[发明专利]基于无人机多角度拍摄的麦田产量估计方法与装置

权利要求书

1.一种基于无人机多角度拍摄的麦田产量估计方法，采用基于无人机多角度拍摄的麦田产量估计装置，该麦田产量估计装置由无人机(10)、地面取样遥控器和若干个米尺(13)组成，麦田的一侧边缘处竖直安放若干个米尺(13)，地面取样遥控器控制无人机(10)飞行；地面取样遥控器包括单片机和与其连接的第一无线收发器，无人机(10)上设有超声波测距传感器(1)、照相机(8)、舵机(5)和机载ARM控制器(2)，舵机(5)带动照相机(8)转动，ARM控制器分别连接超声波测距传感器(1)、照相机(8)、舵机(5)和第二无线收发器，第二无线收发器和第一无线收发器之间通过天线传送信号，地面取样遥控器控制无人机(10)飞行，其特征是包括以下步骤：

A、在麦穗抽穗之后和成熟之前的时间段内，地面取样遥控器遥控无人机(10)飞行到麦田上方，控制照相机(8)随机取样俯拍并控制超声波测距传感器(1)测量无人机(10)距离麦田的高度，将高度信息保存在ARM控制器中；

B、俯拍取样结束后，地面取样遥控器遥控无人机(10)飞行到每个米尺(13)所在的麦田的侧边，控制照相机(8)侧拍，拍下每个米尺(13)和麦田的侧面同框的照片；

C、将照相机(8)拍摄的照片和ARM控制器存储的高度信息输入计算机中，计算机处理每张俯拍取样点的图片，计算出取样点对应的实际面积以及整片麦田的麦穗平均宽度和整片麦田的麦穗平均密度；处理每张侧拍取样点的图片，得到整片麦田的麦穗平均高度；

D、对麦穗成熟时的一组麦穗进行人工标定，得到单位体积内的麦穗质量；

E、根据整片麦田的麦穗平均宽度、整片麦田的麦穗平均高度、整片麦田的麦穗平均密度和单位体积内的麦穗质量，计算出整片麦田内的单位面积麦穗总质量，再根据麦田的总面积估计出麦穗总质量。

2.根据权利要求1所述的估计方法，其特征是：步骤C中，俯拍时获取的图片为一个矩形图片，根据无人机(10)距离麦田的高度H，计算出取样点对应的实际面积α为照相机(8)上的摄像头的成像角度，图片中矩形的长为a，b为矩形的宽。

3.根据权利要求2所述的估计方法，其特征是：计算机处理每张俯拍取样点的图片时，先获取俯拍第一个取样点A₁的图片总像素Q₁、取样点对应的实际面积S₁、每个麦穗在宽度方向上占m₁个像素、麦穗总株数n₁，然后计算出此图片中每个像素的实际长度麦穗的实际平均宽度d₁＝m₁×l₁，麦穗的密度再处理其他的图片，分别得到各取样点的麦穗的的实际平均宽度d₁和麦穗的密度ρ₁，最后计算出整片麦田的麦穗平均宽度d和整片麦田的麦穗平均密度ρ。

4.根据权利要求1所述的估计方法，其特征是：步骤C中，计算机处理每张侧拍取样点的图片时，先获取侧拍第一个取样点B₁的图片中的米尺(13)在高度方向上占t₁个像素、平均每个麦穗在高度方向上占j₁个像素，然后计算出每个像素代表的实际长度此图片上麦穗的高度h₁＝i₁×j₁，Y为米尺(13)的实际高度；再处理其他的侧拍图片，分别得到各图片中的麦穗的高度，最后计算出整片麦田的麦穗平均高度h。

5.根据权利要求1所述的估计方法，其特征是：步骤D中，人工标定时，称出一组麦穗的质量g，此组麦穗中共有D株麦穗，测量出此组麦穗的平均宽度和平均高度分别为w和z，计算出单位体积内的麦穗质量

6.根据权利要求1所述的估计方法，其特征是：步骤E中，先计算出单位面积麦穗体积再计算出整片麦田内的单位面积麦穗总质量G＝k×V，最后计算出麦穗总质量ζ＝G×E，E是麦田的总面积，ρ是整片麦田的麦穗平均密度，h是整片麦田的麦穗平均高度，d是整片麦田的麦穗平均宽度，k是单位体积内的麦穗质量。