[發明專利]位于無人機上的作物病蟲害檢測系統

有效

• 申請號: 201410613936.1
• 申請日: 2014-11-04
• 公開（公告）號: CN104330410A
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 無錫北斗星通信息科技有限公司
• 主分類號: G01N21/84
• 分類號: G01N21/84
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及病蟲害防控領域，尤其涉及一種位于無人機上的作物病蟲害檢測系統。

背景技術

在農業生產過程中，有效實現對病蟲害的防控是保證農業豐收的前提，如果種植的作物病害是分布較廣、危害較重的病害，將會嚴重影響作物的產量和品質，在對病蟲害的防控之前，首先要做的是判斷病蟲害的類型，病蟲害類型判斷如果準確，則病蟲害容易得到根治，而病蟲害類型判斷如果不準確，則將浪費大量人力和財力，耽誤寶貴的醫治時間。

傳統的病蟲害診斷方法是通過肉眼觀察判斷，并結合農業作物病害圖譜進行比對，效率低下，難以及時、準確地發現和治理病害。近年來開發和應用的一些作物病害專家系統雖然起到了一些作用，但由于其需要大量的病害數據作為系統的輸入，而作物病害的具體特征非常復雜，難以實現精確的量化，因此影響了專家系統判斷的準確性。也有一些農業管理部門采用衛星遙感的方式進行病蟲害檢測，但這種檢測方式造價昂貴。

因此，需要一種新的作物病蟲害檢測系統，性價比適中，能夠適應作物檢測面積寬廣和病蟲害精確診斷的要求，方便相關農業管理部門靈活操控，以便于后期有的放矢地進行作物病蟲害醫治。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供了一種位于無人機上的作物病蟲害檢測系統，借用無人機的平臺，依靠無人機靈活、檢測面積廣的特點，能夠靈活對任何需要監控的區域進行病蟲害檢測，同時采用圖像識別技術，首先進行病害圖像的預處理，將采集到的圖像通過灰度化和中值濾波后，進行圖像分割，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，從而有效識別病蟲害類型。

根據本發明的一方面，提供了一種位于無人機上的作物病蟲害檢測系統，所述檢測系統包括隨機存儲器、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，用于對所述作物圖像進行圖像處理，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存儲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到所述隨機存儲器中。

更具體地，所述位于無人機上的作物病蟲害檢測系統中，所述檢測系統還包括，串行通信接口，與所述隨機存儲器連接，用于將所述隨機存儲器中的存儲內容讀出；閃存卡，預先存儲了病斑上限灰度閾值和病斑下限灰度閾值，還預先存儲有病蟲害特征數據庫，所述病蟲害特征數據庫保存了每一種病蟲害類型以及每一種病蟲害類型對應的病蟲害特征，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，用于接收遠程農業管理平臺無線發送的無人機控制指令，所述無人機控制指令中包括拍照高度和拍照GPS位置；GPS定位器，連接GPS導航衛星，用于接收所述無人機所在位置的當前GPS位置；氣壓高度傳感器，包括無線電發射機、無線電接收機和單片機，所述單片機與所述無線電發射機和所述無線電接收機分別連接，所述無線電發射機向地面發射無線電波，所述無線電接收機接收地面反射的無線電波，所述單片機根據所述無線電發射機的發射時間、所述無線電接收機的接收時間和無線電波傳播速度計算無人機的當前高度，所述無線電波傳播速度為光速；無人機驅動設備，用于為所述無人機的飛行提供動力；所述圖像處理器包括灰度處理單元、增強處理單元、濾波處理單元、圖像分割單元和特征識別單元，所述灰度處理單元與所述高清攝像頭連接以對所述作物圖像進行灰度處理，獲得灰度圖像，所述增強處理單元與所述灰度處理單元連接以基于小波圖像增強算法對所述灰度圖像處理，獲得增強圖像，所述濾波處理單元與所述增強處理單元連接以基于中值濾波算法對所述增強圖像處理，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別并組成病斑圖像，所述特征識別單元與所述圖像分割單元和所述閃存卡分別連接，識別所述病斑圖像中的病蟲害特征，并將識別的病蟲害特征在所述病蟲害特征數據庫中查找與識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，與所述隨機存儲器、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、所述無人機驅動設備、所述高清攝像頭和所述圖像處理器分別連接，對所述無人機控制指令進行解析以獲得所述拍照高度和所述拍照GPS位置，并控制所述無人機驅動設備以驅動所述無人機飛往所述拍照高度和所述拍照GPS位置，在所述當前GPS位置與所述拍照GPS位置一致且所述當前高度與所述拍照高度一致時，啟動所述高清攝像頭和所述圖像處理器，并將所述當前GPS位置和所述圖像處理器輸出的作物病蟲害類型對應存儲到所述隨機存儲器中；其中，所述隨機存儲器存儲完所述當前GPS位置和所述作物病蟲害類型后，向所述主控制器發送存儲成功信號，所述主控制器在接收到所述存儲成功信號后通過所述無線通信接口向所述遠程農業管理平臺發送檢測完成命令，以便于所述遠程農業管理平臺繼續向所述無線通信接口發送無人機控制指令；所述病斑面積為所述病斑圖像中病斑形狀所占據的像素總數，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的像素總數，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。