基于无人机检测的农作物成熟度识别平台的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及无人机监控领域，尤其涉及一种基于无人机检测的农作物成熟度识别平台。
【背景技术】
[0002]传统的农作物种植方式是以农户为单位的分散式种植模式，紧邻的农田之间，由于分属不同的农户，农户的种植农作物类型不同以及种植习惯不同，导致种植的农作物成熟度参差不齐，这样的种植模式也难以在同一时间使用大型化机械工具进行统一农作物收割或采摘，农户只能根据个人经验，判断自家农田内农作物的成熟程度，并在判定成熟时，以家庭为单位组织人手单独收割。
[0003]随着农作物种植方式由分散式种植模式向集约式种植模式的发展，许多紧邻的农田可能属于同一个农业管理部门，种植的农作物类型相同，种植的时间也相同，导致这些农田内的农作物的生长状况一直保持同步，这使得所述农业管理部门在确定农作物成熟的情况下，聘用大型化机械工具进行大面积的统一农作物收割或采摘成为可能。
[0004]然而，在同一种农作物集约式大面积种植的今天，成熟度的判断仍依靠落后的人工方式，这种方式应用到大面积农作物成熟度判断会出现以下几个问题:(I)人眼触及范围有限，可能当前农作物是成熟的，但人眼未触及的绝大部分农作物未成熟，这时收割，会给农业管理部门造成巨大经济损失；(2)人工判断的方式过于依赖个人经验，其判断结果与标准结果之间存在一定的误差。
[0005]因而，为了解决上述问题，需要一种新的农作物成熟度识别方案，能够以科学的仪器识别的方式替代人工识别方式，实现对大面积甚至超大面积的农作物成熟度判断，避免成熟度误判的情况发生。
【实用新型内容】
[0006]为了解决上述问题，本实用新型提供了一种基于无人机检测的农作物成熟度识别平台，借用无人机灵活、机动的特点，将成熟度识别的电子器件搭载在无人机上，在远端控制平台的操控下，控制无人机飞抵各个区域，并以区域为单位，逐个识别每一个区域的成熟度，从而能够快速获得大面积的农作物成熟度情况，为农作物经营部门的收割或采摘时段的选择及时提供更有价值的参考数据。
[0007]根据本实用新型的一方面，提供了一种基于无人机检测的农作物成熟度识别平台，所述识别平台包括移动硬盘、图像采集设备、图像处理设备和数字信号处理器，所述数字信号处理器与所述图像采集设备和所述图像处理设备分别连接，在所述无人机飞抵农作物成熟度的采集区域后，启动所述图像采集设备和所述图像处理设备，所述图像采集设备用于对所述采集区域拍摄，以获得农作物区域图像，所述图像处理设备用于对所述农作物区域图像执行图像处理，所述数字信号处理器根据图像处理结果确定所述采集区域内农作物的成熟度，所述移动硬盘连接所述数字信号处理器以存储所述采集区域内农作物的成熟度。
[0008]更具体地，所述基于无人机检测的农作物成熟度识别平台中，所述识别平台还包括北斗星定位设备，连接北斗星导航卫星，用于实时接收无人机所在位置的北斗星导航数据，所述北斗星导航数据的精度为2米；无线电高度传感器，包括无线电发射机、无线电接收机和微控制器，所述微控制器与所述无线电发射机和所述无线电接收机分别连接，所述无线电发射机向地面发射无线电波，所述无线电接收机接收地面反射的无线电波，所述微控制器根据所述无线电发射机的发射时间、所述无线电接收机的接收时间和无线电波传播速度计算无人机的当前高度，所述无线电波传播速度为光速；USB驱动接口，用于插入外部U盘，以接收所述外部U盘中存储的各个类型的农作物图像模板，所述各个类型的农作物图像模板为各个类型的农作物的基准二值化图像，还用于接收所述外部U盘中存储的农作物上限灰度阈值和农作物下限灰度阈值，所述农作物上限灰度阈值和所述农作物下限灰度阈值用于将图像中的农作物和背景分离，还用于接收所述外部U盘中存储的农作物成熟度数据表，所述农作物成熟度数据表中以农作物类型为索引，保存了每一种农作物对应的成熟度阈值、判定数量阈值和各个成熟度等级；无线收发设备，用于接收地面农林部门监控平台发送的控制信号，所述控制信号中包括所述农林部门监控平台指定的采集区域的定位数据，所述定位数据包括对应的采集北斗星位置、采集高度和区域位置，所述农林部门监控平台按顺序逐个发送多个控制信号，所述多个控制信号中每一个控制信号中对应的指定采集区域都不同；无人机动力驱动设备，为所述无人机的飞行提供动力；所述移动硬盘与所述USB驱动接口连接，以接收并存储各个类型的农作物图像模板、农作物上限灰度阈值、农作物下限灰度阈值和农作物成熟度数据表；所述图像采集设备包括航拍摄像机和辅助光源，所述航拍摄像机用于对所述采集区域拍摄，以获得农作物区域图像，所述辅助光源为所述航拍摄像机的拍摄提供照明辅助光，所述照明辅助光的强度与所述辅助光源周围环境的光线亮度成反比；所述图像处理设备与所述移动硬盘和所述图像采集设备分别连接，包括小波滤波器件、灰度化处理器件、二值化处理器件、农作物类型识别器件和成熟度等级识别器件，所述小波滤波器件与所述航拍摄像机连接，基于哈尔小波滤波器对所述农作物区域图像执行滤波处理，以获得农作物滤波图像，所述灰度化处理器件与所述小波滤波器件和所述移动硬盘分别连接，将所述农作物滤波图像中灰度值在所述农作物上限灰度阈值和所述农作物下限灰度阈值之间的像素识别并组成多个农作物子图像，每一个农作物子图像对应一株农作物，所述二值化处理器件与所述灰度化处理器件连接，基于预设二值化阈值将所述多个农作物子图像分别二值化，以生成多个农作物二值化子图像，所述预设二值化阈值为一个数值在0-255之间的灰度值，所述农作物类型识别器与所述二值化处理器件和所述移动硬盘分别连接，将每一个农作物二值化子图像与各个类型的农作物图像模板逐一匹配，以获得每一个农作物二值化子图像对应的农作物类型，针对所述多个农作物二值化子图像对应的各个不同农作物类型，取出现次数占据所述多个农作物二值化子图像数量的百分比大于预设百分比阈值的农作物类型作为采集区域农作物类型输出，所述成熟度等级识别器件和所述灰度化处理器件、所述农作物类型识别器件和所述移动硬盘分别连接，在所述农作物成熟度数据表中查找到与所述采集区域农作物类型对应的成熟度阈值、判定数量阈值和各个成熟度等级以作为目标成熟度阈值、目标判定数量阈值和各个目标成熟度等级，针对每一个农作物子图像，统计像素灰度值小于等于所述目标成熟度阈值的像素数量，当统计的像素数量大于等于所述目标判定数量阈值时，确定所述农作物子图像对应的农作物为成熟，当所述像素数量小于所述目标判定数量阈值时，确定所述农作物子图像对应的农作物为未成熟，基于多个农作物子图像的农作物的成熟确定结果统计并输出所述采集区域内农作物的成熟度；所述数字信号处理器与所述农作物类型识别器件、所述成熟度等级识别器件、所述无线收发设备、所述无人机动力驱动设备、所述北斗星定位设备和所述无线电高度传感器分别连接，对所述控制信号进行解析以获得所述采集北斗星位置、采集高度和区域位置，并控制所述无人机动力