如今，視頻監(jiān)控技術(shù)越來越廣泛地應(yīng)用在一些非安防領(lǐng)域，例如，人們已經(jīng)開始利用監(jiān)控技術(shù)用以幫助進(jìn)行農(nóng)業(yè)耕作和莊稼種植，家畜飼養(yǎng)及動物喂養(yǎng)等。
文/GINNY LU
以色列Ben-Gurion大學(xué)工業(yè)工程和管理系的教授Yeal Edan說，由于科技的進(jìn)步，在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，有關(guān)機(jī)器應(yīng)用的研究最近又再度興起。由該大學(xué)多個學(xué)科科學(xué)家組成的研究小組正在進(jìn)行兩個項目的攻關(guān)研究，其中一個就是研發(fā)用于棗椰樹藥劑噴灑和花粉傳播的原型機(jī)器人。
棗椰樹的藥劑噴灑和花粉傳播工作現(xiàn)在是由一個三人小組在一個距離地面18米或者更高的平臺上進(jìn)行人工作業(yè)的。這樣做非常危險，由于平臺處于被架高的位置，因此引發(fā)了很多事故。人們也會通過一個地面高壓噴射器對棗椰樹進(jìn)行藥劑噴灑工作，但這樣純屬無奈之舉，而且對環(huán)境非常有害。
Edan的工作小組正在研發(fā)一種能夠有效且準(zhǔn)確地執(zhí)行棗椰樹藥劑噴灑和花粉傳播工作的自動儀器，它可以安裝在一個單人駕駛拖拉機(jī)的機(jī)器設(shè)施上。該儀器由一個機(jī)器臂和電腦控制的噴灑器組成，人們可以通過利用含攝像機(jī)的電腦影像系統(tǒng)進(jìn)行棗椰樹樹枝監(jiān)測和定位。該系統(tǒng)可以將受傷風(fēng)險降至最低，并極其有效地節(jié)省勞動力（三人小組現(xiàn)在只需一人），還可以實現(xiàn)噴灑的最大精確性，從而減少化學(xué)污染品的處理麻煩。目前，一個小型的模型設(shè)備已經(jīng)完工并處于初步實驗中。
利用機(jī)器進(jìn)行噴灑的優(yōu)勢在于它能夠?qū)⑺巹﹪姙⒃谛枰哪繕?biāo)之上。例如，恰到好處地使用除草劑以及精確地只針對樹冠部分進(jìn)行噴灑，這樣將顯著地降低噴灑數(shù)量，從而節(jié)省成本，避免環(huán)境污染。
在噴灑過程中，植被的樹蔭形狀及密度探測由一個使用熱能和RGB（顏色模式）的攝像機(jī)負(fù)責(zé)。該信息會被及時傳送到機(jī)械臂中，后者將根據(jù)探測到的樹蔭形狀調(diào)整噴嘴方向。
機(jī)器人成像
目前，人們已經(jīng)投資了一些感應(yīng)技術(shù)用于對果實的光線強(qiáng)度、光譜及分布區(qū)域進(jìn)行探測。由于果實的目標(biāo)位置、大小、形狀和成熟度的不確定性，因此需要一個完善的傳感系統(tǒng)，以進(jìn)行果實定位并確定一個目標(biāo)果實是否成熟，而前者又受到不斷變化的成像條件干擾（例如云層，太陽方向）。通過使用不同的傳感器來識別不同的果實型號、形狀及顏色，將成為未來一種比較可行的技術(shù)。目前，不同的識別算法已經(jīng)得到應(yīng)用：如形狀識別及位置識別算法。良好的定位一般通過實時圖像傳感器、觸覺傳感器、激光鐳射和超聲傳感器實現(xiàn)。
多光譜攝像測繪
“農(nóng)民需要提高產(chǎn)量，并增加生產(chǎn)能力以實現(xiàn)更多利潤，”Vision Asia Technology的常務(wù)董事Wojciech Majewski說，“高空成像可以用在高針對性、高分辨率成像中。植被在近紅外光譜范圍內(nèi)具有廣泛的光譜反射性。我們可以通過一個多光譜攝像機(jī)分離綠色、紅色和近紅外光線，并通過數(shù)據(jù)處理來產(chǎn)生一個關(guān)于植被健康狀況的成像圖。我們能夠很清楚地看到水壓情況；土壤中的氮是否缺乏；單位面積內(nèi)反映出來的植物數(shù)量、大小和樹葉層次等；通過一片葉子的海棉層厚度所反應(yīng)出的植物活性；葉子的綠色程度（與葉子中的營養(yǎng)和葉綠素水平有關(guān)）等。通過使用多光譜攝像測繪技術(shù)，整個種植場所植被健康程度的不同可以充分反應(yīng)出來，例如最健康的植被有哪些？存在什么問題等。有了這樣的信息以后，人們可以努力解決問題并提高農(nóng)作物產(chǎn)量和利潤。
家畜管理方案
FSI Technologies的首席運營官Fred Turek指出，安防設(shè)備最近被應(yīng)用到了家畜飼養(yǎng)領(lǐng)域。該領(lǐng)域使用安防設(shè)備的目標(biāo)是：探測不安全家畜在安全區(qū)域出現(xiàn)；危險人員在家畜活動的安全地區(qū)出現(xiàn)；另外，還可用于白天強(qiáng)光的探測。雖然，目前針對肉食性危險動物的探測還不包括在內(nèi)，但整個功能很容易添加。
為實現(xiàn)更高的可靠性，人們更傾向于使用顏色成像而非標(biāo)準(zhǔn)分析及灰度成像。該解決方案包括由四個攝像機(jī)和優(yōu)化鏡頭組成的一個CVS-700影像單元。幾何設(shè)計（區(qū)域范圍內(nèi)攝像機(jī)的安裝和調(diào)節(jié)）的目標(biāo)重要包括：使空間分辨率的差別最小化（攝像機(jī)的距離）；當(dāng)圖像發(fā)生分辨率差別的時候，在每個地區(qū)的成像中保持這種差別不變。
通過使用中央影像處理器（Central Vision Processor），可以完成圖像分析并自動形成解決方案。該方案中使用的軟件工具可以對實際的圖像及所拍攝的圖像進(jìn)行比對，通過分析目標(biāo)對象的長度、高度、寬度、圖像區(qū)域等來區(qū)別是人類、家畜或非前兩者的物體。如果探測到人類或家畜的話，解決方案提供兩種通過三個監(jiān)測點來確定目標(biāo)身份的觸點閉合（一個針對人類，一個針對家畜）。探測到物體的話，影像單元會儲存一個實際影像的圖片，人們可以通過一個標(biāo)準(zhǔn)PC/以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行簡單查閱該圖片。
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