中国是玉米种植大国,病虫害是造成玉米减产的主要原因,在玉米生长中后期发生病虫害时,传统喷药机喷药存在视野遮挡、驾驶员视觉疲劳、对行不准等问题,机器视觉技术能够很好的代替驾驶员的眼睛,结合识别算法及程序,使喷药机沿玉米行对行行走。本文针对玉米中后期,基于机器视觉技术,研究设计了玉米行道识别系统,本文主要研究内容如下:(1)玉米植株物理特性研究。本论文通过查阅文献、实地考察统计得到中后期玉米植株物理特性:第—片叶子离地高度约为40cm,玉米行距约为60cm,株距约为30cm。这些数据为摄像头安装、图像识别提供了依据,使摄像头采集行道图像无遮挡,图像清晰、规范,后续图像识别处理准确、快速。(2)机器视觉系统构成。本文通过对比筛选,确定了摄像机、车载计算机、STM32微控制器、蓄电池组、步进电机及电机驱动器等系统硬件的相关型号参数。基于自走式高地隙喷药机底盘平台,进行了硬件设备的组装调试,并运用LabVIEW软件进行了识别模块、处理模块、驱动模块的程序开发。(3)玉米行道图像采集与识别。通过实地拍摄,采集了试验所需的图像,并将图像进行筛选分类,通过LabVIEW软件对采集的图像进行预处理,包括灰度化、二值化、低通滤波、适当开启、膨胀、腐蚀、高斯平滑卷积滤波等操作。根据预处理后的图像,运用形态学确定图像中感兴趣区域,提取分析行道中线。最后通过对摄像头标定,计算得到实际位置的横向偏移距离及航向偏移角度。设计了系统监控界面,实时对喷药机速度、图像信息、路径数据、错误提示等信息进行监控。(4)驱动控制系统试验。本文确定车载计算机为上位机,STM32微控制器为下位机,通过串口通讯,对驱动电机与微控制器进行了标定,确定喷药机航向控制方案。仿真试验结果表明:该系统能够准确的提取玉米行道中线,图像处理时间约为300ms,响应快,满足喷药机沿玉米对行行走的要求。