[發明專利]一種稻蝦種養系統溝坑占比航測方法

在審

• 申請號: 202210070630.0
• 申請日: 2022-01-21
• 公開（公告）號: CN114550010A
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 高輝;劉濤;徐強;竇志;張洪程;吳飛;蔣榕
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: G06V20/17
• 分類號: G06V20/17;G06V20/68;G06V10/28;G06V10/44;G06V10/56;G06V10/774;G06V10/764;G06K9/62
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 張明浩

1.一種稻蝦種養系統溝坑占比航測方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：利用無人機拍攝稻蝦種養系統的全景影像，以獲取全景影像數據；

步驟2：對全景影像數據進行預處理，生成整個稻蝦種養系統的正射影像圖；

步驟3：將正射影像圖裁剪為若干相同大小的圖像樣本，并將圖像樣本分為含有溝坑和不含有溝坑的兩類，以構建溝坑識別樣本集；對于含有溝坑的圖像樣本，將其按照溝坑類型分成多類，以構建溝坑類型識別樣本集；

步驟4：利用溝坑識別樣本集訓練溝坑識別模型，并利用溝坑類型識別樣本集訓練溝坑類型識別模型；

步驟5：對于待測稻蝦種養系統，將其正射影像圖裁剪為和圖像樣本大小相同的若干待測圖像，將待測圖像逐一輸入溝坑識別模型中以判斷該待測圖像是否含有溝坑，對于含有溝坑的待測圖像，將其輸入溝坑類型識別模型中進一步判斷溝坑類型；

步驟6：對于含有溝坑的待測圖像，分別獲取其溝坑區域所占的像素數，并將各溝坑區域的像素數總和與待測稻蝦種養系統正射影像圖的像素數總和間的比值作為待測稻蝦種養系統的溝坑占比。

2.如權利要求1所述的一種稻蝦種養系統溝坑占比航測方法，其特征在于，步驟1中，無人機的飛行高度為300米，圖像獲取方式為垂直獲取，影像格式為RGB，飛行航線重復率為70％，航點重復率為65％，圖像分辨率不小于2000萬像素。

3.如權利要求1所述的一種稻蝦種養系統溝坑占比航測方法，其特征在于，步驟2中，將獲取的全景影像數據導入Agisoft Photoscan軟件中，進行圖像的對齊和拼接以生成整個稻蝦種養系統的正射影像圖；在Agisoft Photoscan軟件中，將圖像對齊精度設置為Medium，點云密度設置為Low，空間三角形數量設置為Little，空間位置校準設置為RTK。

4.如權利要求1所述的一種稻蝦種養系統溝坑占比航測方法，其特征在于，步驟4中，對于溝坑識別樣本集中的每個圖像樣本，提取其超綠特征、綠紅差值指數、歸一化綠度指數構成溝坑區域特征，用來訓練隨機森林二分類模型并將其作為溝坑識別模型；

超綠特征的計算公式為：ExG＝2G-R-B，

綠紅差值指數的計算公式為：GMR＝G-R，

歸一化綠度指數的計算公式為：b＝B/(R+G+B)，

其中，R、G、B分別表示圖像的R通道、G通道、B通道。

5.如權利要求1所述的一種稻蝦種養系統溝坑占比航測方法，其特征在于，步驟4中，對于溝坑類型識別樣本集中的每個圖像樣本，首先將其灰度化，然后通過最大類間方差法進行二值化，將圖像分為溝坑區域和非溝坑區域，獲取溝坑區域的最小外接矩形的長寬比、溝坑區域在整個圖像中的面積占比以及二值圖像的最小二階矩構成溝坑類型特征，用來訓練隨機森林多分類模型并將其作為溝坑類型識別模型；其中，最小二階矩的計算公式為：p(i,j)表示二值圖像第i行第j列的像素值，n、m分別為二值圖像的總行數和總列數。