1.一种基于无人机的农作物病虫害识别方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
S1,读取无人机在预设坐标位置拍摄农作物的图片及图片相关信息,所述图片相关信息包括拍摄高度、拍摄日期、拍摄坐标,将所述农作物的图片转换成灰度图像,使用边缘检测方法检测所述灰度图像的边界,得到二值化的边界图;
S2,对所述边界图进行直线检测,获得p条叶片的主叶脉;
S3,对于p条主叶脉的每一个,判断垂直所述主叶脉的方向上连续非边界点的线段的长度的最大值以及与所述主叶脉的距离,若存在所述长度的最大值大于第一阈值且所述距离小于第二阈值的线段,则根据最长线段的长度和所述主叶脉的长度确定叶片框选范围;否则读取下一张图片及图片相关信息,执行S1;
S4,根据所述叶片框选范围确定叶片图像,将提取所述叶片图像输入卷积神经网络或者深度学习模型,检测农作物病虫害信息,存储所述农作物图片、所述日期、所述坐标以及所述病虫害信息;
所述对所述边界图进行直线检测,获得p条叶片的主叶脉,具体为:根据所述拍摄高度,’
用户输入农作物种类和生长阶段,获取霍夫变换中极坐标θ的角度步长θ、极坐标r的间隔’大小r、阈值T、第一阈值、第二阈值、第三阈值、叶片长宽比,初始化累加器A(r,θ)的元素为’ ’
0,对于边界图中每个边界点像素,依次计算极坐标θ为 时r的值,若(n‑1)r<r≤nr ,’则将A(nr , 加1,其中m为0到 之间的奇数,n为0到 之间的正整数,L为所述边界图的对角线长度;根据累加器A(r,θ)中值大于T的点,获得p条直线。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据累加器A(r,θ)中值大于T的点,获得p条直线,具体为:对于累加器A(r,θ)中值大于T的每个点,若所述点在极坐标的表示为(r1,θ1),则在笛卡尔坐标系中确定的直线为为
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据最长线段的长度和所述主叶脉的长度确定叶片框选范围,具体为:根据公式d=2*Lmax*δ确定框选宽度d,其中Lmax表示最长线段的长度,δ为扩大系数,1<δ<2;根据所述框选宽度d和叶片长宽比得到叶片长度,若存在主叶脉的长度与所述叶片长度的差值的绝对值小于第三阈值的主叶脉,则将所述叶片长度作为框选长度,根据框选的长度、框选宽度、表示主叶脉的直线,确定框选范围,否则读取下一张图片及图片相关信息,执行S1。
4.如权利要求1‑3任一项所述的方法,其特征在于,在对所述边界图进行直线检测前,先对所述边界图进行高斯滤波。
5.一种基于无人机的农作物病虫害识别系统,其特征在于,所述系统包括以下模块:
农作物图片边缘检测模块,读取无人机在预设坐标位置拍摄农作物的图片及图片相关信息,所述图片相关信息包括拍摄高度、拍摄日期、拍摄坐标,将所述农作物的图片转换成灰度图像,使用边缘检测方法检测所述灰度图像的边界,得到二值化的边界图;
农作物图片直线检测模块,对所述边界图进行直线检测,获得p条叶片的主叶脉;
叶片框选范围确定模块,对于p条主叶脉的每一个,判断垂直所述主叶脉的方向上连续非边界点的线段的长度的最大值以及与所述主叶脉的距离,若存在所述长度的最大值大于第一阈值且所述距离小于第二阈值的线段,则根据最长线段的长度和所述主叶脉的长度确定叶片框选范围;否则读取下一张图片及图片相关信息,执行农作物图片边缘检测模块;
病虫害识别模块,根据所述叶片框选范围确定叶片图像,将提取所述叶片图像输入卷积神经网络或者深度学习模型,检测农作物病虫害信息,存储所述农作物图片、所述日期、所述坐标以及所述病虫害信息;
所述对所述边界图进行直线检测,获得p条叶片的主叶脉,具体为:根据所述拍摄高度,’
用户输入农作物种类和生长阶段,获取霍夫变换中极坐标θ的角度步长θ、极坐标r的间隔’大小r、阈值T、第一阈值、第二阈值、第三阈值、叶片长宽比,初始化累加器A(r,θ)的元素为’ ’
0,对于边界图中每个边界点像素,依次计算极坐标θ为 时r的值,若(n‑1)r<r≤nr ,则将 加1,其中m为0到 之间的奇数,n为0到 之间的正整数,L为所述边界图的对角线长度;根据累加器A(r,θ)中值大于T的点,获得p条直线。
6.如权利要求5所述的系统,其特征在于,所述根据累加器A(r,θ)中值大于T的点,获得p条直线,具体为:对于累加器A(r,θ)中值大于T的每个点,若所述点在极坐标的表示为(r1,θ1),则在笛卡尔坐标系中确定的直线为为
7.如权利要求5所述的系统,其特征在于,所述根据最长线段的长度和所述主叶脉的长度确定叶片框选范围,具体为:根据公式d=2*Lmax*δ确定框选宽度d,其中Lmax表示最长线段的长度,δ为扩大系数,1<δ<2;根据所述框选宽度d和叶片长宽比得到叶片长度,若存在主叶脉的长度与所述叶片长度的差值的绝对值小于第三阈值的主叶脉,则将所述叶片长度作为框选长度,根据框选的长度、框选宽度、表示主叶脉的直线,确定框选范围,否则读取下一张图片及图片相关信息,执行农作物图片边缘检测模块。
8.如权利要求5‑7任一项所述的系统,其特征在于,在对所述边界图进行直线检测前,先对所述边界图进行高斯滤波。