[发明专利]一种基于深度相机的轨道式现代标准化果园信息感知系统

说明书

本发明公开了一种基于深度相机的轨道式现代标准化果园信息感知系统，一个集信息采集‑处理‑显示‑调控为一体的综合管理系统，其研究对象主要为柑橘以及苹果树，详细对象包括果树的根‑冠‑花‑果等关键数据，通过使用传感器以及相机作为采集端，经OpenCV的相应程序处理后得到对应的结果，最终与传感信息综合集成于大数据云端，作为进一步分析管控措施的重要依据。

技术领域

本发明属于果园信息感知领域，特别是一种轨道式现代标准化果园冠层信息和生态信息感知系统。

背景技术

随着我国经济的发展，建设标准化现代果园势在必行，但智能化、精细化的生产管理技术与装备不完善严重制约了我国现代果业的发展，其中，果树生长信息采集一直是研究的热点和难点，如何对果树生长发育、果实品质情况以及果园生态环境信息进行深度感知与解析，有效地预测及管理果树生长发育，是制约果园智能管控的关键技术问题。建立现代标准化果园管控系统，首先需要高效、精准测量果树的主要组成部分—冠层、花果等，但冠层结构复杂拓扑差异性大，花果分布与品质情况难以定量快速测量，所以建立现代标准化果园信息感知系统是促进现代果园发展的关键。

目前已有的果园信息感知系统方法主要是直接在果园内安装不同类型的传感器以及摄像头等，经网线传输至显示端。该方法只可获取到包括土壤温湿度、空气温湿度、光照强度这样的植物生长环境相关信息，而无法进一步获取精准的冠层枝叶、花果等相关果树生长状况信息，无法实时在线掌握果树生长情况以及虫害状况，也使得果园管理大数据库中相关数据的缺失。除此之外，现有的果树感知系统大都是针对单株果树，而非整个果园的所有果树，所得数据无法进行对比性试验以及大样本整体分析，更无法实际意义上的去实现对现代标准化果园的整体信息感知、管控，这是现代果园发展的阻碍之一。

本发明主要针对现代标准化果园智能化管理程度低的问题，面向不同生态区和立地条件，以苹果、柑橘等果园为研究对象，根据果树生长发育、水肥需求和病虫害发生规律，采用跨空间尺度和时间尺度的多种传感器对果树冠层和花果信息进行全方位多层次感知，配合现代物联网技术研究，通过多源异构数据的深度融合，实现对果树冠层特征和局部特征的全方位精细化感知，并使用传感器和深度相机采集到不同阶段、不同类型的信息建立果树生长跨时空多层次大数据样本库，由此构建贯穿果树全生长周期的根-冠-花-果、品质、病虫害数据感知与采集系统。

并且本发明给固定的相机采集端加上移动平台，搭配果园内的轨道，实现快速、全面、高效的对所有果树个体的信息采集，完善了现代标准化果园感知系统的功能，提高了果园的智能化水平，充实了大数据样本内容。在丰富的大数据基础之上，通过对贯穿果树全生长周期的冠层信息、花果信息和生态环境信息的大数据云平台的数据挖掘和多源信息融合，形成多源异构海量数据的在线自主推理模型，建立果园冠层和花果的精细化管控措施的智能决策系统，并进一步提出智能化管理的果园生产的新模式。

发明内容

本发明的目的是，针对现代化标准果园中冠层、叶幕、花果、虫害等关键信息的采集以及处理难题，搭建一种轨道式现代标准化果园信息感知系统。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

轨道式现代标准化果园信息感知系统是一个集信息采集-处理-显示-调控为一体的综合管理系统，其研究对象主要为柑橘以及苹果树，详细对象包括果树的根-冠-花-果等关键数据，通过使用传感器以及相机作为采集端，经OpenCV的相应程序处理后得到对应的结果，最终与传感信息综合集成于大数据云端，作为进一步分析管控措施的重要依据。

该系统的搭建包括以下步骤：

步骤1：搭建标准化果树间隙运行轨道