对靶变量施药喷雾机能够根据施药靶标的有无和靶标特征的变化选择性地对靶变量施药，这对提高农药的利用率，减少药液的浪费和环境污染，使资源得到更合理的利用和降低生产成本，减少化学药剂对环境的破坏等具有重要意义。目前对靶变量施药机器系统的性能主要受上位机单元图像处理的速度和下位机单元控制协调能力的影响。在总结国内外研究的基础上，本文对这两部分进行了详细的理论研究和设计。完成的工作主要有： 1.在导师史岩教授研究设计的自动对靶压力式变量施药喷雾机的基础上，结合后续的图像处理的实际情况细化了结构设计实现了单个喷头的独立控制，使系统在硬件上实现了对靶变量工作性能的基本要求。 2.针对上位机单元设计并开发了基于机器视觉的杂草识别软件系统。软件系统的设计主要采用了模块化和类的思想。系统包含三个模块：植物与背景分割模块、杂草与作物分类模块及上位机智能决策模块。植物与背景分割模块包括超绿色法阈值分割、H色调阈值分割和分割后处理等；杂草与作物分类模块包括图像特征提取模块、两种作物与杂草的分类模块和杂草量计算模块；上位机智能决策模块包括上位机信息的发送与下位机信号的接收两部分。 3.杂草与作物的分类，对于小麦等条播作物采用位置特征法分离出杂草。对于玉米等点播作物，采用距离阈值法进行区域合并，提取区域形状特征，然后通过神经网络分类器进行杂草的分离。 4.采用VC编程实现了人工神经网络识别玉米和杂草的方法。 5.上下位机的串行通信直接采用了MuMegaTechnologies公司提供的VC++中的Cserial类实现。 6.完成了下位机部分的整体规划和设计。在设计中采用89C52做主体实现数据采集和主机通信及控制，这样避免了采用独立的数据采集卡采集数据时所必需占用的上位机资源，从一定程度上提高了系统的整体速度。