[实用新型]位于无人机上的作物病虫害检测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及病虫害防控领域，尤其涉及一种位于无人机上的作物病虫害检测系统。

背景技术

在农业生产过程中，有效实现对病虫害的防控是保证农业丰收的前提，如果种植的作物病害是分布较广、危害较重的病害，将会严重影响作物的产量和品质，在对病虫害的防控之前，首先要做的是判断病虫害的类型，病虫害类型判断如果准确，则病虫害容易得到根治，而病虫害类型判断如果不准确，则将浪费大量人力和财力，耽误宝贵的医治时间。

传统的病虫害诊断方法是通过肉眼观察判断，并结合农业作物病害图谱进行比对，效率低下，难以及时、准确地发现和治理病害。近年来开发和应用的一些作物病害专家系统虽然起到了一些作用，但由于其需要大量的病害数据作为系统的输入，而作物病害的具体特征非常复杂，难以实现精确的量化，因此影响了专家系统判断的准确性。也有一些农业管理部门采用卫星遥感的方式进行病虫害检测，但这种检测方式造价昂贵。

因此，需要一种新的作物病虫害检测系统，性价比适中，能够适应作物检测面积宽广和病虫害精确诊断的要求，方便相关农业管理部门灵活操控，以便于后期有的放矢地进行作物病虫害医治。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种位于无人机上的作物病虫害检测系统，借用无人机的平台，依靠无人机灵活、检测面积广的特点，能够灵活对任何需要监控的区域进行病虫害检测，同时采用图像识别技术，首先进行病害图像的预处理，将采集到的图像通过灰度化和中值滤波后，进行图像分割，得到病斑图像，随后以病虫害特征来描述病斑图像中作物病斑的形状特征，从而有效识别病虫害类型。

根据本实用新型的一方面，提供了一种位于无人机上的作物病虫害检测系统，所述检测系统包括随机存储器、高清摄像头、图像处理器和主控制器，所述高清摄像头用于捕获作物图像，所述图像处理器与所述高清摄像头连接，用于对所述作物图像进行图像处理，以获得所述作物图像中的作物病虫害类型，所述主控制器与所述随机存储器和所述图像处理器分别连接，用于将所述作物病虫害类型存储到所述随机存储器中。

更具体地，所述位于无人机上的作物病虫害检测系统中，所述检测系统还包括，串行通信接口，与所述随机存储器连接，用于将所述随机存储器中的存储内容读出；闪存卡，预先存储了病斑上限灰度阈值和病斑下限灰度阈值，还预先存储有病虫害特征数据库，所述病虫害特征数据库保存了每一种病虫害类型以及每一种病虫害类型对应的病虫害特征，所述病虫害特征包括病斑面积、病斑最小外接矩形面积和病斑矩形度；无线通信接口，用于接收远程农业管理平台无线发送的无人机控制指令，所述无人机控制指令中包括拍照高度和拍照GPS位置；GPS定位器，连接GPS导航卫星，用于接收所述无人机所在位置的当前GPS位置；气压高度传感器，包括无线电发射机、无线电接收机和单片机，所述单片机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，所述单片机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；无人机驱动设备，用于为所述无人机的飞行提供动力；所述图像处理器包括灰度处理单元、增强处理单元、滤波处理单元、图像分割单元和特征识别单元，所述灰度处理单元与所述高清摄像头连接以对所述作物图像进行灰度处理，获得灰度图像，所述增强处理单元与所述灰度处理单元连接以基于小波图像增强算法对所述灰度图像处理，获得增强图像，所述滤波处理单元与所述增强处理单元连接以基于中值滤波算法对所述增强图像处理，获得滤波图像，所述图像分割单元与所述滤波处理单元和所述闪存卡分别连接，将所述滤波图像中灰度值在所述病斑上限灰度阈值和所述病斑下限灰度阈值之间的像素识别并组成病斑图像，所述特征识别单元与所述图像分割单元和所述闪存卡分别连接，识别所述病斑图像中的病虫害特征，并将识别的病虫害特征在所述病虫害特征数据库中查找与识别的病虫害特征匹配的病虫害类型，以作为所述作物病虫害类型输出；所述主控制器，与所述随机存储器、所述闪存卡、所述无线通信接口、所述GPS定位器、所述气压高度传感器、所述无人机驱动设备、所述高清摄像头和所述图像处理器分别连接，对所述无人机控制指令进行解析以获得所述拍照高度和所述拍照GPS位置，并控制所述无人机驱动设备以驱动所述无人机飞往所述拍照高度和所述拍照GPS位置，在所述当前GPS位置与所述拍照GPS位置一致且所述当前高度与所述拍照高度一致时，启动所述高清摄像头和所述图像处理器，并将所述当前GPS位置和所述图像处理器输出的作物病虫害类型对应存储到所述随机存储器中；其中，所述随机存储器存储完所述当前GPS位置和所述作物病虫害类型后，向所述主控制器发送存储成功信号，所述主控制器在接收到所述存储成功信号后通过所述无线通信接口向所述远程农业管理平台发送检测完成命令，以便于所述远程农业管理平台继续向所述无线通信接口发送无人机控制指令；所述病斑面积为所述病斑图像中病斑形状所占据的像素总数，所述病斑最小外接矩形为包围所述病斑图像中病斑形状的最小矩形所占据的像素总数，所述病斑矩形度为所述病斑面积与所述病斑最小外接矩形的比值。