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[發明專利]基于無人機多角度拍攝的麥田產量估計方法與裝置有效

專利信息
申請號: 201710411580.7 申請日: 2017-06-05
公開(公告)號: CN107314759B 公開(公告)日: 2020-03-31
發明(設計)人: 張榮標;王欣;張業成 申請(專利權)人: 江蘇大學
主分類號: G01C11/02 分類號: G01C11/02;G01S15/08;H04N7/18
代理公司: 暫無信息 代理人: 暫無信息
地址: 212013 江*** 國省代碼: 江蘇;32
權利要求書: 查看更多 說明書: 查看更多
摘要:
搜索關鍵詞: 基于 無人機 角度 拍攝 麥田 產量 估計 方法 裝置
【權利要求書】:

1.一種基于無人機多角度拍攝的麥田產量估計方法,采用基于無人機多角度拍攝的麥田產量估計裝置,該麥田產量估計裝置由無人機(10)、地面取樣遙控器和若干個米尺(13)組成,麥田的一側邊緣處豎直安放若干個米尺(13),地面取樣遙控器控制無人機(10)飛行;地面取樣遙控器包括單片機和與其連接的第一無線收發器,無人機(10)上設有超聲波測距傳感器(1)、照相機(8)、舵機(5)和機載ARM控制器(2),舵機(5)帶動照相機(8)轉動,ARM控制器分別連接超聲波測距傳感器(1)、照相機(8)、舵機(5)和第二無線收發器,第二無線收發器和第一無線收發器之間通過天線傳送信號,地面取樣遙控器控制無人機(10)飛行,其特征是包括以下步驟:

A、在麥穗抽穗之后和成熟之前的時間段內,地面取樣遙控器遙控無人機(10)飛行到麥田上方,控制照相機(8)隨機取樣俯拍并控制超聲波測距傳感器(1)測量無人機(10)距離麥田的高度,將高度信息保存在ARM控制器中;

B、俯拍取樣結束后,地面取樣遙控器遙控無人機(10)飛行到每個米尺(13)所在的麥田的側邊,控制照相機(8)側拍,拍下每個米尺(13)和麥田的側面同框的照片;

C、將照相機(8)拍攝的照片和ARM控制器存儲的高度信息輸入計算機中,計算機處理每張俯拍取樣點的圖片,計算出取樣點對應的實際面積以及整片麥田的麥穗平均寬度和整片麥田的麥穗平均密度;處理每張側拍取樣點的圖片,得到整片麥田的麥穗平均高度;

D、對麥穗成熟時的一組麥穗進行人工標定,得到單位體積內的麥穗質量;

E、根據整片麥田的麥穗平均寬度、整片麥田的麥穗平均高度、整片麥田的麥穗平均密度和單位體積內的麥穗質量,計算出整片麥田內的單位面積麥穗總質量,再根據麥田的總面積估計出麥穗總質量。

2.根據權利要求1所述的估計方法,其特征是:步驟C中,俯拍時獲取的圖片為一個矩形圖片,根據無人機(10)距離麥田的高度H,計算出取樣點對應的實際面積α為照相機(8)上的攝像頭的成像角度,圖片中矩形的長為a,b為矩形的寬。

3.根據權利要求2所述的估計方法,其特征是:計算機處理每張俯拍取樣點的圖片時,先獲取俯拍第一個取樣點A1的圖片總像素Q1、取樣點對應的實際面積S1、每個麥穗在寬度方向上占m1個像素、麥穗總株數n1,然后計算出此圖片中每個像素的實際長度麥穗的實際平均寬度d1=m1×l1,麥穗的密度再處理其他的圖片,分別得到各取樣點的麥穗的的實際平均寬度d1和麥穗的密度ρ1,最后計算出整片麥田的麥穗平均寬度d和整片麥田的麥穗平均密度ρ。

4.根據權利要求1所述的估計方法,其特征是:步驟C中,計算機處理每張側拍取樣點的圖片時,先獲取側拍第一個取樣點B1的圖片中的米尺(13)在高度方向上占t1個像素、平均每個麥穗在高度方向上占j1個像素,然后計算出每個像素代表的實際長度此圖片上麥穗的高度h1=i1×j1,Y為米尺(13)的實際高度;再處理其他的側拍圖片,分別得到各圖片中的麥穗的高度,最后計算出整片麥田的麥穗平均高度h。

5.根據權利要求1所述的估計方法,其特征是:步驟D中,人工標定時,稱出一組麥穗的質量g,此組麥穗中共有D株麥穗,測量出此組麥穗的平均寬度和平均高度分別為w和z,計算出單位體積內的麥穗質量

6.根據權利要求1所述的估計方法,其特征是:步驟E中,先計算出單位面積麥穗體積再計算出整片麥田內的單位面積麥穗總質量G=k×V,最后計算出麥穗總質量ζ=G×E,E是麥田的總面積,ρ是整片麥田的麥穗平均密度,h是整片麥田的麥穗平均高度,d是整片麥田的麥穗平均寬度,k是單位體積內的麥穗質量。

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