本发明涉及苗木灌溉领域，尤其涉及一种苗木区域空中灌溉系统。
背景技术：
苗木是具有根系和苗干的树苗。凡在苗圃中培育的树苗不论年龄大小，在未出圃之前，都称苗木。
苗木种类：实生苗、营养繁殖苗、移植苗、留床苗。苗木还可以按照乔灌木分类，一般在北方乔木苗比较多，南方灌木比较多，这主要是由于生长气候所引起的。
绿化苗木最常使用于城市园林绿化中如：城区绿化、住宅区绿化、公路绿化、荒山绿化、河堤绿化等。按照现代人的理解，园林不只是作为游憩之用，同时也具有保护和改善环境的功能。植物可以吸收二氧化碳，放出氧气，净化空气；能够在一定程度上吸收有害气体和吸附尘埃，减轻污染；可以调节空气的温度、湿度，改善小气候；还有减弱噪声和防风、防火等防护作用。尤为重要的是园林在心理上和精神上的有益作用。
然而，由于苗木的分别区域较为分散，同时苗木的种植一般以大面积种植为主，这样才能形成环境效应，苗木的上述分布方式给苗木的灌溉带来较大困难，如果仍依赖传统的地面灌溉方式，对人力物力的浪费较为可观，同时，灌溉的效果也不佳。
技术实现要素：
为了解决上述问题，本发明提供了一种苗木区域空中灌溉系统，通过无人机巡航方式对要灌溉的苗木种植区域进行定位，随后进行空中图像采集，最后通过定制的系列图像处理方式获取苗木的饥渴程度，从而确定对当前苗木种植区域的灌溉水量，并采用空中灌溉方式实现自适应的灌溉操作。
本发明至少具有以下四个重要发明点：
(1)通过将处理后的航拍图像的g通道数值与色卡表进行匹配的方式，获得对应的苗木区域的苗木干渴程度，提高了苗木干渴程度的自动化检测水平；
(2)采用无人机航拍方式对苗木区域的苗木干渴程度进行自动检测和自动灌溉，极大地解放了苗木管理的人力，同时保证了苗木区域的灌溉速度；
(3)基于图像中每一个对象空间的像素值方差选择对该对象空间执行对应力度的维纳滤波处理以及后续的对应力度的同态滤波处理，从而提高了对图像中各个对象空间的滤波效果；
(4)基于边缘增强图像的信噪比等级对所述边缘增强图像执行对应力度的图像锐化处理，以获得相应的自适应锐化图像，以锐化方式实现了滤波后图像的再次滤波操作。
根据本发明的一方面，提供了一种苗木区域空中灌溉系统，所述系统包括：
巡航驱动平台，位于航拍无人机上，包括：高度气压计、经纬度提取设备、flash存储设备和巡航控制设备；所述高度气压计用于基于检测到的实时气压确定所述航拍无人机的当前高度；所述经纬度提取设备用于确定所述航拍无人机的当前经纬度；所述flash存储设备用于存储预设苗木区域的经纬度以及预设巡航高度；所述巡航控制设备分别与所述高度气压计、所述经纬度提取设备和所述flash存储设备连接，用于在所述航拍无人机的当前经纬度匹配预设苗木区域的经纬度时，控制所述航拍无人机的动力设备以驱动所述航拍无人机使得所述航拍无人机的当前高度达到预设巡航高度；
巡航拍摄设备，设置在所述航拍无人机上，与所述巡航控制设备连接，用于在所述航拍无人机的当前高度达到预设巡航高度时，启动对所述航拍无人机下方的预设苗木区域的航拍操作以获得对应的现场航拍图像；
水量控制设备，设置在所述航拍无人机上，用于基于现场航拍图像的分析结果确定预设苗木区域当前需要的的灌溉水量。
根据本发明的另一方面，还提供了一种苗木区域空中灌溉方法，所述方法包括使用如上述的苗木区域空中灌溉平台以根据对所述航拍无人机下方的预设苗木区域进行航拍操作所获得的现场航拍图像确定所需的空中灌溉水量。
附图说明
以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：
图1为根据本发明实施方案示出的苗木区域空中灌溉系统的巡航驱动平台的结构示意图。
图2为根据本发明实施方案示出的预设苗木区域的结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图对本发明的苗木区域空中灌溉系统的实施方案进行详细说明。
为了克服上述不足，本发明搭建了一种苗木区域空中灌溉系统，具体技术方案如下。
图1为根据本发明实施方案示出的苗木区域空中灌溉系统的巡航驱动平台的结构示意图。
所述苗木区域空中灌溉系统包括：
如图1所示，巡航驱动平台，位于航拍无人机上，包括：高度气压计、经纬度提取设备、flash存储设备和巡航控制设备。
其中，所述高度气压计用于基于检测到的实时气压确定所述航拍无人机的当前高度；所述经纬度提取设备用于确定所述航拍无人机的当前经纬度；所述flash存储设备用于存储预设苗木区域的经纬度以及预设巡航高度；
其中，所述巡航控制设备分别与所述高度气压计、所述经纬度提取设备和所述flash存储设备连接，用于在所述航拍无人机的当前经纬度匹配预设苗木区域的经纬度时，控制所述航拍无人机的动力设备以驱动所述航拍无人机使得所述航拍无人机的当前高度达到预设巡航高度。
如图2所示，预设苗木区域1由无数株苗木2组成。
接着，继续对本发明的苗木区域空中灌溉系统的具体结构进行进一步的说明。
所述苗木区域空中灌溉系统中还可以包括：
巡航拍摄设备，设置在所述航拍无人机上，与所述巡航控制设备连接，用于在所述航拍无人机的当前高度达到预设巡航高度时，启动对所述航拍无人机下方的预设苗木区域的航拍操作以获得对应的现场航拍图像；
像素值匹配设备，设置在所述航拍无人机上，与所述巡航拍摄设备连接，用于接收所述现场航拍图像，基于预设对象像素值范围确定所述现场航拍图像中的各个对象像素，并将各个对象像素组成一个或多个对象空间；
面积分析设备，设置在所述航拍无人机上，与所述像素值匹配设备连接，用于接收所述现场航拍图像以及所述一个或多个对象空间，确定所述一个或多个对象空间占据所述现场航拍图像的面积百分比；
滤波执行设备，设置在所述航拍无人机上，与所述面积分析设备连接，用于在所述面积百分比大于预设面积阈值时，对每一个对象空间，基于该对象空间的像素值方差选择对该对象空间执行对应力度的维纳滤波处理以获得第一滤波子图像，基于该滤波子图像的像素值方差选择对该滤波子图像执行对应力度的同态滤波处理以获得第二滤波子图像，将一个或多个第二滤波子图像与所述现场航拍图像中未滤波的图像部分进行组合以获得第一组合图像，所述滤波执行设备还用于在所述面积百分比小于等于预设面积阈值时，对所述现场航拍图像依次执行维纳滤波处理和同态滤波处理以获得第二组合图像，以及所述滤波执行设备将所述第一组合图像或所述第二组合图像作为滤波输出图像输出；
边缘增强设备，设置在所述航拍无人机上，与所述滤波执行设备连接，用于接收滤波输出图像，对所述滤波输出图像执行边缘增强处理，以获得对应的边缘增强图像；
自适应锐化设备，设置在所述航拍无人机上，与所述边缘增强设备连接，用于接收所述边缘增强图像，确定所述边缘增强图像的信噪比等级，并基于所述边缘增强图像的信噪比等级对所述边缘增强图像执行对应力度的图像锐化处理，以获得相应的自适应锐化图像；
颜色分析设备，设置在所述航拍无人机上，与所述自适应锐化设备连接，用于接收所述自适应锐化图像，提取所述自适应锐化图像中各个像素的g通道数值，基于各个像素的g通道数值确定所述自适应锐化图像的g通道数值，并将所述自适应锐化图像的g通道数值与色卡表进行匹配，以获得对应的苗木区域的苗木干渴程度，所述色卡表保存了各种g通道数值范围分别对应的各个植物干渴程度；
水量控制设备，设置在所述航拍无人机上，用于基于所述颜色分析设备获得的苗木干渴程度确定是否启动空中灌溉操作以及在确定启动控制灌溉操作时还基于所述颜色分析设备获得的苗木干渴程度确定对应的灌溉水量；
其中，所述基于各个像素的g通道数值确定所述自适应锐化图像的g通道数值包括：将各个像素的g通道数值中出现频率最频繁的g通道数值作为所述自适应锐化图像的g通道数值。
所述苗木区域空中灌溉系统中还可以包括：
mmc存储设备，设置在所述航拍无人机上，与所述滤波执行设备和所述像素值匹配设备分别连接。
在所述苗木区域空中灌溉系统中：
所述mmc存储设备用于存储所述预设面积阈值和所述预设对象像素值范围。
在所述苗木区域空中灌溉系统中：
替换地，所述基于各个像素的g通道数值确定所述自适应锐化图像的g通道数值包括：将各个像素的g通道数值中的中间值作为所述自适应锐化图像的g通道数值。
在所述苗木区域空中灌溉系统中：
替换地，所述基于各个像素的g通道数值确定所述自适应锐化图像的g通道数值包括：将各个像素的g通道数值中的平均值作为所述自适应锐化图像的g通道数值。
以及在所述苗木区域空中灌溉系统中：
所述巡航驱动平台还包括pm2.5检测设备，位于航拍无人机上；
其中，所述巡航驱动平台用于检测所述航拍无人机当前位置的pm2.5浓度。
同时，为了克服上述不足，本发明还搭建了一种苗木区域空中灌溉方法，所述方法包括使用如上述的苗木区域空中灌溉系统以根据对所述航拍无人机下方的预设苗木区域进行航拍操作所获得的现场航拍图像确定所需的空中灌溉水量。
另外，所述水量控制设备可采用dsp控制芯片来实现。dsp芯片的内部采用程序和数据分开的哈佛结构，具有专门的硬件乘法器，广泛采用流水线操作，提供特殊的dsp指令，可以用来快速的实现各种数字信号处理算法。
根据数字信号处理的要求，dsp芯片一般具有如下的一些主要特点：(1)在一个指令周期内可完成一次乘法和一次加法。(2)程序和数据空间分开，可以同时访问指令和数据。(3)片内具有快速ram，通常可通过独立的数据总线在两块中同时访问。(4)具有低开销或无开销循环及跳转的硬件支持。(5)快速的中断处理和硬件i/o支持。(6)具有在单周期内操作的多个硬件地址产生器。(7)可以并行执行多个操作。(8)支持流水线操作，使取指、译码和执行等操作可以重叠执行。
采用本发明的苗木区域空中灌溉系统，针对现有技术中苗木种植区域快速、有效灌溉困难的技术问题，搭建了以航拍无人机为载体的高精度图像采集、图像分析以及苗木饥渴度识别的自动化分析机制，尤为重要的是，替换了现有的地面灌溉形式，采用空中灌溉的形式以提高灌溉的自动化水准。
可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。