[實用新型]基于無人機檢測的農作物成熟度識別平臺

有效

• 申請號: 201520052729.3
• 申請日: 2015-01-25
• 公開（公告）號: CN204346928U
• 公開（公告）日: 2015-05-20
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 無錫桑尼安科技有限公司
• 主分類號: G01N21/84
• 分類號: G01N21/84
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

1.一種基于無人機檢測的農作物成熟度識別平臺，其特征在于，所述識別平臺包括移動硬盤、圖像采集設備、圖像處理設備和數字信號處理器，所述數字信號處理器與所述圖像采集設備和所述圖像處理設備分別連接，在所述無人機飛抵農作物成熟度的采集區域后，啟動所述圖像采集設備和所述圖像處理設備，所述圖像采集設備用于對所述采集區域拍攝，以獲得農作物區域圖像，所述圖像處理設備用于對所述農作物區域圖像執行圖像處理，所述數字信號處理器根據圖像處理結果確定所述采集區域內農作物的成熟度，所述移動硬盤連接所述數字信號處理器以存儲所述采集區域內農作物的成熟度。

2.如權利要求1所述的基于無人機檢測的農作物成熟度識別平臺，其特征在于，所述識別平臺還包括：

北斗星定位設備，連接北斗星導航衛星，用于實時接收無人機所在位置的北斗星導航數據，所述北斗星導航數據的精度為2米；

無線電高度傳感器，包括無線電發射機、無線電接收機和微控制器，所述微控制器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，所述微控制器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；

USB驅動接口，用于插入外部U盤，以接收所述外部U盤中存儲的各個類型的農作物圖像模板，所述各個類型的農作物圖像模板為各個類型的農作物的基準二值化圖像，還用于接收所述外部U盤中存儲的農作物上限灰度閾值和農作物下限灰度閾值，所述農作物上限灰度閾值和所述農作物下限灰度閾值用于將圖像中的農作物和背景分離，還用于接收所述外部U盤中存儲的農作物成熟度數據表，所述農作物成熟度數據表中以農作物類型為索引，保存了每一種農作物對應的成熟度閾值、判定數量閾值和各個成熟度等級；

無線收發設備，用于接收地面農林部門監控平臺發送的控制信號，所述控制信號中包括所述農林部門監控平臺指定的采集區域的定位數據，所述定位數據包括對應的采集北斗星位置、采集高度和區域位置，所述農林部門監控平臺按順序逐個發送多個控制信號，所述多個控制信號中每一個控制信號中對應的指定采集區域都不同；

無人機動力驅動設備，為所述無人機的飛行提供動力；

所述移動硬盤與所述USB驅動接口連接，以接收并存儲各個類型的農作物圖像模板、農作物上限灰度閾值、農作物下限灰度閾值和農作物成熟度數據表；

所述圖像采集設備包括航拍攝像機和輔助光源，所述航拍攝像機用于對所述采集區域拍攝，以獲得農作物區域圖像，所述輔助光源為所述航拍攝像機的拍攝提供照明輔助光，所述照明輔助光的強度與所述輔助光源周圍環境的光線亮度成反比；

所述圖像處理設備與所述移動硬盤和所述圖像采集設備分別連接，包括小波濾波器件、灰度化處理器件、二值化處理器件、農作物類型識別器件和成熟度等級識別器件，所述小波濾波器件與所述航拍攝像機連接，基于哈爾小波濾波器對所述農作物區域圖像執行濾波處理，以獲得農作物濾波圖像，所述灰度化處理器件與所述小波濾波器件和所述移動硬盤分別連接，將所述農作物濾波圖像中灰度值在所述農作物上限灰度閾值和所述農作物下限灰度閾值之間的像素識別并組成多個農作物子圖像，每一個農作物子圖像對應一株農作物，所述二值化處理器件與所述灰度化處理器件連接，基于預設二值化閾值將所述多個農作物子圖像分別二值化，以生成多個農作物二值化子圖像，所述預設二值化閾值為一個數值在0-255之間的灰度值，所述農作物類型識別器與所述二值化處理器件和所述移動硬盤分別連接，將每一個農作物二值化子圖像與各個類型的農作物圖像模板逐一匹配，以獲得每一個農作物二值化子圖像對應的農作物類型，針對所述多個農作物二值化子圖像對應的各個不同農作物類型，取出現次數占據所述多個農作物二值化子圖像數量的百分比大于預設百分比閾值的農作物類型作為采集區域農作物類型輸出，所述成熟度等級識別器件和所述灰度化處理器件、所述農作物類型識別器件和所述移動硬盤分別連接，在所述農作物成熟度數據表中查找到與所述采集區域農作物類型對應的成熟度閾值、判定數量閾值和各個成熟度等級以作為目標成熟度閾值、目標判定數量閾值和各個目標成熟度等級，針對每一個農作物子圖像，統計像素灰度值小于等于所述目標成熟度閾值的像素數量，當統計的像素數量大于等于所述目標判定數量閾值時，確定所述農作物子圖像對應的農作物為成熟，當所述像素數量小于所述目標判定數量閾值時，確定所述農作物子圖像對應的農作物為未成熟，基于多個農作物子圖像的農作物的成熟確定結果統計并輸出所述采集區域內農作物的成熟度；

所述數字信號處理器與所述農作物類型識別器件、所述成熟度等級識別器件、所述無線收發設備、所述無人機動力驅動設備、所述北斗星定位設備和所述無線電高度傳感器分別連接，對所述控制信號進行解析以獲得所述采集北斗星位置、采集高度和區域位置，并控制所述無人機動力驅動設備以驅動所述無人機飛往與所述控制信號對應的采集區域，在所述北斗星導航數據與所述采集北斗星位置一致且所述當前高度與所述采集高度一致時，啟動所述圖像采集設備和所述圖像處理設備，將當前指定采集區域對應的區域位置、農作物類型和農作物成熟度存儲到所述移動硬盤，隨后發送成熟度信息采集結束信號；

所述無線收發設備在接收到所述成熟度信息采集結束信號后，向所述農林部門監控平臺轉發所述成熟度信息采集結束信號，以便于所述農林部門監控平臺按順序發送下一個控制信號；

其中，所述移動硬盤將各個指定采集區域對應的區域位置、農作物類型和農作物成熟度組成一個以指定采集區域為單位的成熟度信息模擬圖。