李建亮，支辛蕾，曹清政，王莹莹

(北京振兴计量测试研究所，北京 100074)

0 引言

棉花是我国经济作物的重要组成部分，也是我国纺织工业的主要原料[1]。棉花打顶是棉花生长周期内的一个重要环节，通过对棉花打顶，可使棉花顶芽的生长优势得到抑制，改变养分输送方向，促进棉株结铃结桃，从而提高棉花的质量和产量[2]。目前棉花打顶作业主要有人工打顶、化学打顶和机械打顶方式[3]。随着我国农业土地政策的不断完善，棉花种植逐渐向规模化种植趋势发展[4]，为了减轻劳动强度，提高棉花品质，机械化打顶越来越成为棉花打顶的主要方式[5]。

目前的棉花打顶机大多是对全行棉花高度仿形进行打顶，去除棉花顶芽的同时也会将棉花顶芽周围的侧枝和叶子损坏，降低了棉花的产量[6]。现有测高传感器精度参数指标有限，打顶机还普遍存在过切率和漏切率高的问题。因此必须提高棉花顶芽识别和定位准确性，实现打顶机精准打顶，才能推进棉花打顶机在棉花打顶领域的推广应用[7]。本研究将立体视觉测量技术应用在棉花打顶机上，结合深度学习识别算法和双目视觉视差原理，得到单株棉花顶芽的空间位置坐标，实时控制打顶执行装置完成棉花打顶作业，实现棉花的精准打顶作业。

1 棉花顶芽识别定位系统整体架构设计

棉花顶芽识别定位系统工作原理如图1所示，通过双目相机实时采集棉花图像，并将采集的图像数据传送至工控机，通过工控机内识别定位算法得出棉花顶芽的空间位置坐标，并将位置信息反馈给打顶作业执行器控制系统，控制执行器完成棉花打顶作业。……