[发明专利]基于双摄像机的用于作物生长态势监测与告警的判断方法

摘要

本发明公开了一种基于双摄像机的用于作物生长态势监测与告警的判断方法，通过监测与告警系统实现，监测与告警系统包括判断中心、两个子系统DM1与DM2和告警器，两个子系统DM1与DM2根据各自摄像机的采集图像进行预处理并提取相对应的特征矢量x1和x2，两个子系统DM1和DM2作出相应的判断处理，两个子系统分别对摄像机采集的图像进行分析和评估，判断结果为u1与u2，再由判断中心依据u1与u2作出最终的结论，最终得出可靠性最高的结论。本发明的判断方法准确度高，具有推广使用的价值。

主权项

1.一种基于双摄像机的用于作物生长态势监测与告警的判断方法，通过监测与告警系统实现，监测与告警系统包括判断中心、两个子系统DM1与DM2和告警器，两个子系统DM1与DM2根据各自摄像机的采集图像进行预处理并提取相对应的特征矢量x₁和x₂，两个子系统DM1和DM2作出相应的判断处理，判断结果为u₁与u₂，其特征在于：用于作物生长态势的判断方法包括以下步骤：(1)两个子系统中判断作物长势的方法，详细步骤如下：(a)首先判断作物长势的结果有两种，即作物长势良好或是较差，用H₀指代作物的长势良好，用H₁指代作物的长势较差，设判断结果u₁和u₂的取值为“0”或“1”，当判断结果的取值为“0”时，表示作物的长势良好，当判断结果的取值为“1”时，表示作物的长势较差，进入下一步骤；(b)令J(u₁，u₂，H_h)表示H_h为真的条件下两个子系统的判断结果分别为u₁和u₂时的代价函数，依据最小损失准则，子系统的判断结果应使J(u₁，u₂，H)的数学期望最小，进入下一步骤；(c)计算J(u₁，u₂，H)的数学期望：J‾=E[J(u1,u2,H)]]]>=ΣH,u1,u2∫x1,x2J(u1,u2,H)p(u1,u2,x1,x2,H)dx1dx2]]>=ΣH,u1,u2∫x1,x2J(u1,u2,H)P(H)p(x1,x2|H)P(u1|x1)P(u2|x2)dx1dx2]]>=ΣH,,u2∫x1,x2P(H)p(x1,x2|H)P(u2|x2)]]>·[P(u1=0|x1)J(0,u2,H)+(1-P(u1=0|x1))J(1,u2,H)]dx1dx2]]>由上式可以导出：由上述计算可得出子系统DM1的判断规则为：式中：t1=P(H0)P(H1)·∫x2p(x2|H0){[J(1,1,H0)-J(0,1,H0)]+P(u2=0|x2)∫x2p(x2|H1){[J(0,1,H1)-J(1,1,H1)]+P(u2=0|x2)]]>·[J(1,0,H0)-J(0,0,H0)-J(1,1,H0)+J(0,1,H0)]}dx2·[J(0,0,H1)-J(1,0,H1)-J(0,1,H1)+J(1,1,H1)]}dx2]]>在上式中，t₁为判断阈值，进入下一步骤；(d)由上一步骤可知，t₁表达式中的P(u₂＝0|x₂)与子系统DM2的判断门限有关，因此两个子系统的判断门限t₁和t₂是彼此关联的，为使问题简化，可以将判断门限t₁和t₂解耦，设定各种情况下代价函数的取值：J(0,0,H0)=J(1,1,H1)=0J(0,1,H0)=J(1,0,H0)=J(0,1,H1)=J(1,0,H1)=1J(1,1,H0)=J(0,0,H1)=2]]>于是：J(u1,u2,H)=J1(u1,H)+J2(u2,H)]]>式中：由上述计算可知关于两个子系统的联合代价函数可以分离为各个子系统的独立代价函数，在这种情况下可以得出t1=t2=P(H0)P(H1)]]>两个子系统的判断门限t₁和t₂可以独立计算，并且两个子系统的判断门限相等。(2)判断中心根据两个子系统的判断处理结果u₁和u₂进行一定的准则融合处理，得出最终的结果u，判断中心的判断作物长势的方法的详细步骤如下：(a)设两个子系统的虚警概率和漏报概率分别为P_Fi和P_Mi(i＝1，2)，PFi=P(ui=1|H0)]]>PMi=P(ui=0|H1)]]>令C_ij代表H_j为真时判断中心判为H_i的代价，可得判断中心最小损失准则下的判断规则为：进入下一步骤；(b)设定C₀₀＝C₁₁＝0，C₁₀＝C₀₁＝1，上式可简化为：由贝叶斯公式，上式可写为：式中：P(H1|u1,u2)=P(H1,u1,u2)P(u1,u2)]]>=P(H1)P(u1,u2)Πi∈S1P(ui=1|H1)Πi∈S0P(ui=0|H1)]]>=P(H1)P(u1,u2)Πi∈S1(1-PMi)Πi∈S0PMi]]>进入下一步骤；(c)其中S₁＝{i|u_i＝1}，S₀＝{i|u_i＝0}，类似地有P(H0|u1,u2)=P(H0,u1,u2)P(u1,u2)=P(H0)P(u1,u2)Πi∈S1PFiΠi∈S0(1-PFi)]]>于是可得判断中心的判断规则为：判断中心由两个子系统传来的结论u₁和u₂，依据上式即可得出最终的结论u。