[发明专利]一种农作物成熟度识别方法

权利要求书

1.一种农作物成熟度识别方法，该方法包括下列步骤：

1)提供一种基于无人机检测的农作物成熟度识别平台，所述识别平台包括移动硬盘、图像采集设备、图像处理设备和数字信号处理器，所述数字信号处理器与所述图像采集设备和所述图像处理设备分别连接，在所述无人机飞抵农作物成熟度的采集区域后，启动所述图像采集设备和所述图像处理设备，所述图像采集设备用于对所述采集区域拍摄，以获得农作物区域图像，所述图像处理设备用于对所述农作物区域图像执行图像处理，所述数字信号处理器根据图像处理结果确定所述采集区域内农作物的成熟度，所述移动硬盘连接所述数字信号处理器以存储所述采集区域内农作物的成熟度；以及

2)运行所述系统。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述识别平台还包括：

北斗星定位设备，连接北斗星导航卫星，用于实时接收无人机所在位置的北斗星导航数据，所述北斗星导航数据的精度为2米；

无线电高度传感器，包括无线电发射机、无线电接收机和微控制器，所述微控制器与所述无线电发射机和所述无线电接收机分别连接，所述无线电发射机向地面发射无线电波，所述无线电接收机接收地面反射的无线电波，所述微控制器根据所述无线电发射机的发射时间、所述无线电接收机的接收时间和无线电波传播速度计算无人机的当前高度，所述无线电波传播速度为光速；

USB驱动接口，用于插入外部U盘，以接收所述外部U盘中存储的各个类型的农作物图像模板，所述各个类型的农作物图像模板为各个类型的农作物的基准二值化图像，还用于接收所述外部U盘中存储的农作物上限灰度阈值和农作物下限灰度阈值，所述农作物上限灰度阈值和所述农作物下限灰度阈值用于将图像中的农作物和背景分离，还用于接收所述外部U盘中存储的农作物成熟度数据表，所述农作物成熟度数据表中以农作物类型为索引，保存了每一种农作物对应的成熟度阈值、判定数量阈值和各个成熟度等级；

无线收发设备，用于接收地面农林部门监控平台发送的控制信号，所述控制信号中包括所述农林部门监控平台指定的采集区域的定位数据，所述定位数据包括对应的采集北斗星位置、采集高度和区域位置，所述农林部门监控平台按顺序逐个发送多个控制信号，所述多个控制信号中每一个控制信号中对应的指定采集区域都不同；

无人机动力驱动设备，为所述无人机的飞行提供动力；

所述移动硬盘与所述USB驱动接口连接，以接收并存储各个类型的农作物图像模板、农作物上限灰度阈值、农作物下限灰度阈值和农作物成熟度数据表；

所述图像采集设备包括航拍摄像机和辅助光源，所述航拍摄像机用于对所述采集区域拍摄，以获得农作物区域图像，所述辅助光源为所述航拍摄像机的拍摄提供照明辅助光，所述照明辅助光的强度与所述辅助光源周围环境的光线亮度成反比；

所述图像处理设备与所述移动硬盘和所述图像采集设备分别连接，包括小波滤波器件、灰度化处理器件、二值化处理器件、农作物类型识别器件和成熟度等级识别器件，所述小波滤波器件与所述航拍摄像机连接，基于哈尔小波滤波器对所述农作物区域图像执行滤波处理，以获得农作物滤波图像，所述灰度化处理器件与所述小波滤波器件和所述移动硬盘分别连接，将所述农作物滤波图像中灰度值在所述农作物上限灰度阈值和所述农作物下限灰度阈值之间的像素识别并组成多个农作物子图像，每一个农作物子图像对应一株农作物，所述二值化处理器件与所述灰度化处理器件连接，基于预设二值化阈值将所述多个农作物子图像分别二值化，以生成多个农作物二值化子图像，所述预设二值化阈值为一个数值在0-255之间的灰度值，所述农作物类型识别器与所述二值化处理器件和所述移动硬盘分别连接，将每一个农作物二值化子图像与各个类型的农作物图像模板逐一匹配，以获得每一个农作物二值化子图像对应的农作物类型，针对所述多个农作物二值化子图像对应的各个不同农作物类型，取出现次数占据所述多个农作物二值化子图像数量的百分比大于预设百分比阈值的农作物类型作为采集区域农作物类型输出，所述成熟度等级识别器件和所述灰度化处理器件、所述农作物类型识别器件和所述移动硬盘分别连接，在所述农作物成熟度数据表中查找到与所述采集区域农作物类型对应的成熟度阈值、判定数量阈值和各个成熟度等级以作为目标成熟度阈值、目标判定数量阈值和各个目标成熟度等级，针对每一个农作物子图像，统计像素灰度值小于等于所述目标成熟度阈值的像素数量，当统计的像素数量大于等于所述目标判定数量阈值时，确定所述农作物子图像对应的农作物为成熟，当所述像素数量小于所述目标判定数量阈值时，确定所述农作物子图像对应的农作物为未成熟，基于多个农作物子图像的农作物的成熟确定结果统计并输出所述采集区域内农作物的成熟度；

所述数字信号处理器与所述农作物类型识别器件、所述成熟度等级识别器件、所述无线收发设备、所述无人机动力驱动设备、所述北斗星定位设备和所述无线电高度传感器分别连接，对所述控制信号进行解析以获得所述采集北斗星位置、采集高度和区域位置，并控制所述无人机动力驱动设备以驱动所述无人机飞往与所述控制信号对应的采集区域，在所述北斗星导航数据与所述采集北斗星位置一致且所述当前高度与所述采集高度一致时，启动所述图像采集设备和所述图像处理设备，将当前指定采集区域对应的区域位置、农作物类型和农作物成熟度存储到所述移动硬盘，随后发送成熟度信息采集结束信号；

所述无线收发设备在接收到所述成熟度信息采集结束信号后，向所述农林部门监控平台转发所述成熟度信息采集结束信号，以便于所述农林部门监控平台按顺序发送下一个控制信号；

其中，所述移动硬盘将各个指定采集区域对应的区域位置、农作物类型和农作物成熟度组成一个以指定采集区域为单位的成熟度信息模拟图，

采用气压高度传感器替换所述无线电高度传感器，用于根据无人机附近的气压变化，检测无人机的当前高度，

所述无线收发设备还用于接收所述农林部门监控平台发送的数据请求信号，以在所述数字信号处理器的控制下，将所述移动硬盘中的成熟度信息模拟图通过所述无线收发设备转发给所述农林部门监控平台。