基于TMS320DM642的农药喷洒系统

输入模块将VP口采集到的图像写入指定内存，发送消息给处理模块，消息结构存储了图像数据所在的内存空间首地址。随后输入模块等待输出模块的回复，以继续采集下一帧图像；处理模块负责执行识别算法。从输入模块发送的消息结构中提取图像数据地址，以进行图像算法处理，最后发送消息给输出模块，同时根据图像处理结果发出信号给PLC控制器并继续等待输入模块的消息；输出模块将原始图像输出到LCD进行显示，随后发送消息给输入模块使其继续采集下一帧图像。此时输出模块将等待处理模块发送消息，线程处于挂起状态。

图4 I-E分布图

(a) 原图像之一 (b)二值化图像
图5 改进的绿色分割法处理结果

代码优化
程序主要用C编写，因此C语言优化的好坏直接影响程序效率。程序中广泛运用以空间换取时间的方法来提高代码运行效率，如将多重循环拆成单重循环，虽增加了代码量，但实现了软件流水；对常用的或者一些简单的函数尽可能的使用静态内联函数，或者在对程序进行编译时采用-pm -oe选项。内联函数被调用时不需进行入栈出栈操作，而是直接插入展开代码，从而提高运行速度。除以上几个方面，程序还尽可能用移位代替乘除法，查表法代替浮点运算等。

图6 软件框架图

实验与总结

为验证系统图像识别算法的可行性，在SEED-VPM642开发板上进行了试验。图7a~c是自然环境下采集到的一组植物图像，大小为400x320。图8a~c分别是图7中对应图像采用绿色分割算法二值化并加工处理后的最终图像。

图7 实际采集的植物图像

图8 最终识别结果示意图

从表1中得知，在拖拉机以每秒0.5米速度行进时，系统识别准确率几乎100%。以1m/s速度行进时，其准确率只有60%左右。单次检测最长时间为37ms，基本达到实时性的要求。

表1 识别结果比较

实验结果表明，基于机器视觉的智能喷雾机系统运用绿色分量分割法能完成对喷药期植物的正确识别及喷药，处理方法简单，满足系统对实时性的要求。■

参考文献：
1. 图像处理与自动控制技术在农药喷洒机中的研究 安永生著 2004.3
2. TMS320C6000系列DSPs原理与应用(第2版) 李芳惠著 电子工业出版社 2003.1
3. SEED-VPM642用户指南 (Rev. B) 合众达 2005.4
4. TMS320C64x Image/Video Processing Library Programmer's Reference (Rev. B) TI 2003.10
5. TMS320C6000 DSP/BIOS Application Programming Interface(API) Reference Guide TI 2001.12
6. 图像处理与分析--数学形态学方法及应用 崔屹著 科学出版社 2000