[發明專利]一種應用激光技術的多維形態鑒別動植物有害生物方法

有效

• 申請號: 202010224922.6
• 申請日: 2020-03-26
• 公開（公告）號: CN111444927B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發明（設計）人: 何銘就;陳艷;蔣嘉勝;程杰;程曦;鄭國忠
• 申請（專利權）人: 廣州市煒城智能科技有限公司
• 主分類號: G06V10/46
• 分類號: G06V10/46;G06V10/143;G06V10/774;G06V10/30;G06V10/82;G06N3/0464
• 代理公司: 深圳市圳博友邦專利代理事務所(普通合伙) 44600
• 代理人: 林斌斌

本發明提出了采用激光技術對生物形態進行測距生成初始的多維動植物有害生物形態輪廓點云數據，對初始的多維動植物有害生物形態輪廓點云數據“去噪”，重建精準的多維動植物有害生物形態輪廓點云數據，拆分精準的多維動植物有害生物形態輪廓點云數據獲得基于有害生物檢索表獲得對于動植物有害生物區分的局部形態特征點云數據；與預先訓練好的有害生物檢索表中對于對應的形態特征標準點云數據庫進行比對、分類檢索，確定動植物有害生物種屬。本方法大大縮短了生物樣本多維成型的時間，提高了加涅效率；提高了生物鑒別的準確率，而且具有記憶能力，使用次數越多鑒別速度越快、準確性越高。

技術領域

本發明屬于人工智能的生物識別領域，具體涉及一種應用激光技術的多維形態鑒別動植物有害生物方法。

背景技術

物聯網、區塊鏈、云計算、大數據等信息技術的發展，為人工智能開辟了許多應用領域，也提出了越來越高的要求，生物特征識別是人工智能極為重要的組成部分，智能鑒別動植物有害生物(有害生物類、雜草類、軟體動物類、蜘蛛類、真菌類、線蟲類、原核生物類)是生物特征識別極為重要的應用領域。準確、快速、便利等問題都對動植物有害生物鑒別方法的智能化提出了很高要求。目前智能鑒別動植物有害生物方法還處于實驗探索階段，在現有實驗探索的方法中，相對成熟的方法是達姆施塔特掃描圖像鑒別方法，通過兩個半圓形光源提供各個方向的照明，然后用一臺板載數碼相機來持續采集照片，通過雙軸步進馬達的旋轉，以及機臺的往復移動，相機從四面八方進行拍攝，400個不同的空間方向的25000張照片，結合到一起，就形成了一個3D模型。雖然該技術能達到掃描成像，具有數字化、遠程性等特性，在動植物有害生物鑒別領域進行了嘗試，但是由于達姆施塔特掃描圖像鑒別方法存在單個生物樣本需要400個不同空間方向拍攝25000張照片，整個過程需要精準定位、多次擺位、多次拍攝，歷時數個小時完成，數據量非常大，導致達姆施塔特掃描生物鑒別在目前還只能處于實驗階段，難以進入應用。

發明內容

本發明提出了采用激光技術對生物形態進行測距生成初始的多維動植物有害生物形態輪廓點云數據，對初始的多維動植物有害生物形態輪廓點云數據“去噪”，重建精準的多維動植物有害生物形態輪廓點云數據，拆分精準的多維動植物有害生物形態輪廓點云數據獲得基于有害生物檢索表獲得對于動植物有害生物區分的局部形態特征點云數據；與預先訓練好的有害生物檢索表中對于對應的形態特征標準點云數據庫進行比對、分類檢索，確定動植物有害生物種屬。

一種應用激光技術的多維形態鑒別動植物有害生物方法，其特征在于，該方法采用非接觸式的激光掃描成像技術，由激光發射器向動植物有害生物樣本表面投射激光，投射的激光經動植物有害生物樣本表面形狀和間隙調制后，形成漫反射光，通過感光傳感器接收反射光后形成的激光，根據發射激光的時間與光接收傳感器接收激光的時間的差值，計算出待測生物樣本表面的測試點到發射器之間的相對距離，并利用三角關系即可計算出變化前后像點位置關系，簡便快速對生物形態特征進行一次性測距形成初始生物形態多維輪廓電子點云數據；具體操作步驟如下：

第一步：開啟激光掃描設備，然后預熱，檢查設備、網絡、軟件系統；保持硬件設備、網絡、軟件系統等處于正常工作狀態。

第二步：放置待測有害生物樣本，掃描采集待測有害生物樣本獲得初始多維樣品形態輪廓點云數據；待測有害生物樣本根據有害生物的形態特征掃描需要，對待測有害生物樣本進行掃描前處理，保證形態特征清晰、完整。

第三步：“去噪”重建待測有害生物樣本精準多維有害生物形態輪廓點云數據；對于動植物有害生物的“去噪”有卡爾曼濾波算法、高斯濾波算法和拉普拉斯算法。

第四步：拆分沒有噪點的精準的多維有害生物形態輪廓點云數據；對于動植物有害生物的分割有馬爾可夫模型算法的分割算法、法線矢量及一致化算法。