[发明专利]一种基于无人机的水稻成熟期草谷比采样与检测方法

权利要求书

1.一种基于无人机的水稻成熟期草谷比采样与检测方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)根据待测水稻田块的面积和无人机的飞行续航时间，确定无人机的飞行区域，并对无人机的航线进行设定；所述飞行区域覆盖待测水稻田块；

(2)按照步骤(1)中设定的航线利用无人机进行巡航；在巡航的过程中，通过搭载在无人机上的高分辨率数码相机定时拍摄照片，获取飞行区域的图像；

(3)飞行完毕后，对飞行过程获取的照片进行拼接处理，获得整个飞行区域的正射影像图；

(4)对正射影像图中待测水稻田块的区域进行划分、栅格化处理，将其分割成一定数量的规则区域；再根据各区域的灰度值，将所有规则区域划分为若干个层次；具体方法为：

将整个飞行区域的正射影像图导入ArcMap中，对待测水稻田块的区域进行划分、栅格化处理，分割成一定数量的规则区域；根据各规则区域的灰度的最大值和最小值，将灰度值均分为5～10个区间，再按照各区域的灰度值所在的区间，将所有规则区域划分为5～10个层次；

(5)分别在每个层次取3～5个单位面积的水稻田块作为该层次水稻草谷比的采样点，完成待测水稻田块的草谷比采样点布局；分别获得每个层次各采样点处的草谷比值，取平均值，作为该层次水稻田块的草谷比值，从而获得待测水稻田块所有区域的草谷比检测值。

2.根据权利要求1所述的基于无人机的水稻成熟期草谷比采样与检测方法，其特征在于：

步骤(1)中根据待测水稻田块的面积和无人机的飞行续航时间，确定无人机的飞行区域，并对无人机的航线进行设定的具体方法为：

11)考察待测水稻田块的周边环境，确保无人机的飞行航线内无障碍物；

12)确定待测水稻田块的最大内接矩形，将所述最大内接矩形的四个顶点依次定义为A、B、C、D；将所述最大内接矩形的各个边向外扩30～40m，所得矩形即为无人机的飞行区域，各顶点依次定义为A'、B'、C'、D'；

13)设定5条飞行航线，使无人机依次沿各条航线进行定高巡航；以确保以最短的航线使步骤(2)所获取的照片满足航向重叠度和旁向重叠度的要求：

第1条航线：将AD分为若干段，各段长度为10-20m，各分隔点依次定义为E₁、E₂、……、E_n；将BC分为若干段，各段长度与AD各段长度相同，各分隔点依次定义为F₁、F₂、……、F_n；以A点上方作为飞行起点，沿AB方向飞行，到达B点上方后，转向，飞行至F₁点上方，转向，飞行至E₁点上方，转向，飞行至E₂点上方，转向，飞行至F₂点上方，……，依次类推，无人机依次飞过各间隔点上方，直至飞过C、D上方；

第2条航线：将A'D'分为若干段，各段长度为10～20m，各分隔点依次定义为E'₁、E'₂、……、E'_n-1、E'_n；将B'C'分为若干段，各段长度与A'D'各段长度相同，各分隔点依次定义为F'₁、F'₂、……、F'_n-1、F'_n；以A'点上方作为飞行起点，沿A'B'方向飞行，到达B'点上方后，转向，飞行至F'₁点上方，转向，飞行至E'₁点上方，转向，飞行至E'₂点上方，转向，飞行至F'₂点上方，……，依次类推，无人机依次飞过各间隔点上方，直至飞过C、D上方或直至达到飞行续航时间；

第3条航线：将A'D'和B'C'按第2条航线做相同的划分；以C'点上方作为飞行起点，沿C'D'方向飞行，到达D'点上方后，转向，飞行至E'_n点上方，转向，飞行至F'_n点上方，转向，飞行至F'_n-1点上方，转向，飞行至E'_n-1点上方，……，依次类推，无人机依次飞过各间隔点上方，直至飞过A、B上方或直至达到飞行续航时间；

第4条航线：将B'A'分为若干段，各段长度为10～20m，各分隔点依次定义为G'₁、G'₂、……、G'_n-1、G'_n；将C'D'分为若干段，各段长度与A'B'各段长度相同，各分隔点依次定义为H'₁、H'₂、……、H'_n-1、H'_n；以B'点上方作为飞行起点，沿B'C'方向飞行，到达C'点上方后，转向，飞行至H'₁点上方，转向，飞行至G'₁点上方，转向，飞行至G'₂点上方，转向，飞行至H'₂点上方，……，依次类推，无人机依次飞过各间隔点上方，直至飞过A、D上方或直至达到飞行续航时间；

第5条航线：将B'A'和C'D'按第4条航线做相同的划分；以D'点上方作为飞行起点，沿D'A'方向飞行，到达A'点上方后，转向，飞行至G'_n点上方，转向，飞行至H'_n点上方，转向，飞行至H'_n-1点上方，转向，飞行至G'_n-1点上方，……，依次类推，无人机依次飞过各间隔点上方，直至飞过B、C上方或直至达到飞行续航时间。