[發明專利]一種無人機影像中機播小麥苗期斷壟自動監測方法

有效

• 申請號: 202210148944.8
• 申請日: 2022-02-18
• 公開（公告）號: CN114494888B
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發明（設計）人: 陳鵬飛
• 申請（專利權）人: 中國科學院地理科學與資源研究所
• 主分類號: G06V20/10
• 分類號: G06V20/10;G06V10/46
• 代理公司: 威?；莺突葜R產權代理事務所(普通合伙) 37387
• 代理人: 劉玉涵

1.一種無人機影像中機播小麥苗期斷壟自動監測方法，其特征在于：包括以下步驟：

1)植被-土壤二值圖生成；

2)種植行自動分組；

3)種植行方向及位置檢測；

4)斷壟區域自動檢測。

2.根據權利要求1所述的無人機影像中機播小麥苗期斷壟自動監測方法，其特征在于：步驟1)中，基于無人機影像的紅、綠、藍三波段生成超綠超紅差值指數影像，采用面向對象的Meanshift分割方法將超綠超紅差值指數影像分割成不同的對象；基于Otus分類方法實現對影像分割結果的自動分類，并生成植被-土壤二值圖。

3.根據權利要求2所述的無人機影像中機播小麥苗期斷壟自動監測方法，其特征在于：超綠超紅差值指數計算公式如公式(1)-(6)所示：

ExG＝2×G-R-B 公式(1)

ExR＝1.4×R-G 公式(2)

ExGR＝ExG-ExR 公式(3)

G＝r/(r+g+b) 公式(4)

G＝g/(r+g+b) 公式(5)

B＝b/(r+g+b) 公式(6)

其中，ExG為超綠指數，ExR為超紅指數，ExGR為超綠超紅差值指數；g為綠波段，r為紅波段，b為綠波段；R為標準化的紅波段，G為標準化的綠波段，B為標準化的藍波段。

4.根據權利要求1所述的無人機影像中機播小麥苗期斷壟自動監測方法，其特征在于：步驟2)中，基于植被-土壤二值圖，先確定種植行的大致方向；旋轉植被-土壤二值圖影像到確定的種植行的大致方向，并以列號為橫坐標，植被像素的個數為縱坐標繪制曲線，求曲線峰值點位置及個數，每一個峰值點對應一條小麥行；基于播種機的一次播種的行數從第一個峰值點開始，將小麥行按農機播種的條帶進行分組。

5.根據權利要求4所述的無人機影像中機播小麥苗期斷壟自動監測方法，其特征在于：種植行大致方向的確定方法為：將影像從0°旋轉到180°，以0.1°為步長，每次旋轉計算每列植被像素的個數，并繪制成以列號為橫坐標，植被像元累積數為縱坐標的曲線，統計曲線上的峰值點及其有效峰高，有效峰高為峰與谷之差，選擇峰值點平均有效峰高最大時的旋轉角度作為種植行的大致方向。

6.根據權利要求4所述的無人機影像中機播小麥苗期斷壟自動監測方法，其特征在于：總的分組數由公式(7)計算所得：

n＝N/t 公式(7)

其中，n為總的分組數，N為峰值點個數，t為播種機一次播種的行數。

7.根據權利要求4所述的無人機影像中機播小麥苗期斷壟自動監測方法，其特征在于：步驟3)中，生成行位置模板，逐像元移動掃描，每次移動將行模板在所在位置±5°之間以0.1°為間隔旋轉，統計每次移動和旋轉的行模板所經過的植被像元數；選擇行模板所經過的植被像元數最多的位置作為所求播種條帶內小麥種植行的位置。

8.根據權利要求7所述的無人機影像中機播小麥苗期斷壟自動監測方法，其特征在于：根據播種機的播種間隔和行數生成行位置模板，行位置模板的寬度為1個像元，長度從影像最頂端行到最低端行；

從該組小麥行所形成的步驟2)中峰值點位置的左側半行寬的位置開始，向右側逐像元移動掃描，直到移動到峰值點右側半行寬的位置。

9.根據權利要求1所述的無人機影像中機播小麥苗期斷壟自動監測方法，其特征在于：步驟4)中，沿前述確定的小麥行直線，以5×5窗口進行掃描，窗口內所有像素都為非植被則判定中心像素為非植被；當連續非植被的中心像素累加長度大于播種行間距時判定為斷壟區。