[發明專利]一種果樹產量估測方法及裝置

在審

• 申請號: 201410381889.2
• 申請日: 2014-08-05
• 公開（公告）號: CN104200193A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 錢建平;吳曉明;邢斌;劉學馨;李明
• 申請（專利權）人: 北京農業信息技術研究中心
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/62
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 李相雨

1.一種果樹產量估測方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

S101、獲取成熟期單株果樹的樹冠圖像和果樹的位置數據；

S102、根據果實的顏色和形狀特征識別所述圖像中果實的個數；

S103、根據識別結果計算所述單株果樹的果實產量數據；

S104、根據所述果樹的位置數據與計算出的單株果樹的所述果實產量數據生成產量統計圖。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S102具體包括：

根據果實的顏色特征設置用于在所述圖像中區分果實和樹體的像素分割閾值；

根據所述像素分割閾值對所述圖像進行二值化處理，得到表征果實和樹體的二值化圖像；

對所述二值化圖像進行噪聲去除處理；

根據果實的形狀特征將噪聲去除后的圖像進行圓擬合；

提取圓擬合后的圖像中生成的圓的數量，得到所述圖像中果實的個數。

3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述根據果實的形狀特征將噪聲去除后的圖像進行圓擬合具體包括：

通過邊緣檢測算法在二值化圖像中提取所有果實的果實邊緣線；

選擇任一果實邊緣線，確定所述果實邊緣線的某一點為邊緣曲率計算起點；

沿所述果實邊緣線以固定步長進行連續采樣，計算每個采樣點的曲率；

判斷采樣點的曲率是否滿足預設邊緣條件，如不滿足，則重新選擇起始點進行曲率計算，如滿足，則將所述果實邊緣線擬合生成圓，獲取生成的擬合圓的半徑和圓心；

判斷任意兩個擬合生成圓的圓心和半徑差值是否在誤差閾值范圍內，如果不是，則確定為兩個圓，如果是，則將所述兩個擬合生成圓合并為一個圓。

4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述預設邊緣條件包括：

單個采樣點曲率的絕對值小于C_max且大于C_min；相鄰采樣點的曲率差絕對值小于最大容差C_dif；連續滿足上述兩個條件的采樣點數大于等于m；

其中，C_max和C_min是在圖像中成像蘋果曲率正常取值的最大值和最小值，C_dif是在遮擋和重疊的情況下，邊緣曲率出現不規則突變時，曲率值變化的最大容許量；C_max、C_min、C_dif與m均為經過大量實驗分析得到的值。

5.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述像素分割閾值由所述圖像在RGB圖像模式中的R/B值和所述圖像在HSV圖像模式中的V值組成。

6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S104具體包括：

將所述果樹的位置數據與估算出的單株果樹的蘋果產量數據結合，生成單株果樹的產量數據；

統計所有果樹的單株果樹的產量數據，生成以單株果樹為個體的產量統計圖。

7.一種應用權利要求1至6任意一項所述方法的果樹產量估測裝置，其特征在于，所述裝置包括設備主體和控制器，所述設備主體包括GPS接收模塊和高清攝像模塊，所述控制器包括圖像處理模塊、計算模塊、生成顯示模塊和控制模塊；

GPS接收模塊，用于采集成熟期單株果樹的位置數據；

高清攝像模塊，用于拍攝成熟期單株果樹的樹冠圖像；

圖像處理模塊，用于根據果實的顏色和形狀特征識別所述圖像中果實的個數；

計算模塊，用于根據圖像處理模塊識別出的所述圖像中果實的個數計算所述單株果樹的果實產量數據；

生成顯示模塊，用于根據所述果樹的位置數據與計算出的單株果樹的所述果實產量數據生成產量統計圖；

控制模塊，用于輸入控制信息，對各個模塊進行控制。

8.如權利要求7所述的裝置，其特征在于，所述GPS接收模塊可旋轉，用于使GPS天線始終垂直于水平面。