一种基于多估算参数的柑橘产量估算方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及农林产品种植领域，尤其涉及一种基于多估算参数的柑橘产量估算方法。
【背景技术】
[0002]柑橘是橘、柑、橙、金柑，柚、枳等的总称。柑橘的种类众多，种植面积较广，产量可观，世界有135个国家生产柑橘，年产量10282.2万吨，面积10730万亩，均居百果之首，产量第一位的数巴西，2425.26万吨，第二位数美国，1633.52万吨，中国第三，1078万吨，再后是墨西哥、西班牙、伊朗、印度、意大利等国。柑橘已经成为农民增收、农业增效的主要途径。
[0003]但是，如果柑橘过度种植，将会导致区域的供需不平衡，柑橘的价格下调幅度过大，反而影响了农民的收入。因此需要进行柑橘产量估算，以估算的柑橘产量进行柑橘种植计划的调制，在保证柑橘供应的同时稳定柑橘价格，维护农民的利益。
[0004]现有技术中的柑橘产量估算系统或者通过人工测量的方式或者通过图像识别的方式进行，但是前者过于依赖人工，耗费大量人力成本和时间成本，后者使用单幅图像、单个估算参数进行检测，所有种类柑橘的产量检测技术无差别，准确度不高，并容易造成检测参数的泄漏，而这些检测参数往往是柑橘产量研宄机构耗费心血多次试验的结果。
[0005]因此，需要一种基于多估算参数的柑橘产量估算方法，能够替代原有的人工测量方式或单幅图像、单个估算参数、种类无差别的图像测量方式，在保证检测参数安全性的同时，更准确更全面地获得柑橘的产量。
【发明内容】
[0006]为了解决上述问题，本发明提供了一种基于多估算参数的柑橘产量估算方法，采用垂直布局的两个摄像机对单株柑橘进行图像采集，使用包括正面果实个数、侧面果实个数、正面果实面积和侧面果实面积的多个估算参数执行对单株柑橘的产量估算，关键的是，在估算过程中，不同类型柑橘的检测参数不同，使用加密设备保证一些重要的检测参数不被泄漏，还使用权重计算方式，将多个估算参数结合起来，提高柑橘产量估算的安全性和准确性。
[0007]根据本发明的一方面，提供了一种基于多估算参数的柑橘产量估算方法，该方法包括下列步骤:1)提供一种基于多估算参数的柑橘产量估算系统，所述估算系统包括测量固定杆、第一摄像设备、第二摄像设备、柑橘识别设备和数字信号处理器DSP，所述测量固定杆用于固定所述第一摄像设备和所述第二摄像设备，所述第一摄像设备和所述第二摄像设备用于分别对单株柑橘拍摄，以分别获得第一柑橘图像和第二柑橘图像，所述柑橘识别设备分别与所述第一摄像设备和所述第二摄像设备连接，用于基于所述第一柑橘图像和所述第二柑橘图像获得所述单株柑橘的多个估算参数，所述DSP与所述柑橘识别设备连接，用于基于所述多个估算参数确定所述单株柑橘的估算产量；2)使用所述系统来进行估算。
[0008]更具体地，在所述基于多估算参数的柑橘产量估算系统中，还包括:U盾设备，包括输入单元和显示单元，所述输入单元用于接收当前用户输入的用户名称和用户密码，所述显示单元用于显示当前用户输入的各项信息；USB接口，用于连接U盾设备，根据当前用户在所述U盾设备输入的用户名称和用户密码确定当前用户是否为授权用户；存储设备，用于预先存储各个品种的柑橘的基准图像模板，每一个品种的柑橘的基准图像模板为对每一个品种的基准单株柑橘预先拍摄所获得的图案；无线通信设备，与远端的柑橘产量研宄平台无线连接，用于接收所述DSP发送的单株柑橘的品种，将所述单株柑橘的品种无线发送给所述柑橘产量研宄平台，并无线接收所述柑橘产量研宄平台返回的与所述单株柑橘的品种对应的柑橘果实上限灰度阈值、柑橘果实下限灰度阈值和多个估算参数的各个权重值，所述多个估算参数由正面果实个数、侧面果实个数、正面果实面积和侧面果实面积组成，所述柑橘果实上限灰度阈值和所述柑橘果实下限灰度阈值用于将图像中对应品种的柑橘果实与图像背景分离；所述测量固定杆为围绕所述单株柑橘的L型结构的固定杆，用于将所述第一摄像设备和所述第二摄像设备相互垂直地固定在同一水平面上；所述第一摄像设备用于对所述单株柑橘的正面进行拍摄，以获得所述第一柑橘图像；所述第二摄像设备用于对所述单株柑橘的侧面进行拍摄，以获得所述第二柑橘图像，所述第二摄像设备与所述第一摄像设备采用相同的焦距进行拍摄；所述柑橘识别设备分别与所述第一摄像设备、所述第二摄像设备和所述存储设备连接，包括预处理单元、果实分割单元和估算参数识别单元，所述预处理单元分别与所述第一摄像设备和所述第二摄像设备连接，用于对所述第一柑橘图像依次执行对比度增强、中值滤波和灰度化处理以获得第一灰度化图像，对所述第二柑橘图像依次执行对比度增强、中值滤波和灰度化处理，以获得第二灰度化图像，所述果实分割单元分别与所述预处理单元和所述存储设备连接，将所述第一灰度化图像中灰度值在所述柑橘果实上限灰度阈值和所述柑橘果实下限灰度阈值之间的像素识别并组成多个第一柑橘果实子图像，将所述第二灰度化图像中灰度值在所述柑橘果实上限灰度阈值和所述柑橘果实下限灰度阈值之间的像素识别并组成多个第二柑橘果实子图像，所述估算参数识别单元与所述果实分割单元连接，将多个第一柑橘果实子图像的总数作为正面果实个数输出，将多个第一柑橘果实子图像的像素总数作为正面果实面积输出，将多个第二柑橘果实子图像的总数作为侧面果实个数输出，将多个第二柑橘果实子图像的像素总数作为侧面果实面积输出；所述DSP与所述USB接口、所述存储设备、所述无线通信设备、所述第一摄像设备、所述第二摄像设备和所述柑橘识别设备分别连接；所述DSP在接收到所述USB接口返回的当前用户为授权用户时，启动所述无线通信设备、所述第一摄像设备、所述第二摄像设备和所述柑橘识别设备，并按顺序先后进入品种匹配模式和产量估算模式，所述DSP在接收到所述USB接口返回的当前用户不是授权用户时，关闭所述无线通信设备、所述第一摄像设备、所述第二摄像设备和所述柑橘识别设备，并发出非法访问信号；其中，所述DSP在所述品种匹配模式中，将所述第一柑橘图像和所述存储设备中各个品种的柑橘的基准图像模板进行匹配，将匹配度最高的基准图像模板对应的柑橘品种作为第一柑橘品种，将所述第二柑橘图像和所述存储设备中各个品种的柑橘的基准图像模板进行匹配，将匹配度最高的基准图像模板对应的柑橘品种作为第二柑橘品种，当所述第一柑橘品种和所述第二柑橘品种相同时，将相同的柑橘品种作为所述单株柑橘的品种输出给所述无线通信设备，并将所述无线通信设备返回的柑橘果实上限灰度阈值、柑橘果实下限灰度阈值和多个估算参数的各个权重值存储到所述存储设备中，当所述第一柑橘品种和所述第二柑橘品种不相同时，输出品种匹配失败信号；所述DSP在所述产量估算模式中，基于所述柑橘识别设备输出正面果实个数、侧面果实个数、正面果实面积和侧面果实面积以及所述存储设备存储的正面果实个数、侧面果实个数、正面果实面积和侧面果实面积分别对应的各个权重值确定所述单株柑橘的估算产量。
[0009]更具体地，在所述基于多