位于無人機(jī)上的作物病蟲害檢測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種位于無人機(jī)上的作物病蟲害檢測系統(tǒng)，包括隨機(jī)存儲(chǔ)器、高清攝像頭、圖像處理器和主控制器，所述高清攝像頭用于捕獲作物圖像，所述圖像處理器與所述高清攝像頭連接，用于對(duì)所述作物圖像進(jìn)行圖像處理，以獲得所述作物圖像中的作物病蟲害類型，所述主控制器與所述隨機(jī)存儲(chǔ)器和所述圖像處理器分別連接，用于將所述作物病蟲害類型存儲(chǔ)到所述隨機(jī)存儲(chǔ)器中。通過本發(fā)明，能夠自動(dòng)獲得田間作物的病蟲害類型，以方便相關(guān)農(nóng)業(yè)管理部門在無人機(jī)返航時(shí)進(jìn)行調(diào)用，從而做出有針對(duì)性的病蟲害防控措施。
【專利說明】位于無人機(jī)上的作物病蟲害檢測系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及病蟲害防控領(lǐng)域，尤其涉及一種位于無人機(jī)上的作物病蟲害檢測系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，有效實(shí)現(xiàn)對(duì)病蟲害的防控是保證農(nóng)業(yè)豐收的前提，如果種植的作物病害是分布較廣、危害較重的病害，將會(huì)嚴(yán)重影響作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，在對(duì)病蟲害的防控之前，首先要做的是判斷病蟲害的類型，病蟲害類型判斷如果準(zhǔn)確，則病蟲害容易得到根治，而病蟲害類型判斷如果不準(zhǔn)確，則將浪費(fèi)大量人力和財(cái)力，耽誤寶貴的醫(yī)治時(shí)間。
[0003]傳統(tǒng)的病蟲害診斷方法是通過肉眼觀察判斷，并結(jié)合農(nóng)業(yè)作物病害圖譜進(jìn)行比對(duì)，效率低下，難以及時(shí)、準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)和治理病害。近年來開發(fā)和應(yīng)用的一些作物病害專家系統(tǒng)雖然起到了一些作用，但由于其需要大量的病害數(shù)據(jù)作為系統(tǒng)的輸入，而作物病害的具體特征非常復(fù)雜，難以實(shí)現(xiàn)精確的量化，因此影響了專家系統(tǒng)判斷的準(zhǔn)確性。也有一些農(nóng)業(yè)管理部門采用衛(wèi)星遙感的方式進(jìn)行病蟲害檢測，但這種檢測方式造價(jià)昂貴。
[0004]因此，需要一種新的作物病蟲害檢測系統(tǒng)，性價(jià)比適中，能夠適應(yīng)作物檢測面積寬廣和病蟲害精確診斷的要求，方便相關(guān)農(nóng)業(yè)管理部門靈活操控，以便于后期有的放矢地進(jìn)行作物病蟲害醫(yī)治。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種位于無人機(jī)上的作物病蟲害檢測系統(tǒng)，借用無人機(jī)的平臺(tái)，依靠無人機(jī)靈活、檢測面積廣的特點(diǎn)，能夠靈活對(duì)任何需要監(jiān)控的區(qū)域進(jìn)行病蟲害檢測，同時(shí)采用圖像識(shí)別技術(shù)，首先進(jìn)行病害圖像的預(yù)處理，將采集到的圖像通過灰度化和中值濾波后，進(jìn)行圖像分割，得到病斑圖像，隨后以病蟲害特征來描述病斑圖像中作物病斑的形狀特征，從而有效識(shí)別病蟲害類型。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種位于無人機(jī)上的作物病蟲害檢測系統(tǒng)，所述檢測系統(tǒng)包括隨機(jī)存儲(chǔ)器、高清攝像頭、圖像處理器和主控制器，所述高清攝像頭用于捕獲作物圖像，所述圖像處理器與所述高清攝像頭連接，用于對(duì)所述作物圖像進(jìn)行圖像處理，以獲得所述作物圖像中的作物病蟲害類型，所述主控制器與所述隨機(jī)存儲(chǔ)器和所述圖像處理器分別連接，用于將所述作物病蟲害類型存儲(chǔ)到所述隨機(jī)存儲(chǔ)器中。
[0007]更具體地，所述位于無人機(jī)上的作物病蟲害檢測系統(tǒng)中，所述檢測系統(tǒng)還包括，串行通信接口，與所述隨機(jī)存儲(chǔ)器連接，用于將所述隨機(jī)存儲(chǔ)器中的存儲(chǔ)內(nèi)容讀出；閃存卡，預(yù)先存儲(chǔ)了病斑上限灰度閾值和病斑下限灰度閾值，還預(yù)先存儲(chǔ)有病蟲害特征數(shù)據(jù)庫，所述病蟲害特征數(shù)據(jù)庫保存了每一種病蟲害類型以及每一種病蟲害類型對(duì)應(yīng)的病蟲害特征，所述病蟲害特征包括病斑面積、病斑最小外接矩形面積和病斑矩形度；無線通信接口，用于接收遠(yuǎn)程農(nóng)業(yè)管理平臺(tái)無線發(fā)送的無人機(jī)控制指令，所述無人機(jī)控制指令中包括拍照高度和拍照GPS位置；GPS定位器，連接GPS導(dǎo)航衛(wèi)星，用于接收所述無人機(jī)所在位置的當(dāng)前GPS位置；氣壓高度傳感器，包括無線電發(fā)射機(jī)、無線電接收機(jī)和單片機(jī)，所述單片機(jī)與所述無線電發(fā)射機(jī)和所述無線電接收機(jī)分別連接，所述無線電發(fā)射機(jī)向地面發(fā)射無線電波，所述無線電接收機(jī)接收地面反射的無線電波，所述單片機(jī)根據(jù)所述無線電發(fā)射機(jī)的發(fā)射時(shí)間、所述無線電接收機(jī)的接收時(shí)間和無線電波傳播速度計(jì)算無人機(jī)的當(dāng)前高度，所述無線電波傳播速度為光速；無人機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)備，用于為所述無人機(jī)的飛行提供動(dòng)力；所述圖像處理器包括灰度處理單元、增強(qiáng)處理單元、濾波處理單元、圖像分割單元和特征識(shí)別單元，所述灰度處理單元與所述高清攝像頭連接以對(duì)所述作物圖像進(jìn)行灰度處理，獲得灰度圖像，所述增強(qiáng)處理單元與所述灰度處理單元連接以基于小波圖像增強(qiáng)算法對(duì)所述灰度圖像處理，獲得增強(qiáng)圖像，所述濾波處理單元與所述增強(qiáng)處理單元連接以基于中值濾波算法對(duì)所述增強(qiáng)圖像處理，獲得濾波圖像，所述圖像分割單元與所述濾波處理單元和所述閃存卡分別連接，將所述濾波圖像中灰度值在所述病斑上限灰度閾值和所述病斑下限灰度閾值之間的像素識(shí)別并組成病斑圖像，所述特征識(shí)別單元與所述圖像分割單元和所述閃存卡分別連接，識(shí)別所述病斑圖像中的病蟲害特征，并將識(shí)別的病蟲害特征在所述病蟲害特征數(shù)據(jù)庫中查找與識(shí)別的病蟲害特征匹配的病蟲害類型，以作為所述作物病蟲害類型輸出；所述主控制器，與所述隨機(jī)存儲(chǔ)器、所述閃存卡、所述無線通信接口、所述GPS定位器、所述氣壓高度傳感器、所述無人機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)備、所述高清攝像頭和所述圖像處理器分別連接，對(duì)所述無人機(jī)控制指令進(jìn)行解析以獲得所述拍照高度和所述拍照GPS位置，并控制所述無人機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)備以驅(qū)動(dòng)所述無人機(jī)飛往所述拍照高度和所述拍照GPS位置，在所述當(dāng)前GPS位置與所述拍照GPS位置一致且所述當(dāng)前高度與所述拍照高度一致時(shí)，啟動(dòng)所述高清攝像頭和所述圖像處理器，并將所述當(dāng)前GPS位置和所述圖像處理器輸出的作物病蟲害類型對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)到所述隨機(jī)存儲(chǔ)器中；其中，所述隨機(jī)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)完所述當(dāng)前GPS位置和所述作物病蟲害類型后，向所述主控制器發(fā)送存儲(chǔ)成功信號(hào)，所述主控制器在接收到所述存儲(chǔ)成功信號(hào)后通過所述無線通信接口向所述遠(yuǎn)程農(nóng)業(yè)管理平臺(tái)發(fā)送檢測完成命令，以便于所述遠(yuǎn)程農(nóng)業(yè)管理平臺(tái)繼續(xù)向所述無線通信接口發(fā)送無人機(jī)控制指令；所述病斑面積為所述病斑圖像中病斑形狀所占據(jù)的像素總數(shù)，所述病斑最小外接矩形為包圍所述病斑圖像中病斑形狀的最小矩形所占據(jù)的像素總數(shù)，所述病斑矩形度為所述病斑面積與所述病斑最小外接矩形的比值。
[0008]更具體地，所述位于無人機(jī)上的作物病蟲害檢測系統(tǒng)中，所述檢測系統(tǒng)還包括，照明設(shè)備，用于為所述高清攝像頭的拍攝提供輔助照明。
[0009]更具體地，所述位于無人機(jī)上的作物病蟲害檢測系統(tǒng)中，所述照明設(shè)備包括亮度傳感器，用于測量所述無人機(jī)所在位置的亮度數(shù)據(jù)，所述照明設(shè)備基于所述亮度數(shù)據(jù)控制為所述高清攝像頭的拍攝提供的輔助照明。
[0010]更具體地，所述位于無人機(jī)上的作物病蟲害檢測系統(tǒng)中，所述高清攝像頭的分辨率為 1280X720。
[0011]更具體地，所述位于無人機(jī)上的作物病蟲害檢測系統(tǒng)中，所述病蟲害特征還包括病斑幾何重心和病斑圓度。
[0012]更具體地，所述位于無人機(jī)上的作物病蟲害檢測系統(tǒng)中，所述病斑幾何重心為所述病斑圖像中病斑形狀的形心。
[0013]更具體地，所述位于無人機(jī)上的作物病蟲害檢測系統(tǒng)中，所述病斑圓度為所述病斑圖像中病斑形狀與標(biāo)準(zhǔn)圓形的相似度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方案進(jìn)行描述，其中:
[0015]圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案示出的位于無人機(jī)上的作物病蟲害檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框圖。
[0016]圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案示出的位于無人機(jī)上的作物病蟲害檢測系統(tǒng)的氣壓高度傳感器的結(jié)構(gòu)方框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017]下面將參照附圖對(duì)本發(fā)明的位于無人機(jī)上的作物病蟲害檢測系統(tǒng)的實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0018]病蟲害是病害和蟲害的并稱，常對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成不良影響。
[0019]具體到病害，植物在栽培過程中，受到有害生物的侵染或不良環(huán)境條件的影響，正常新陳代謝受到干擾，從生理機(jī)能到組織結(jié)構(gòu)上發(fā)生一系列的變化和破壞，以至在外部形態(tài)上呈現(xiàn)反常的病變現(xiàn)象，如枯萎、腐爛、斑點(diǎn)、霉粉、花葉等，統(tǒng)稱病害。
[0020]引起植物發(fā)病的原因，包括生物因素和非生物因素。由生物因素如真菌、細(xì)菌、病毒等侵入植物體所引起的病害，有傳染性，稱為侵染性病害或寄生性病害，由非生物因素如旱、澇、嚴(yán)寒、養(yǎng)分失調(diào)等影響或損壞生理機(jī)能而引起的病害，沒有傳染性，稱為非侵染性病害或生理性病害。在侵染性病害中，致病的寄生生物稱為病原生物，其中真菌、細(xì)菌常稱為病原菌。被侵染的植物稱為寄主植物。侵染性病害的發(fā)生不僅取決于病原生物的作用，而且與寄主生理狀態(tài)以及外界環(huán)境條件也有密切關(guān)系，是病原生物、寄主植物和環(huán)境條件三者相互作用的結(jié)果。
[0021]具體到蟲害，危害藥用植物的動(dòng)物種類很多，其中主要是昆蟲，另外有螨類、蝸牛、鼠類等。昆蟲中雖有很多屬于害蟲，但也有益蟲，對(duì)益蟲應(yīng)加以保護(hù)、繁殖和利用。因此，認(rèn)識(shí)昆蟲，研究昆蟲，掌握害蟲發(fā)生和消長規(guī)律，對(duì)于防治害蟲，保護(hù)植物獲得優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)，具有重要意義。
[0022]各種昆蟲由于食性和取食方式不同，口器也不相同，主要有咀嚼式口器和刺吸式口器。咀嚼式口器害蟲，如甲蟲、蝗蟲及蛾蝶類幼蟲等。他們都取食固體食物，危害根、莖、葉、花、果實(shí)和種子、蔬菜，造成機(jī)械性損傷，如缺刻、孔洞、折斷、鉆蛀莖桿、切斷根部等。刺吸式口器害蟲，如蚜蟲、椿蟓、葉蟬和螨類等。他們是以針狀口器刺入植物組織吸食食料，使植物呈現(xiàn)萎縮、皺葉、卷葉、枯死斑、生長點(diǎn)脫落、蟲癭(受唾液刺激而形成)等。此外，還有虹吸式口器(如蛾蝶類)、紙吸式口器(如蠅類)、嚼吸式口器(如蜜蜂)。
[0023]不同的病蟲害形成的作物病斑，在外觀上形狀各不相同，可用來進(jìn)行病蟲害類型的識(shí)別依據(jù)。
[0024]本發(fā)明的位于無人機(jī)上的作物病蟲害檢測系統(tǒng)，在相關(guān)農(nóng)業(yè)管理部門的遠(yuǎn)程無線操控下，能夠靈活到達(dá)任何需要檢測的領(lǐng)域，同時(shí)圖像識(shí)別技術(shù)的引用保證了病蟲害識(shí)別的精確性。
[0025]圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案示出的位于無人機(jī)上的作物病蟲害檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框圖，如圖1所示，所述檢測系統(tǒng)包括隨機(jī)存儲(chǔ)器3、高清攝像頭1、圖像處理器2和主控制器4，所述高清攝像頭I用于捕獲作物圖像，所述圖像處理器2與所述高清攝像頭I連接，用于對(duì)所述作物圖像進(jìn)行圖像處理，以獲得所述作物圖像中的作物病蟲害類型，所述主控制器4與所述隨機(jī)存儲(chǔ)器3、所述圖像處理器2和所述高清攝像頭I分別連接，用于將所述作物病蟲害類型存儲(chǔ)到所述隨機(jī)存儲(chǔ)器3中。
[0026]接著，對(duì)本發(fā)明的位于無人機(jī)上的作物病蟲害檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行更具體的說明。
[0027]所述檢測系統(tǒng)還包括，串行通信接口，與所述隨機(jī)存儲(chǔ)器3連接，用于將所述隨機(jī)存儲(chǔ)器3中的存儲(chǔ)內(nèi)容讀出。
[0028]所述檢測系統(tǒng)還包括，閃存卡，預(yù)先存儲(chǔ)了病斑上限灰度閾值和病斑下限灰度閾值，還預(yù)先存儲(chǔ)有病蟲害特征數(shù)據(jù)庫，所述病蟲害特征數(shù)據(jù)庫保存了每一種病蟲害類型以及每一種病蟲害類型對(duì)應(yīng)的病蟲害特征，所述病蟲害特征包括病斑面積、病斑最小外接矩形面積和病斑矩形度。
[0029]所述檢測系統(tǒng)還包括，無線通信接口，用于接收遠(yuǎn)程農(nóng)業(yè)管理平臺(tái)無線發(fā)送的無人機(jī)控制指令，所述無人機(jī)控制指令中包括拍照高度和拍照GPS位置。
[0030]所述檢測系統(tǒng)還包括，GPS定位器，連接GPS導(dǎo)航衛(wèi)星，用于接收所述無人機(jī)所在位置的當(dāng)前GPS位置。
[0031]參照?qǐng)D2所示，所述檢測系統(tǒng)還包括，氣壓高度傳感器，氣壓高度傳感器包括無線電發(fā)射機(jī)5、無線電接收機(jī)6和單片機(jī)7，所述單片機(jī)7與所述無線電發(fā)射機(jī)5和所述無線電接收機(jī)6分別連接，所述無線電發(fā)射機(jī)5向地面發(fā)射無線電波，所述無線電接收機(jī)6接收地面反射的無線電波，所述單片機(jī)7根據(jù)所述無線電發(fā)射機(jī)5的發(fā)射時(shí)間、所述無線電接收機(jī)6的接收時(shí)間和無線電波傳播速度計(jì)算無人機(jī)的當(dāng)前高度，所述無線電波傳播速度為光速。
[0032]所述檢測系統(tǒng)還包括，無人機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)備，用于為所述無人機(jī)的飛行提供動(dòng)力。
[0033]所述圖像處理器2包括灰度處理單元、增強(qiáng)處理單元、濾波處理單元、圖像分割單元和特征識(shí)別單元，所述灰度處理單元與所述高清攝像頭I連接以對(duì)所述作物圖像進(jìn)行灰度處理，獲得灰度圖像，所述增強(qiáng)處理單元與所述灰度處理單元連接以基于小波圖像增強(qiáng)算法對(duì)所述灰度圖像處理，獲得增強(qiáng)圖像，所述濾波處理單元與所述增強(qiáng)處理單元連接以基于中值濾波算法對(duì)所述增強(qiáng)圖像處理，獲得濾波圖像，所述圖像分割單元與所述濾波處理單元和所述閃存卡分別連接，將所述濾波圖像中灰度值在所述病斑上限灰度閾值和所述病斑下限灰度閾值之間的像素識(shí)別并組成病斑圖像，所述特征識(shí)別單元與所述圖像分割單元和所述閃存卡分別連接，識(shí)別所述病斑圖像中的病蟲害特征，并將識(shí)別的病蟲害特征在所述病蟲害特征數(shù)據(jù)庫中查找與識(shí)別的病蟲害特征匹配的病蟲害類型，以作為所述作物病蟲害類型輸出。
[0034]所述主控制器4，與所述隨機(jī)存儲(chǔ)器3、所述閃存卡、所述無線通信接口、所述GPS定位器、所述氣壓高度傳感器、所述無人機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)備、所述高清攝像頭I和所述圖像處理器2分別連接，對(duì)所述無人機(jī)控制指令進(jìn)行解析以獲得所述拍照高度和所述拍照GPS位置，并控制所述無人機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)備以驅(qū)動(dòng)所述無人機(jī)飛往所述拍照高度和所述拍照GPS位置，在所述當(dāng)前GPS位置與所述拍照GPS位置一致且所述當(dāng)前高度與所述拍照高度一致時(shí)，啟動(dòng)所述高清攝像頭I和所述圖像處理器2，并將所述當(dāng)前GPS位置和所述圖像處理器2輸出的作物病蟲害類型對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)到所述隨機(jī)存儲(chǔ)器3中。
[0035]其中，所述隨機(jī)存儲(chǔ)器3存儲(chǔ)完所述當(dāng)前GPS位置和所述作物病蟲害類型后，向所述主控制器4發(fā)送存儲(chǔ)成功信號(hào)，所述主控制器4在接收到所述存儲(chǔ)成功信號(hào)后通過所述無線通信接口向所述遠(yuǎn)程農(nóng)業(yè)管理平臺(tái)發(fā)送檢測完成命令，以便于所述遠(yuǎn)程農(nóng)業(yè)管理平臺(tái)繼續(xù)向所述無線通信接口發(fā)送無人機(jī)控制指令；所述病斑面積為所述病斑圖像中病斑形狀所占據(jù)的像素總數(shù)，所述病斑最小外接矩形為包圍所述病斑圖像中病斑形狀的最小矩形所占據(jù)的像素總數(shù)，所述病斑矩形度為所述病斑面積與所述病斑最小外接矩形的比值。
[0036]其中，所述檢測系統(tǒng)還可以包括，照明設(shè)備，用于為所述高清攝像頭I的拍攝提供輔助照明，所述照明設(shè)備可以包括亮度傳感器，用于測量所述無人機(jī)所在位置的亮度數(shù)據(jù)，所述照明設(shè)備基于所述亮度數(shù)據(jù)控制為所述高清攝像頭I的拍攝提供的輔助照明，所述高清攝像I的分辨率可選為1280X720，所述病蟲害特征還包括病斑幾何重心和病斑圓度，所述病斑幾何重心為所述病斑圖像中病斑形狀的形心，所述病斑圓度為所述病斑圖像中病斑形狀與標(biāo)準(zhǔn)圓形的相似度。
[0037]另外，中值濾波法是一種非線性平滑技術(shù)，他將每一像素點(diǎn)的灰度值設(shè)置為該點(diǎn)某鄰域窗口內(nèi)的所有像素點(diǎn)灰度值的中值，中值濾波是基于排序統(tǒng)計(jì)理論的一種能有效抑制噪聲的非線性信號(hào)處理技術(shù)，中值濾波的基本原理是把數(shù)字圖像或數(shù)字序列中一點(diǎn)的值用該點(diǎn)的一個(gè)鄰域中各點(diǎn)值的中值代替，讓周圍的像素值接近的真實(shí)值，從而消除孤立的噪聲點(diǎn)。中值濾波法對(duì)消除椒鹽噪聲非常有效，在光學(xué)測量條紋圖像的相位分析處理方法中有特殊作用，但在條紋中心分析方法中作用不大，中值濾波在圖像處理中，常用于保護(hù)邊緣信息，是經(jīng)典的平滑噪聲的方法。
[0038]另外，閃存(Flash Memory)是一種長壽命的非易失性(在斷電情況下仍能保持所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)信息)的存儲(chǔ)器，數(shù)據(jù)刪除不是以單個(gè)的字節(jié)為單位而是以固定的區(qū)塊為單位，區(qū)塊大小一般為256KB到20MB。閃存是電子可擦除只讀存儲(chǔ)器(EEPROM)的變種，閃存與EEPROM不同的是，EEPROM能在字節(jié)水平上進(jìn)行刪除和重寫而不是整個(gè)芯片擦寫，而閃存的大部分芯片需要塊擦除。由于其斷電時(shí)仍能保存數(shù)據(jù)，閃存通常被用來保存設(shè)置信息，如在電腦的B1S(基本程序)、PDA(個(gè)人數(shù)字助理)、數(shù)碼相機(jī)中保存資料等。閃存是一種非易失性存儲(chǔ)器，即斷電數(shù)據(jù)也不會(huì)丟失。
[0039]采用本發(fā)明的位于無人機(jī)上的作物病蟲害檢測系統(tǒng)，針對(duì)現(xiàn)有作物病蟲害檢測系統(tǒng)性價(jià)比不高、監(jiān)控不夠靈活、精度不高的技術(shù)問題，通過將檢測系統(tǒng)設(shè)置在無人機(jī)上，借用無人機(jī)的可控制性、低空飛行的特點(diǎn)，能夠出現(xiàn)在任何需要監(jiān)控的區(qū)域，同時(shí)圖像識(shí)別技術(shù)和無線通信技術(shù)的引用，保證病蟲害特征識(shí)別的準(zhǔn)確性和數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠行浴?br> [0040]可以理解的是，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例披露如上，然而上述實(shí)施例并非用以限定本發(fā)明。對(duì)于任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種位于無人機(jī)上的作物病蟲害檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述檢測系統(tǒng)包括隨機(jī)存儲(chǔ)器、高清攝像頭、圖像處理器和主控制器，所述高清攝像頭用于捕獲作物圖像，所述圖像處理器與所述高清攝像頭連接，用于對(duì)所述作物圖像進(jìn)行圖像處理，以獲得所述作物圖像中的作物病蟲害類型，所述主控制器與所述隨機(jī)存儲(chǔ)器和所述圖像處理器分別連接，用于將所述作物病蟲害類型存儲(chǔ)到所述隨機(jī)存儲(chǔ)器中。
2.如權(quán)利要求1所述的位于無人機(jī)上的作物病蟲害檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述檢測系統(tǒng)還包括: 串行通信接口，與所述隨機(jī)存儲(chǔ)器連接，用于將所述隨機(jī)存儲(chǔ)器中的存儲(chǔ)內(nèi)容讀出；閃存卡，預(yù)先存儲(chǔ)了病斑上限灰度閾值和病斑下限灰度閾值，還預(yù)先存儲(chǔ)有病蟲害特征數(shù)據(jù)庫，所述病蟲害特征數(shù)據(jù)庫保存了每一種病蟲害類型以及每一種病蟲害類型對(duì)應(yīng)的病蟲害特征，所述病蟲害特征包括病斑面積、病斑最小外接矩形面積和病斑矩形度； 無線通信接口，用于接收遠(yuǎn)程農(nóng)業(yè)管理平臺(tái)無線發(fā)送的無人機(jī)控制指令，所述無人機(jī)控制指令中包括拍照高度和拍照GPS位置； GPS定位器，連接GPS導(dǎo)航衛(wèi)星，用于接收所述無人機(jī)所在位置的當(dāng)前GPS位置； 氣壓高度傳感器，包括無線電發(fā)射機(jī)、無線電接收機(jī)和單片機(jī)，所述單片機(jī)與所述無線電發(fā)射機(jī)和所述無線電接收機(jī)分別連接，所述無線電發(fā)射機(jī)向地面發(fā)射無線電波，所述無線電接收機(jī)接收地面反射的無線電波，所述單片機(jī)根據(jù)所述無線電發(fā)射機(jī)的發(fā)射時(shí)間、所述無線電接收機(jī)的接收時(shí)間和無線電波傳播速度計(jì)算無人機(jī)的當(dāng)前高度，所述無線電波傳播速度為光速； 無人機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)備，用于為所述無人機(jī)的飛行提供動(dòng)力； 所述圖像處理器包括灰度處理單元、增強(qiáng)處理單元、濾波處理單元、圖像分割單元和特征識(shí)別單元，所述灰度處理單元與所述高清攝像頭連接以對(duì)所述作物圖像進(jìn)行灰度處理，獲得灰度圖像，所述增強(qiáng)處理單元與所述灰度處理單元連接以基于小波圖像增強(qiáng)算法對(duì)所述灰度圖像處理，獲得增強(qiáng)圖像，所述濾波處理單元與所述增強(qiáng)處理單元連接以基于中值濾波算法對(duì)所述增強(qiáng)圖像處理，獲得濾波圖像，所述圖像分割單元與所述濾波處理單元和所述閃存卡分別連接，將所述濾波圖像中灰度值在所述病斑上限灰度閾值和所述病斑下限灰度閾值之間的像素識(shí)別并組成病斑圖像，所述特征識(shí)別單元與所述圖像分割單元和所述閃存卡分別連接，識(shí)別所述病斑圖像中的病蟲害特征，并將識(shí)別的病蟲害特征在所述病蟲害特征數(shù)據(jù)庫中查找與識(shí)別的病蟲害特征匹配的病蟲害類型，以作為所述作物病蟲害類型輸出； 所述主控制器，與所述隨機(jī)存儲(chǔ)器、所述閃存卡、所述無線通信接口、所述GPS定位器、所述氣壓高度傳感器、所述無人機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)備、所述高清攝像頭和所述圖像處理器分別連接，對(duì)所述無人機(jī)控制指令進(jìn)行解析以獲得所述拍照高度和所述拍照GPS位置，并控制所述無人機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)備以驅(qū)動(dòng)所述無人機(jī)飛往所述拍照高度和所述拍照GPS位置，在所述當(dāng)前GPS位置與所述拍照GPS位置一致且所述當(dāng)前高度與所述拍照高度一致時(shí)，啟動(dòng)所述高清攝像頭和所述圖像處理器，并將所述當(dāng)前GPS位置和所述圖像處理器輸出的作物病蟲害類型對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)到所述隨機(jī)存儲(chǔ)器中； 其中，所述隨機(jī)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)完所述當(dāng)前GPS位置和所述作物病蟲害類型后，向所述主控制器發(fā)送存儲(chǔ)成功信號(hào)，所述主控制器在接收到所述存儲(chǔ)成功信號(hào)后通過所述無線通信接口向所述遠(yuǎn)程農(nóng)業(yè)管理平臺(tái)發(fā)送檢測完成命令，以便于所述遠(yuǎn)程農(nóng)業(yè)管理平臺(tái)繼續(xù)向所述無線通信接口發(fā)送無人機(jī)控制指令； 其中，所述病斑面積為所述病斑圖像中病斑形狀所占據(jù)的像素總數(shù)，所述病斑最小外接矩形為包圍所述病斑圖像中病斑形狀的最小矩形所占據(jù)的像素總數(shù)，所述病斑矩形度為所述病斑面積與所述病斑最小外接矩形的比值。
3.如權(quán)利要求2所述的位于無人機(jī)上的作物病蟲害檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述檢測系統(tǒng)還包括: 照明設(shè)備，用于為所述高清攝像頭的拍攝提供輔助照明。
4.如權(quán)利要求3所述的位于無人機(jī)上的作物病蟲害檢測系統(tǒng)，其特征在于: 所述照明設(shè)備包括亮度傳感器，用于測量所述無人機(jī)所在位置的亮度數(shù)據(jù)，所述照明設(shè)備基于所述亮度數(shù)據(jù)控制為所述高清攝像頭的拍攝提供的輔助照明。
5.如權(quán)利要求2所述的位于無人機(jī)上的作物病蟲害檢測系統(tǒng)，其特征在于: 所述高清攝像頭的分辨率為1280X720。
6.如權(quán)利要求2所述的位于無人機(jī)上的作物病蟲害檢測系統(tǒng)，其特征在于: 所述病蟲害特征還包括病斑幾何重心和病斑圓度。
7.如權(quán)利要求6所述的位于無人機(jī)上的作物病蟲害檢測系統(tǒng)，其特征在于: 所述病斑幾何重心為所述病斑圖像中病斑形狀的形心。
8.如權(quán)利要求6所述的位于無人機(jī)上的作物病蟲害檢測系統(tǒng)，其特征在于: 所述病斑圓度為所述病斑圖像中病斑形狀與標(biāo)準(zhǔn)圓形的相似度。
【文檔編號(hào)】G01N21/84GK104330410SQ201410613936
【公開日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年11月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月4日
【發(fā)明者】不公告發(fā)明人 申請(qǐng)人:無錫北斗星通信息科技有限公司