[发明专利]一种实时监测地埋伸缩式喷滴灌装置运行状态的监控系统

权利要求书

1.一种实时监测地埋伸缩式喷滴灌装置运行状态的监控系统，其特征在于，该实时监测地埋伸缩式喷滴灌装置运行状态的监控系统包括视频监控模块、温度采集模块、喷速检测模块、天气检测模块、水位检测模块、中央控制模块、数据处理模块、信号处理模块、无线传输模块、无线接收模块、图像转换模块及显示模块；

所述视频监控模块用于获取喷滴灌装置运行图像；

所述温度采集模块用于获取喷滴灌装置动力装置温度；

所述喷速检测模块用于获取喷滴灌装置的喷速；

所述天气检测模块用于检测天气情况；

所述水位检测模块用于检测水箱水位；

所述中央控制模块与视频监控模块、温度采集模块、喷速检测模块、天气检测模块、水位检测模块、数据处理模块电性连接，用于将视频图像、温度数据、喷速数据、天气情况状态、水位数据传输到数据处理模块；

所述数据处理模块与信号处理模块电性连接，用于将获取的数据转换为无线信号；

所述信号处理模块与无线传输模块相连接，用于去噪或模态转换，将信号增强；

所述无线传输模块将信号发送给无线接收模块；

所述图像转换模块与无线接收模块相连接，用于将信号转换为图像；图像的转换方法包括：

提取颜色特征和自适应LBP算子特征；

构建多特征底秩矩阵表示模型；

minZ1,...,ZKE1,...,EKΣi=1K(||A||*+λ||E||2,1)+α||A||2,1]]>

s.t.X_i＝X_iA_i+E_i,i＝1,…,K

其中α是大于0的系数，用来度量噪声和野点带来的误差；

等价为以下模型：

minJ1,...,JKS1,...,SKZ1,...,ZKE1,...,EKΣi=1K(||Ji||*+λ||Ei||2,1)+α||A||2,1s.t.Xi=XiSi+Ei,Ai=Ji,Ai=Si,i=1,...,K;]]>

提取自适应LBP算子特征算法的具体步骤如下：

(1)将输入系统的图像转换成灰度图像，对图像{grayv(i,j)}像素灰度值求和，再获取平均值：

sum=Σi=1mΣj=1ngrayv(i,j)]]>

avg=summ×n]]>

(2)利用总的纹理特征去除背景，计算图像的像素灰度值与平均像素灰度值的差值的绝对值之和，求其平均值：

Diffsum=Σi=1mΣj=1n|grayv(i,j)-avg|]]>

Davg=diffsumm×n]]>

利用局部纹理特征去除背景，用3×3大小的滑动窗口，遍历图像，求取中心像素灰度值与周边像素灰度值之差，在每一个窗口图像内求取平均值：

Areavg=Σi=07|gi-gc|8]]>

(3)拟合计算自适应阈值的方法：

θ=4×Davg+Areavg;]]>

提取颜色特征包括：利用预定过分割算法对所述图像进行过分割，得到至少一个区域，同一个所述区域中各个像素点的颜色值相同；

确定每个所述区域的颜色值和质心；

根据各个区域所对应的颜色值以及各个区域的质心，建立所述显著性模型；

所述显著性模型为：

其中，S_i1为区域R_i中任一像素点的显著性值，w(R_j)为区域R_j中的像素点的个数，D_S(R_i,R_j)用于表征所述区域R_i和所述区域R_j之间空间位置差异的度量值，D_C(R_i,R_j)用于表征所述区域R_i和所述区域R_j之间颜色差异的度量值，N为对所述图像进行过分割后得到的区域的总个数，D_S(R_i,R_j)为：D_S(R_i,R_j)＝exp(-(Center(R_i)-Center(R_j))²/σ_s²)；Center(R_i)为所述区域R_i的质心，Center(R_j)为所述区域R_j的质心，当所述图像中各个像素点的坐标均归一化到[0,1]时；

所述显示模块与图像转换模块相连接，用于将图像显示。