[发明专利]一种杂交水稻制种田去除杂株提高制种纯度的方法

权利要求书

1.一种杂交水稻制种田去除杂株提高制种纯度的方法，其特征在于：包括以下步骤；

步骤S1：根据父本、母本在不同区域制种的抽穗期调整播差期，使父母本花期相遇，进行杂交种制种；

步骤S2：利用杂株识别模型在株型期识别并清除水稻植株中的杂株，其中，株型期包括分蘖期、拔节期、孕穗期；

步骤S3：利用开花散粉杂株识别模型在不育系抽穗开花期识别并清除水稻植株中的不育系杂株。

2.根据权利要求1所述的一种杂交水稻制种田去除杂株提高制种纯度的方法，其特征在于：所述步骤S2中利用杂株识别模型在株型期识别并清除水稻植株中的杂株的具体步骤包括：

步骤S21、在水稻株型期内利用无人机搭载CCD摄像机拍摄田间水稻植株，生成实时视频流数据；

步骤S22、从实时视频流数据中采集水稻图像，并将水稻图像通过杂株识别模型进行识别，检测图像中是否有杂株；

步骤S23、若检测到杂株时，输出杂株在图像中的位置坐标，否则返回步骤S22继续进行杂株检测；其中，杂株的位置坐标包括植株分布的行和列位置信息；

步骤S24、将杂株在图像中的位置坐标传输给杂株清除装置，杂株清除装置行进至杂株位置处，识别出杂株并进行清除。

3.根据权利要求2所述的一种杂交水稻制种田去除杂株提高制种纯度的方法，其特征在于：所述步骤S3中利用开花散粉杂株识别模型在不育系抽穗开花期识别并清除水稻植株中的不育系杂株的具体步骤包括：

步骤S31、在不育系抽穗开花期，每天利用无人机搭载CCD摄像机拍摄田间水稻植株，生成实时视频流数据；

步骤S32、从实时视频流数据中采集水稻图像，并将水稻图像通过开花散粉杂株识别模型进行识别，检测图像中是否有开花散粉杂株；

步骤S33、若检测到开花散粉杂株时，输出开花散粉杂株在图像中的位置坐标，否则返回步骤S32继续进行开花散粉杂株检测；其中，开花散粉杂株的位置坐标包括植株分布的行和列位置信息；

步骤S34、将开花散粉杂株在图像中的位置坐标传输给杂株清除装置，杂株清除装置行进至开花散粉杂株位置处，识别出开花散粉杂株并进行清除。

4.根据权利要求2或3所述的一种杂交水稻制种田去除杂株提高制种纯度的方法，其特征在于：从实时视频流数据中采集水稻图像后，先对水稻图像进行预处理，利用RETINEX算法消除环境光照的影响。

5.根据权利要求4所述的一种杂交水稻制种田去除杂株提高制种纯度的方法，其特征在于：所述杂株识别模型和开花散粉杂株识别模型均采用卷积神经网络进行构建，且该卷积神经网络采用YOLOV3网络。

6.根据权利要求5所述的一种杂交水稻制种田去除杂株提高制种纯度的方法，其特征在于：通过卷积神经网络构建杂株识别模型，具体包括以下步骤；

B1、采集水稻田间的水稻植株标本图像，包括正常植株和杂株样本图像，其中，杂株指的是株型不同、株高不同、叶形不同、穗形不同、粒形不同的植株；

B2、对采集的植株图像进行预处理，利用RETINEX算法消除环境光照影响，并删除拍摄效果差的异常图像；

B3、使用标注工具在图像中用矩形框选取植株区域，标注正常植株和杂株的位置坐标，利用标注后的图像数据制作训练集；

B4、利用制作的训练集对卷积神经网络进行训练，生成杂株识别模型。

7.根据权利要求2或3所述的一种杂交水稻制种田去除杂株提高制种纯度的方法，其特征在于：所述杂株清除装置包括除草剂喷施设备和水稻单株粉碎设备。

8.根据权利要求7所述的一种杂交水稻制种田去除杂株提高制种纯度的方法，其特征在于：杂株清除装置清除杂株步骤中包括使用水稻单株粉碎设备将杂株或开花散粉杂株进行粉碎。