【技術實現步驟摘要】
本技術涉及植保監控，具體涉及基于植保無人機的小粒咖啡全景監控及病蟲害識別裝置。
技術介紹
1、云南省普洱市是中國重要咖啡種植地區，與世界著名的咖啡種植地牙買加、哥倫比亞等國家緯度相當，品質與世界頂尖的哥倫比亞小粒咖啡相近。普洱市種植小粒咖啡的歷史已有百年，小粒咖啡具有生長快、結果早、產量高、品質好等特點，因此小粒咖啡產業在提高普洱市經濟發展水平上發揮著極其重要的作用。隨著市場需求的不斷擴大，普洱市小粒咖啡種植規模不斷提高，但同時病蟲害發生的概率也隨之增加。在小粒咖啡病蟲害防控領域，傳統的監控及防控方式為人工親自到樹林查看小粒咖啡樹的生長狀態、生態環境及病蟲害等情況，人力成本較高且存在依賴于經驗，容易出現錯判漏判、效率低、時效差等問題。
2、現有中國專利cn202223006828.7，公開了一種小粒咖啡樹病蟲害監控無人機，包括螺旋槳組件、機架、主控器、攝像頭架，所述螺旋槳組件設置在機架四個角處，機架中間中空設置，所述主控器安裝于機架中空處，所述攝像頭架設置在主控器前端的機架上。本技術攝像頭架的攝像頭固定座頭套連接于l形桿的另一端，并且在軸套連接尾端設有伺服電機，當無人機懸停對小粒咖啡樹進行周向采集全景圖時，可直接周向旋轉攝像頭，避免將整個無人機進行旋轉從而發生圖像抖動；但仍存在圖像不清晰、需人為控制旋轉攝像頭獲取單一角度的圖像，不能實現同時采集多角度圖像并自動生成全景圖像、不能自動檢測的問題。
3、本技術提出通過無人機在植保視頻監控領域的應用，在使用無人機進行圖像采集和傳輸的基礎上，使用圖像拼接技術生成全
技術實現思路
1、針對上述問題，提出一種基于植保無人機的小粒咖啡全景監控及病蟲害識別裝置，與傳統的防控技術相比，以無人機作為載體，靈活的進行小粒咖啡的航空植保作業，可隨時隨地獲取對小粒咖啡樹全景圖像進行實時自動檢測，并通過深度學習目標檢測算法提高農作物病蟲害檢測的高效性和準確性。
2、為實現上述技術目的，達到上述技術效果，本技術是通過以下技術方案實現：
3、基于植保無人機的小粒咖啡全景監控及病蟲害識別裝置，包括空中無人機圖像采集端、地面圖像檢測識別端；所述空中無人機端包括無人機機體、主處理器模塊、圖像采集模塊、圖像拼接模塊、無線通信模塊；所述地面圖像檢測識別端包括嵌入式控制器模塊、圖像處理模塊、存儲模塊、觸摸顯示器、對外接口模塊、無線通信模塊和輸入設備；所述空中無人機圖像采集端通過無線通信模塊與地面圖像檢測識別端無線連接。
4、進一步的，所述空中無人機端具體包括：
5、所述無人機機體為多旋翼無人機；
6、所述主處理器模塊為空中無人機端核心電路，用于空中無人機端的總體控制和協調工作；
7、所述圖像采集模塊包括多個廣角攝像頭，所述廣角攝像頭數量為3個或者4個，朝向不同方向，實現對不同方向的圖像采集；
8、所述圖像拼接模塊包括圖像預處理模塊、圖像配準模塊、圖像融合模塊和三維建模模塊；
9、所述無線通信模塊采用藍牙或者wifi通信，用于與地面圖像檢測識別端無線連接，向地面圖像檢測識別端傳輸全景圖像信息，及接收來自地面圖像檢測識別端的操控指令信息。
10、進一步的，所述圖像預處理模塊完成對產生幾何畸變的圖像的校正，同時，融入幀圖像增強算法，對清晰度較低的圖像實現圖像增強；
11、圖像配準模塊使用幀圖像配準算法，完成圖像特征點檢測、特征描述和特征匹配，使圖像間互相重疊部分對準，將待拼接圖像轉換到參考圖像的坐標系，構成完整的圖像；
12、圖像融合模塊使用幀圖像融合算法，該算法具有漸變性，保證拼合邊界平滑過渡，消除拼接線，生成平滑無縫的全景圖像。
13、進一步的，所述嵌入式控制器模塊為地面圖像檢測識別端的核心電路，用于對地面圖像檢測識別端的總體控制和協調工作；
14、進一步的，所述地面圖像檢測識別端通過無線通信模塊接收來自空中無人機圖像采集端的全景圖像后，圖像處理模塊獲取相關全景圖像信息，通過移植的深度學習目標檢測算法對圖像信息進行處理，并將全景圖像及識別信息傳至存儲模塊進行存儲；同時根據需要，將識別信息及全景圖像反饋至觸摸顯示器。
15、進一步的，所述對外接口模塊包括usb接口電路、串口電路，usb接口、串口可以跟pc機連接通信，用于程序的燒寫，圖像文件的下載；輸入設備包括鍵盤、鼠標。
16、本技術的有益效果：
17、高效的植保作業：使用無人機進行植保作業可以大大提高作業效率。相比傳統的人工巡視，無人機可以覆蓋更大的范圍，并且在較短的時間內完成數據采集和圖像傳輸。這將顯著減少作業時間和人力成本，提高植保作業效率。
18、準確的病蟲害識別：本技術方案采用深度學習目標檢測算法對小粒咖啡樹葉片病蟲害進行自動識別和分析。深度學習算法可以通過訓練模型學習到病蟲害的特征，從而能夠更準確地識別和分類不同類型的病蟲害。這種自動化的識別方法可以大大提高病蟲害檢測的準確性和效率，為農業專家和農場主提供更準確的數據支持。
19、實時監測和預警：無人機可以實時采集圖像數據并將其傳輸到地面圖像檢測識別端進行處理和分析。通過實時監測小粒咖啡樹的生長狀況和病蟲害情況，可以及時發現異常情況并預警可能的問題。這種實時監測和預警能夠幫助農場主和農業專家及時采取相應的防控措施，減少病蟲害的傳播和擴散。
20、精細化管理和決策支持：通過無人機采集的連續圖像數據，可以進行精細化的植株管理。利用圖像數據，可以分析植株的生長狀態、病蟲害的分布情況、土壤濕度等參數。這些數據可以為農場主和農業專家提供決策支持，幫助他們優化種植策略、調整施肥和灌溉方式，并及時做出合理的防控措施。
21、數據分析和可視化展示：通過裝置中的地面圖像檢測識別端，采集的全景圖像及識別信息可以進行數據分析和可視化展示。利用圖像數據，可以進行統計分析、生成熱力圖、構建植株生長模型等，從而幫助農場主和農業專家更好地理解植株生長和病蟲害的動態變化。同時，可視化展示可以使農場主和農業專家更直觀地了解植株的生長情況，及時調整管理策略。
22、綜上所述，基于植保無人機的小粒咖啡全景監控及病蟲害識別裝置在植保作業的效率、病蟲害識別的準確性、實時監測和預警、精細化管理和決策支持、數據分析和可視化展示等方面具有更加突出的有益效果。有助于提高咖啡產業的生產效率和質量，并為農業決策提供科學依據。
23、當然，實施本技術的任一產品并不一定需要同時達到以上所述的所有優點。
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1.基于植保無人機的小粒咖啡全景監控及病蟲害識別裝置，包括空中無人機圖像采集端、地面圖像檢測識別端；其特征在于：所述空中無人機圖像采集端包括無人機機體、主處理器模塊、圖像采集模塊、圖像拼接模塊、無線通信模塊；所述地面圖像檢測識別端包括嵌入式控制器模塊、圖像處理模塊、存儲模塊、觸摸顯示器、對外接口模塊、無線通信模塊和輸入設備；所述空中無人機圖像采集端通過無線通信模塊與地面圖像檢測識別端無線連接。
2.如權利要求1所述的基于植保無人機的小粒咖啡全景監控及病蟲害識別裝置，其特征在于：所述空中無人機端具體包括：
3.如權利要求1所述的基于植保無人機的小粒咖啡全景監控及病蟲害識別裝置，其特征在于：所述嵌入式控制器模塊為地面圖像檢測識別端的核心電路，用于對地面圖像檢測識別端的總體控制和協調工作。
4.如權利要求1所述的基于植保無人機的小粒咖啡全景監控及病蟲害識別裝置，其特征在于：所述地面圖像檢測識別端通過無線通信模塊接收來自空中無人機圖像采集端的全景圖像后，圖像處理模塊獲取相關全景圖像信息，通過移植的深度學習目標檢測算法對圖像信息進行處理，并將全景圖像及識
5.如權利要求1所述的基于植保無人機的小粒咖啡全景監控及病蟲害識別裝置，其特征在于：所述對外接口模塊包括USB接口電路、串口電路，USB接口、串口可以跟PC機連接通信，用于程序的燒寫，圖像文件的下載；輸入設備包括鍵盤、鼠標。
...【技術特征摘要】
1.基于植保無人機的小粒咖啡全景監控及病蟲害識別裝置，包括空中無人機圖像采集端、地面圖像檢測識別端；其特征在于：所述空中無人機圖像采集端包括無人機機體、主處理器模塊、圖像采集模塊、圖像拼接模塊、無線通信模塊；所述地面圖像檢測識別端包括嵌入式控制器模塊、圖像處理模塊、存儲模塊、觸摸顯示器、對外接口模塊、無線通信模塊和輸入設備；所述空中無人機圖像采集端通過無線通信模塊與地面圖像檢測識別端無線連接。
2.如權利要求1所述的基于植保無人機的小粒咖啡全景監控及病蟲害識別裝置，其特征在于：所述空中無人機端具體包括：
3.如權利要求1所述的基于植保無人機的小粒咖啡全景監控及病蟲害識別裝置，其特征在于：所述嵌入式控制器模塊為地面圖像檢測識別...
【專利技術屬性】
技術研發人員：孫妤喆，蘭曉俐，周劍云，周友忠，劉恒，相楊，楊凱，余文浩，
申請(專利權)人：普洱學院，
類型：新型
國別省市：
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