[发明专利]一种基于无人机对香蕉早期病虫害实时可视化标记的方法

说明书

本发明提供一种基于无人机对香蕉早期病虫害实时可视化标记方法，属于香蕉病虫害可视化标记技术领域。使用RGB‑D相机获取香蕉田范围区域并进行巡航路线规划，生成香蕉田区域地图，使用极坐标法识别香蕉树，使用相机扫描香蕉树，判断香蕉树是否有病虫害，当发现有病虫害时，使用Ds测距方法进行测距，测量病虫害点与无人机的距离，开启喷射装置对病虫害进行喷射标记，获取病虫害点的坐标，并在香蕉田区域地图上标记。本方法具有实时、可视化、精准标记等诸多优点，代替人工对香蕉田进行查看，可视化标记比人为查看效果更好，由于香蕉树较高，很多的病虫害依靠人为技术不易发现，通过本套系统装置可以更好的进行提前发现病虫害并采取防治措施。

技术领域

本发明涉及香蕉病虫害可视化标记技术领域，尤其涉及一种基于无人机对香蕉早期病虫害实时可视化标记的方法。

背景技术

香蕉是热带、亚热带主要水果之一，在我国种植面积约有30万公顷，香蕉病虫害对香蕉产量及质量影响极大，对香蕉病虫进行防治是生产的关键环节之一。香蕉常见病虫害有20多种，香蕉束顶病、花叶心腐病，镰刀菌枯萎病已成为香蕉生产的毁灭性病害，此外还有香蕉叶斑病，炭疽病等，虫害主要有香蕉交脉蚜、象鼻虫、卷叶虫等。病虫害问题已成为香蕉种植业发展的严重障碍。为使农户能及早发现香蕉植株的异变，减少香蕉产量的损失，对香蕉病虫害及早的发现及防治，现决定利用一种基于无人机对香蕉早期病害可视化实时标记的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于无人机对香蕉早期病虫害实时可视化标记的方法，解决传统香蕉病虫害认为无法早期发现，对香蕉造成减产的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种基于无人机对香蕉早期病虫害实时可视化标记的方法，所述方法包括如下步骤：

步骤1：无人机开始巡航，获取香蕉田范围区域，生成香蕉田区域地图，并进行巡航轨迹规划；

步骤2：使用RGB-D相机采集图像通过极坐标法识别香蕉树；

步骤3：使用RGB-D相机、多光谱相机、热红外相机扫描香蕉树，将采集的图像输入到相应类型的识别模型中，通过输出模型得到结果分析，判断香蕉树树叶是否有病虫害；

步骤4：当发现有病虫害时，无人机喷射装置驻停，使用Ds距离计算模型计算测量病虫害点与无人机的距离,并通过实时距离反馈来调整无人机喷射装置飞行高度，使距离稳定保持在1.2米以内，无病虫害时返回步骤2，继续循环；

Ds距离计算模型距离计算公式如下：

其中，Ds为无人机与患病香蕉植株叶片之间的距离，c为光速，T0为光脉冲持续时间，S1为曝光时间内S1电容积累电量，S2为曝光时间内S2电容积累电量，τ为电容积累电量误差值，μ为电容积累电量过载值；

步骤5：距离小于设定距离时，开启喷射装置对病虫害进行喷射标记；

步骤6：获取病虫害点的坐标，并在香蕉田区域地图上标记；

步骤7：无人机喷射装置依据巡航轨迹规划图判断是否存在待巡航香蕉田区域，若存在未巡航区域，则返回步骤2，循环进行；若无人机喷射装置已完成全部巡航路线，则进行步骤8。

步骤8：巡航检查完香蕉田区域，将香蕉田区域标记地图输出给香蕉田管理员查看。

进一步地，步骤1的具体过程为，无人机起飞后，人工控制无人机沿着香蕉田的周围飞行一圈，利用无人机搭载的RGB-D相机采集香蕉田区域的RGB-D图像，生成点云图并对齐照片，图像建立网格和纹理，输入地面控制点的地理信息坐标对图像进行正射校正，判断校正后的图像是否符合精度，若符合则输出校正后的数字表面模型(DSM)，建立香蕉田区域地图，若不符合则重新执行飞行任务。

进一步地，步骤2的具体过程为：