烟草是我国重要的经济作物之一,在烟草生长期间,水分供应直接影响着烟草的生长发育、生理代谢以及产量和品质,若不能对烟草进行适时、适量的浇水作业,将会对烟叶的产量和质量产生负面影响。但是,我国的水资源严重短缺,而且烟区分布与水资源空间分布不匹配。此外,我国烟田灌溉无论是方法或技术都十分落后:灌溉面积小、灌溉条件差,灌溉方法仍为传统的漫灌、沟灌和穴灌,这不仅降低了水资源利用率,增加烟农成本,也不利于提高烟叶的产量和质量。目前,国内外针对烟草浇水这一作业环节还没有专用的成品机械来完成,根据这一现状,在了解国内外现有烟草浇水技术的基础上,结合我国国情,应用机器视觉技术,研制出一种专门用于移栽后烟田浇水作业的烟草智能浇水机,实现了还苗期烟草的自动化浇水作业。主要研究工作及创新之处如下:(1)确定烟草智能浇水机的总体方案。烟草智能浇水机行进方式为牵引式,主要由行走系统、检测系统、控制系统和浇水系统组成。(2)设计烟草智能浇水机行走机架。利用AutoCAD绘制浇水机二维图纸,利用SolidWorks软件对各零件进行装配和检查,利用ANSYS软件对车轴进行有限元分析,确保浇水机作业过程中机架安全可靠,且无伤苗现象。(3)提出一种基于机器视觉技术的烟草识别算法,开发烟草智能浇水机检测系统。检测系统主要完成烟田图像信息的采集与分析,并在检测到烟草时向控制系统输出信号。通过对比目前常用的图像特征,结合烟田环境特点,以提取和分析烟田图像的RGB颜色特征作为检测方案,并根据烟草、黄土、黑地膜和白地膜四个目标各自的RGB通道分量值特点编写软件算法。(4)研制一种适用于室外田间作业的光强稳定装置。烟田图像的RGB通道分量值受光照强度影响较大,光强稳定装置的作用是在浇水机作业时屏蔽外界光线,为摄像头采集烟田图像数据提供一个光照强度稳定的视场环境,避免光照强度变化对图像数据采集产生影响。(5)开发烟草智能浇水机控制系统。控制系统的作用是根据工业一体机软件程序输出的信号控制电磁阀开闭,完成浇水作业。该系统结构简单,通过逻辑电路实现控制功能,节约硬件成本,简化算法程序。烟田试验表明研制的烟草智能浇水机作业过程中运行平稳、安全可靠,能够有效完成烟草移栽后的自动化浇水作业,检测准确率达98%,浇水准确率达97%,作业过程无伤苗现象,浇水效果满足农艺要求。