专利名称：单/双子叶杂草识别喷药管理装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及精准农业中的变量喷药领域，特别是涉及一种单/双子叶杂草识别喷药管理装置，能快速识别单、双子叶杂草组成，给出不同除草剂配比组合的防治方案，实现除草剂的定量闻效喷施。
背景技术：
化学除草具有高效的除草能力，且操作简单方便，是目前我国最主要的除草方式。化学除草能有效地控制杂草危害，增加作物产量，提高生产率，但是除草剂的过量使用，带来了许多负面影响，如对水源、土壤和空气的污染，对当茬或后茬作物的危害，除草剂在作物中的残留对人类身体健康造成了一定危害，还能诱导杂草群落迅速发生演变，产生抗药性等。当前我国每年使用的除草剂达45多种，消耗总量47万吨以上。由于大多采用人工漫喷的施药方式，在增加农民投入的同时，因除草剂具有淋溶，雾滴的转移和挥发性，又污染了空气和水源，也伤害了敏感作物；此外，还存在针对性不强，农药利用率低，浪费严重，费工费时，负面影响日趋加重。因此，杂草的变量喷药有效防控，直接关系到我国的食品安全和群众的健康安全。常见的农田杂草可分为两大类:禾本科类与阔叶类。针对这两大类，国内外除草剂厂家研发三类型防治药剂，一类是禾本科杂草防治为主；一类以阔叶类杂草防治为主；一类广谱杀草剂，二者都兼顾防治。近年来，由于除草剂的大量使用和全球气候变化异常，农田杂草的种类和组合逐渐发生变化，抗药性杂草日趋增加，如何完成全国范围内杂草种类和抗药性杂草的统计及其防治措施更新，对植保专家来说是一个挑战。传统的人工经验判别方法虽然准确，但需花费大量的人力、物力、财力，且杂草的学名与俗名区分也需专人定点分析。对于上述问题，国内外现有技术大都集中在特定种类杂草或某一方面杂草的图像和光谱识别，对于单/双子叶杂草的快速调查、简单识别及喷药措施的发布，未见相关报道
实用新型内容
`(一)要解决的技术问题本实用新型的目的是提供一种单/双子叶杂草识别喷药管理装置，在识别农田单/双子叶杂草及群落组合的基础上，快速给出不同除草剂配比组合的防治方案，实现除草剂的变量高效利用。(二)技术方案为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种单/双子叶杂草识别喷药管理装置，其包括:智能手机或智能掌上电脑，以及集成在其上的图像采集模块、图像识别模块、叶片分类模块和结果显示及发送模块；所述图像采集模块采集杂草群体图像，将图像传送至与其连接的图像识别模块；所述图像识别模块对杂草群体图像进行识别，并将识别结果传送至与其相连的叶片分类模块；所述叶片分类模块根据图像识别结果，区分出单子叶杂草和双子叶杂草，并将分类结果传送至结果显示及发送模块； 所述结果显示及发送模块连接专家数据库，结合单/双子叶杂草分类结果获得喷药处方，并对处方进行显示及发送至喷药实施部门。其中，所述图像采集模块为集成在智能手机或智能掌上电脑上的摄像头。其中，所述结果显示及发送模块包括集成在智能手机或智能掌上电脑上的显示屏和无线网络通信单元。其中，还包括可插拔设置在智能手机或智能掌上电脑上的SD存储卡，与上述各模块连接，存储每个模块获得的内容。其中，还包括设置在智能手机或智能掌上电脑上的全球定位系统。其中，所述智能手机或智能掌上电脑包括触摸控制面板，所述触摸控制面板上设置与上述每个模块对应的触摸按钮，控制每个模块工作。(三)有益效果上述技术方案所提供的单/双子叶杂草识别喷药管理装置，可在识别农田单/双子叶杂草及群落组合的基础上，快速给出不同除草剂配比组合的防治方案，实现除草剂的变量高效利用，具有便携、实用、普及率高的特点。
图1是本实用新型实施例单/双子叶杂草识别喷药管理装置的结构框图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式
作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。图1示出了本实施例单/双子叶杂草识别喷药管理装置的结构框图，参照图示，该装置包括:智能手机或智能掌上电脑，以及集成在其上的图像采集模块、图像识别模块、叶片分类模块和结果显示及发送模块。具体地，智能手机或智能掌上电脑作为本实施例装置的硬件依托，使其便于携带，具有可二次开发的操作系统，可安装图像相关处理软件并快速运行，同时也可在上面集成所需要的各硬件模块。所述图像采集模块用于采集杂草群体图像，并将图像传送至与其连接的图像识别模块进行识别。具体可在智能手机或智能掌上电脑上集成高清摄像头，通过摄像头拍摄杂草群体图像，可根据所拍摄对象的种类和环境的不同，选择不同规格的摄像头。所述图像识别模块对杂草群体图像进行识别，并将识别结果传送至与其相连的叶片分类模块；基于杂草群体图像识别，可在智能手机或智能掌上电脑中集成DSP (数字信号处理器)结构，或者利用PHOTOSHOP对杂草群体图像进行灰度增强的变换，进一步进行边缘检测识别等处理。所述叶片分类模块根据图像识别结果，区分出单子叶杂草和双子叶杂草，单子叶杂草为窄叶杂草，双子叶杂草为圆叶杂草，根据预设的杂草宽度或长度值等阈值，将单子叶杂草和双子叶杂草分类筛选出，计算取各自的数量以及各自在杂草群体中所占的比例，并将分类结果传送至结果显示及发送模块；所述结果显示及发送模块连接专家数据库，结合单/双子叶杂草分类结果获得喷药处方，然后对处方进行显示及发送至喷药实施部门。处方显示可以通过集成在智能手机或智能掌上电脑上的显示屏来实现，处方发送可通过集成在智能手机或智能掌上电脑上的无线网络通信单元来实现。本实施例的装置上还可包括可插拔设置在智能手机或智能掌上电脑上的SD存储卡，与上述各模块连接，存储每个模块获得的内容，以便对各模块处理的结果进行核实检查。为了便于对杂草检测地点进行及时确认，本实施例装置还包括设置在智能手机或智能掌上电脑上的全球定位系统，利用GPS定位仪，能够确定杂草采样地点，便于喷药管理部门向下传达命令及命令及时执行。从外观上看，本实施例装置的所述智能手机或智能掌上电脑上包括触摸控制面板，所述触摸控制面板上设置与上述每个模块对应的触摸按钮，控制每个模块工作。触摸按钮可分别对应“输入图像”、“分类统计”、“喷药处方输出”、“结果显示、发布/上传”等功能；其中，“输入图像”，每次限定一幅图像，便于叶片分类模块快速运行处理；“分类统计”，由分类公式支撑，快速统计出双子叶(圆叶)、单子叶(窄叶)杂草各占的像素比例；“喷药处方输出”，根据植保手册事先设定双子叶除草剂、单子叶除草剂、30%双子叶和70%单子叶、50%双子叶和50%单子叶、70%双子叶和30%单子叶的五种喷药方案；并附属种植户的户名信息；“结果显示、发布/上传”，诊断结果以短信息的形式上传到基层植保站的服务总机或者发布给对应的种植户。使用本实施例单/双子叶杂草识别喷药管理装置的一种操作过程描述如下:I)信息获取。点击智能手机拍照按钮，固定其镜头距目标冠层100cm，作为拍照标准高度。拍照时，在光·线稳定、无大明显风力的天气情况下拍照，为了保证样本具有代表性，一个样点选择三个拍照小区。2)图像分类处理。点击“图像分类处理”按钮，显示工作界面。点击“输入图像”按钮，每次选择一张图片；点击“分类统计”和“喷药处方输出”按钮，计算完成后会显示像素统计结果与喷药处方；点击“结果显示、发布/上传”按钮，统计结果快速显示、发布与上传。喷药处方按植保手册划分为5个等级，即双子叶除草剂、单子叶除草剂、30%双子叶和70%单子叶、50%双子叶和50%单子叶、70%双子叶和30%单子叶。单/双子叶杂草识别喷药管理装置具备以下功能:1、对图像中单/双子叶杂草进行所占像素统计；2、给出喷药处方与种植户信息；3、信息及时上传到基层植保部门或直接发给种植户，以便其采取合理的喷药防治措施。本实用新型偏重于单/双子叶杂草的普查与记录，为普通调查人员多点拍摄、汇总、发布相关杂草喷药防治信息提供便利。通过全国范围的多点分布，形成网状的数据汇总与发布平台，提高了全国杂草种类分布及变化情况调查的工作效率，适应全球气候变化下杂草动态变化实时更新的新形势。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为 本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种单/双子叶杂草识别喷药管理装置，其特征在于，包括:智能手机或智能掌上电脑，以及集成在其上的图像采集模块、图像识别模块、叶片分类模块和结果显示及发送模块； 所述图像采集模块采集杂草群体图像，将图像传送至与其连接的图像识别模块； 所述图像识别模块对杂草群体图像进行识别，并将识别结果传送至与其相连的叶片分类模块； 所述叶片分类模块根据图像识别结果，区分出单子叶杂草和双子叶杂草，并将分类结果传送至结果显示及发送模块； 所述结果显示及发送模块连接专家数据库，结合单/双子叶杂草分类结果获得喷药处方，并对处方进行显示及发送至喷药实施部门。
2.如权利要求1所述的单/双子叶杂草识别喷药管理装置，其特征在于，所述图像采集模块为集成在智能手机或智能掌上电脑上的摄像头。
3.如权利要求1所述的单/双子叶杂草识别喷药管理装置，其特征在于，所述结果显示及发送模块包括集成在智能手机或智能掌上电脑上的显示屏和无线网络通信单元。
4.如权利要求1所述的单/双子叶杂草识别喷药管理装置，其特征在于，还包括可插拔设置在智能手机或智能掌上电脑上的SD存储卡，与上述各模块连接，存储每个模块获得的内容。
5.如权利要求1所述的单/双子叶杂草识别喷药管理装置，其特征在于，还包括设置在智能手机或智能掌上电脑上的全球定位系统。
6.如权利要求1所述的单/双子叶杂草识别喷药管理装置，其特征在于，所述智能手机或智能掌上电脑包括触摸·控制面板，所述触摸控制面板上设置与上述每个模块对应的触摸按钮，控制每个模块工作。
专利摘要本实用新型公开了一种单/双子叶杂草识别喷药管理装置，包括智能手机或掌上电脑，及集成在其上依次连接的图像采集、图像识别、叶片分类和结果显示及发送模块；图像采集模块采集杂草群体图像，并传送至图像识别模块；图像识别模块对杂草群体图像进行识别，将识别结果传送至叶片分类模块；叶片分类模块区分出单子叶杂草和双子叶杂草，将分类结果传送至结果显示及发送模块；结果显示及发送模块连接专家数据库，结合单/双子叶杂草分类结果获得喷药处方，并对处方进行显示及向外发送。本装置可在识别农田单/双子叶杂草及群落组合的基础上，快速给出不同除草剂配比组合的防治方案，实现除草剂的变量高效利用，具有便携、实用、普及率高的特点。
文档编号G06Q50/02GK203149656SQ201320057120
公开日2013年8月21日 申请日期2013年1月31日 优先权日2013年1月31日
发明者张东彦, 王秀, 马伟, 邹伟, 张睿, 姜凯 申请人:北京农业信息技术研究中心