[发明专利]一种水稻颖花盛开状态的无线检测装置与检测方法

权利要求书

1.一种水稻颖花盛开状态的无线检测装置，其特征在于，包括：

-摄像头，架设在水稻田里，实时采集水稻颖花盛开状态的图像；

-图传发射模块，与摄像头相接，通过天线向外辐射电磁波发送水稻颖花图像信息；

-图传接收模块，用于接收水稻颖花图像信息；

-视频采集卡，与图传接收模块连接，用于将图传接收模块输出的模拟信号经过处理转变为数字信号；

-处理器，与视频采集卡连接，用于实时处理水稻颖花数字图像，检测水稻颖花盛开状态；

-数传发射端，发送处理器检测到的水稻颖花盛开状态信息；

-数传接收端，安装在植保无人机上，与植保无人机的飞控连接，用于将接收到数传发射端的信号传输给飞控，从而由飞控控制植保无人机按预定航线自动飞行对水稻颖花进行授粉作业。

2.按照权利要求1所述的一种水稻颖花盛开状态的无线检测装置，其特征在于：还包括外壳、小风扇、LED灯、稳压电源；摄像头和小风扇均安装在外壳上，稳压电源和图传发射模块的主体部分位于外壳内，图传发射模块的天线位于外壳外，外壳上设有供图传发射模块的天线穿过的通孔；图传发射模块与稳压电源相接；LED灯，起电源指示灯作用，实时反馈电路通断信息；外壳为立方体形。

3.按照权利要求2所述的一种水稻颖花盛开状态的无线检测装置，其特征在于：摄像头、图传发射模块、LED灯都集成到一块pcb板上，pcb板位于外壳内。

4.按照权利要求2所述的一种水稻颖花盛开状态的无线检测装置，其特征在于：小风扇嵌入外壳的一侧，外壳相对的另一侧镂空设置。

5.按照权利要求2所述的一种水稻颖花盛开状态的无线检测装置，其特征在于：外壳通过三脚架架设在水稻田里。

6.按照权利要求1所述的一种水稻颖花盛开状态的无线检测装置，其特征在于：摄像头对准处于花期的水稻，拍摄水稻颖花盛开过程，实时采集水稻颖花盛开状态的图像。

7.按照权利要求1所述的一种水稻颖花盛开状态的无线检测装置，其特征在于：摄像头为具有模拟信号输出口的摄像头、具有TV模式的相机或支持RTSP协议的网络摄像头；处理器为TX2开发板、Jetson NANO、台式电脑或笔记本电脑。

8.一种水稻颖花盛开状态的无线检测方法，采用权利要求1-7中任一项所述的一种水稻颖花盛开状态的无线检测装置，其特征在于：首先摄像头采集田间水稻颖花图像经过图传发射模块将水稻颖花图像信息发送出去；然后由图传接收模块实时接收水稻颖花图像信息，经过视频采集卡转换为数字信号传输给处理器处理；处理器对水稻颖花图像进行处理，当确认可进行授粉作业时，通过数传发射端将信号发射出去；最后安装在植保无人机上的数传接收端接收水稻颖花盛开状态的信号并传输给飞控，由飞控控制植保无人机按规划好的航线在水稻田上空自动飞行对水稻颖花进行授粉作业。

9.按照权利要求8所述的一种水稻颖花盛开状态的无线检测方法，其特征在于，处理器对水稻颖花图像进行处理步骤包括：首先采集水稻颖花图像输入由VGG16模型构成的主干特征提取网络；VGG16模型由13个卷积层、5个池化层、3个全连接层和softmax层构成，其中卷积层进行图像特征提取再通过最大池化下采样获得一个有效特征层，因此水稻颖花图像输入主干特征提取网络后依次得到5个初步有效特征层A、B、C、D、E；但接下来不是输入3个全连接层和softmax层，而是将5个初步有效特征层进行特征融合，即对初步特征层E上采样再和初步有效特征层D进行堆叠，然后进行上采样再和初步有效特征层C堆叠，然后进行上采样再和初步有效特征层B堆叠，然后进行上采样再和初步有效特征层A堆叠,从而加强特征提取，最终获得一个融合所有特征的有效特征层；利用最终的有效特征层对每一个像素点进行分类，从而实现水稻颖花的目标分割，对分割出来的水稻颖花图像二值化处理，统计水稻颖花开花量以及对不同花期与花时的水稻颖花进行分类检测，然后处理器经过统计对比水稻颖花数量以及颖花增长速率，得到水稻颖花开花时间达到盛花时的结论。

10.按照权利要求9所述的一种水稻颖花盛开状态的无线检测方法，其特征在于：当水稻颖花日开花量的增长速率开始下降至阈值内，处理器确认水稻颖花开花时间进入盛花时，且当水稻颖花相邻两次统计的差值不大于零，通过数传发射端将信号发给植保无人机，由植保无人机进行授粉。