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专利号: 2020108369109
申请人: 佳木斯大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于多旋翼飞行器的数据融合农情检测系统,其特征在于,包括:数据融合单元;

数字成像雷达单元,其电连接所述数据融合单元,用于向所述数据融合单元提供点云图;

多光谱相机单元,其电连接所述数据融合单元,用于向所述数据融合单元提供可见光图像;

毫米雷达波单元,其电连接所述数据融合单元,用于测量与地面之间的相对高度;

执行单元,其双向电连接所述数据融合单元,用于调整农药的喷洒用量。

2.根据权利要求1所述的基于多旋翼飞行器的数据融合农情检测系统,其特征在于,所述数字成像雷达单元包括:成像雷达;

第一存储单元,其双向电连接所述成像雷达;

第一处理单元,其双向点连接所述第一存储单元,并与所述数据融合单元电连接。

3.根据权利要求2所述的基于多旋翼飞行器的数据融合农情检测系统,其特征在于,所述多光谱相机单元包括:多光谱相机;

第二存储单元,其双向电连接所述多光谱相机;

第二处理单元,其双向电连接所述第二存储单元,并与所述数据融合单元电连接。

4.根据权利要求3所述的基于多旋翼飞行器的数据融合农情检测系统,其特征在于,所述数据融合单元包括:第三存储单元,其与所述多光谱相机单元和所述数字成像雷达单元同时电连接;

第三处理单元,其与所述第三存储单元双向电连接,并与所述执行结构电连接。

5.一种基于多旋翼飞行器的数据融合农情检测方法,其特征在于,使用所述的权利要求1-4中任意一项所述的基于多旋翼飞行器的数据融合农情检测系统,并包括:确定并保持无人机与地面的飞行高度,对无人机下方进行扇形扫描后,向数据融合单元发送点云图;

对无人机下方进行拍照和分析,向数据融合单元发送可见光图像;

将点云图像和多光谱图像进行数据融合,对农作物的疏密分布进行评估并发送给执行机构来实时调整农药的喷洒用量,实现实时变量喷洒。

6.根据权利要求5所述的基于多旋翼飞行器的数据融合农情检测方法,其特征在于,所述数据融合过程包括:设定点云图为图像A,可见光图像为图像B;

将图像A和图相B分别进行L层尺度分解,依据融合策略对两组分解系数进行融合,得到融合系数;

采用多尺度反变融合后的分解系数反向重构得到融合图像;

进行图像增强,通过评估高亮区域的面积对农作物的疏密情况进行判断,进而调整药液流量。

7.根据权利要求6所述的基于多旋翼飞行器的数据融合农情检测方法,其特征在于,所述图像A处于i尺度的分解系数式为:所述图像B处于i尺度的分解系数式为:所述融合系数式为:

其中,i=1,2,.....,L,F为多尺度反变后所得的系数,L为分解的尺度数。

8.根据权利要求7所述的基于多旋翼飞行器的数据融合农情检测方法,其特征在于,所述图像增强包括:步骤1、对所述融合图像的直方图中像素灰度进行统计,得到在RGB色彩灰度范围为[0-

255]中,像素数为零的空闲灰度数目;

将图像直方图修改为:

统计his'=0的灰度级个数,得到灰度级个数Lr;

式中,his[r]为待处理数据,Δ为阈值,his'[r]为处理后的数据;

步骤2、计算出整个灰度范围[0,255]内有效灰度级别的数目Le,Le=255-Lr,

步骤3、将空闲灰度级分配给有效灰度级,对不为零的有效灰度级在整个灰度范围内做非线性拉伸变换,变换函数为:式中,Sk为增强后的灰度级,T为灰度级系数,rk为需要处理的像素区域,L'i为待处理图像的像素灰度;

通过计算高亮区域面积实时调整药液流量L,流量调整经验公式为:L=Sk×P;

式中,P为基础作业流量。