[发明专利]一种果树产量估测方法及装置

权利要求书

1.一种果树产量估测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S101、获取成熟期单株果树的树冠图像和果树的位置数据；

S102、根据果实的颜色和形状特征识别所述图像中果实的个数；

S103、根据识别结果计算所述单株果树的果实产量数据；

S104、根据所述果树的位置数据与计算出的单株果树的所述果实产量数据生成产量统计图。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S102具体包括：

根据果实的颜色特征设置用于在所述图像中区分果实和树体的像素分割阈值；

根据所述像素分割阈值对所述图像进行二值化处理，得到表征果实和树体的二值化图像；

对所述二值化图像进行噪声去除处理；

根据果实的形状特征将噪声去除后的图像进行圆拟合；

提取圆拟合后的图像中生成的圆的数量，得到所述图像中果实的个数。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据果实的形状特征将噪声去除后的图像进行圆拟合具体包括：

通过边缘检测算法在二值化图像中提取所有果实的果实边缘线；

选择任一果实边缘线，确定所述果实边缘线的某一点为边缘曲率计算起点；

沿所述果实边缘线以固定步长进行连续采样，计算每个采样点的曲率；

判断采样点的曲率是否满足预设边缘条件，如不满足，则重新选择起始点进行曲率计算，如满足，则将所述果实边缘线拟合生成圆，获取生成的拟合圆的半径和圆心；

判断任意两个拟合生成圆的圆心和半径差值是否在误差阈值范围内，如果不是，则确定为两个圆，如果是，则将所述两个拟合生成圆合并为一个圆。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预设边缘条件包括：

单个采样点曲率的绝对值小于C_max且大于C_min；相邻采样点的曲率差绝对值小于最大容差C_dif；连续满足上述两个条件的采样点数大于等于m；

其中，C_max和C_min是在图像中成像苹果曲率正常取值的最大值和最小值，C_dif是在遮挡和重叠的情况下，边缘曲率出现不规则突变时，曲率值变化的最大容许量；C_max、C_min、C_dif与m均为经过大量实验分析得到的值。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述像素分割阈值由所述图像在RGB图像模式中的R/B值和所述图像在HSV图像模式中的V值组成。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S104具体包括：

将所述果树的位置数据与估算出的单株果树的苹果产量数据结合，生成单株果树的产量数据；

统计所有果树的单株果树的产量数据，生成以单株果树为个体的产量统计图。

7.一种应用权利要求1至6任意一项所述方法的果树产量估测装置，其特征在于，所述装置包括设备主体和控制器，所述设备主体包括GPS接收模块和高清摄像模块，所述控制器包括图像处理模块、计算模块、生成显示模块和控制模块；

GPS接收模块，用于采集成熟期单株果树的位置数据；

高清摄像模块，用于拍摄成熟期单株果树的树冠图像；

图像处理模块，用于根据果实的颜色和形状特征识别所述图像中果实的个数；

计算模块，用于根据图像处理模块识别出的所述图像中果实的个数计算所述单株果树的果实产量数据；

生成显示模块，用于根据所述果树的位置数据与计算出的单株果树的所述果实产量数据生成产量统计图；

控制模块，用于输入控制信息，对各个模块进行控制。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述GPS接收模块可旋转，用于使GPS天线始终垂直于水平面。