农业中用于机器视觉的相机类型；
- 基于视觉的农业车辆导航系统；