阅读说明：本技术 即时农药浓度调制平台 (Instant pesticide concentration modulation platform ) 是由 不公告发明人 于 2019-05-17 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种即时农药浓度调制平台,所述平台包括：航拍摄像头,设置在农业无人机上,用于面对下方的小麦种植区域进行拍摄,以获得并输出相应的即时航拍图像；农药储存罐,位于农业无人机内,有两个相邻的容器组成,其中两个容器分别用于放置农药原料和纯净水；农药喷洒机构,设置在农业无人机上,用于基于接收到的绿色像素百分比确定喷洒的农药的浓度,并执行确定浓度的农药的喷洒。本发明的即时农药浓度调制平台结构定制、使用方便。由于将定制处理图像中的绿色像素点占据的百分比作为绿色像素百分比输出,并基于绿色像素百分比确定喷洒的农药的浓度,从而达到农药节省和杀虫效果之间的均衡。(The invention relates to an instant pesticide concentration modulation platform, which comprises: the aerial photography camera is arranged on the agricultural unmanned aerial vehicle and used for shooting a wheat planting area below the agricultural unmanned aerial vehicle so as to obtain and output a corresponding instant aerial photography image; the pesticide storage tank is positioned in the agricultural unmanned aerial vehicle and consists of two adjacent containers, wherein the two containers are respectively used for placing pesticide raw materials and purified water; and the pesticide spraying mechanism is arranged on the agricultural unmanned aerial vehicle and used for determining the concentration of the sprayed pesticide based on the received green pixel percentage and executing the spraying of the pesticide with the determined concentration. The instant pesticide concentration modulation platform is customized in structure and convenient to use. The percentage occupied by the green pixel points in the customized processing image is output as the percentage of the green pixel points, and the concentration of the sprayed pesticide is determined based on the percentage of the green pixel points, so that the balance between pesticide saving and insecticidal effects is achieved.)

即时农药浓度调制平台

技术领域

本发明涉及农业无人机领域，尤其涉及一种即时农药浓度调制平台。

背景技术

农业无人机，又名无人飞行器，顾名思义是用于农林植物保护作业的无人驾驶飞机，该型无人飞机由飞行平台(固定翼、直升机、多轴飞行器)、导航飞控、喷洒机构三部分组成，通过地面遥控或导航飞控，来实现喷洒作业，可以喷洒药剂、种子、粉剂等。

中国的农业无人机目前尚处于起步阶段，据统计，2017年我国农业无人机保有量为695架，总作业面积426万亩；2018年我国农业无人机保有量为2324架(31个省统计)，总作业面积1152.8万亩，增长幅度分别为234％、170.6％。虽然涨幅明显，但整体而言，我国的农业无人机体系尚未成熟。目前国内农业无人机技术和产品性能参差不齐，众多产品中绝少有能够满足大面积高强度植保喷洒要求。

发明内容

本发明需要具备以下两处关键的发明点：

(1)将定制处理图像中的绿色像素点占据的百分比作为绿色像素百分比输出，并基于绿色像素百分比确定喷洒的农药的浓度，从而达到农药节省和杀虫效果之间的均衡；

(2)为了保证后续图像识别和图像处理的精度，对图像中各个对象轮廓进行针对性的边缘加深处理。

根据本发明的一方面，提供了一种即时农药浓度调制平台，所述平台包括：航拍摄像头，设置在农业无人机上，用于面对下方的小麦种植区域进行拍摄，以获得并输出相应的即时航拍图像。

更具体地，在所述即时农药浓度调制平台中，所述平台还包括：农药储存罐，位于农业无人机内，有两个相邻的容器组成，其中两个容器分别用于放置农药原料和纯净水。

更具体地，在所述即时农药浓度调制平台中，所述平台还包括：农药喷洒机构，设置在农业无人机上，用于基于接收到的绿色像素百分比确定喷洒的农药的浓度，并执行确定浓度的农药的喷洒；所述农药喷洒机构包括农药调制设备和材料汲取设备，所述农药调制设备根据确定的喷洒的农药的浓度执行相应的农药调制操作；所述材料汲取设备包括两个进料管道，所述两个进料管道分别与所述两个相邻的容器连通；所述航拍摄像头和农药喷洒机构都设置在农业无人机的底部，所述航拍摄像头位于所述农药喷洒机构的侧面；所述农药喷洒机构还包括喷洒龙头，与所述农药调制设备连接，用于执行确定浓度的农药的喷洒。

本发明的即时农药浓度调制平台结构定制、使用方便。由于将定制处理图像中的绿色像素点占据的百分比作为绿色像素百分比输出，并基于绿色像素百分比确定喷洒的农药的浓度，从而达到农药节省和杀虫效果之间的均衡。

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即时农药浓度调制平台所在的农业无人机的工作场景示意图。

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的即时农药浓度调制平台的实施方案进行详细说明。

农药，是指农业上用于防治病虫害及调节植物生长的化学药剂。广泛用于农林牧业生产、环境和家庭卫生除害防疫、工业品防霉与防蛀等。

农药品种很多，按用途主要可分为杀虫剂、杀螨剂、杀鼠剂、杀线虫剂、杀软体动物剂、杀菌剂、除草剂、植物生长调节剂等；按原料来源可分为矿物源农药(无机农药)、生物源农药(天然有机物、微生物、抗生素等)及化学合成农药；按化学结构分，主要有有机氯、有机磷、有机氮、有机硫、氨基甲酸酯、拟除虫菊酯、酰胺类化合物、脲类化合物、醚类化合物、酚类化合物、苯氧羧酸类、脒类、***类、杂环类、苯甲酸类、有机金属化合物类等，它们都是有机合成农药；根据加工剂型可分为粉剂、可湿性粉剂、乳剂、乳油、乳膏、糊剂、胶体剂、熏蒸剂、熏烟剂、烟雾剂、颗粒剂、微粒剂及油剂等。

当前，农业无人机用于绿色植物例如小麦的农药喷洒已经比较常见，能够节约大量人力物力，然而，空中喷洒的模式毕竟具有作业粗糙、不易精确控制的先天缺陷，例如，当小麦刚出芽时，绿叶较少，这时候喷洒过多农药容易给小麦造成伤害，又如，当小麦茁壮成长时，绿叶较多，这时候喷洒较少农药又达不到预定的杀虫效果。

为了克服上述不足，本发明搭建了一种即时农药浓度调制平台，能够有效解决相应的技术问题。

图1为根据本发明实施方案示出的即时农药浓度调制平台所在的农业无人机的工作场景示意图。

根据本发明实施方案示出的即时农药浓度调制平台包括：

航拍摄像头，设置在农业无人机上，用于面对下方的小麦种植区域进行拍摄，以获得并输出相应的即时航拍图像。

接着，继续对本发明的即时农药浓度调制平台的具体结构进行进一步的说明。

所述即时农药浓度调制平台中还可以包括：

农药储存罐，位于农业无人机内，有两个相邻的容器组成，其中两个容器分别用于放置农药原料和纯净水。

所述即时农药浓度调制平台中还可以包括：

农药喷洒机构，设置在农业无人机上，用于基于接收到的绿色像素百分比确定喷洒的农药的浓度，并执行确定浓度的农药的喷洒；

所述农药喷洒机构包括农药调制设备和材料汲取设备，所述农药调制设备根据确定的喷洒的农药的浓度执行相应的农药调制操作；

所述材料汲取设备包括两个进料管道，所述两个进料管道分别与所述两个相邻的容器连通；

所述航拍摄像头和农药喷洒机构都设置在农业无人机的底部，所述航拍摄像头位于所述农药喷洒机构的侧面；

所述农药喷洒机构还包括喷洒龙头，与所述农药调制设备连接，用于执行确定浓度的农药的喷洒；

分量检测设备，与所述航拍摄像头连接，用于获得所述即时航拍图像中的各个像素点的各个Y分量值，将Y分量值与各个周围像素点的各个Y分量值的算术平均值之差的绝对值超限的像素点作为轮廓像素点；

所述分量检测设备还用于将Y分量值与各个周围像素点的各个Y分量值的算术平均值之差的绝对值未超限的像素点作为非轮廓像素点；

图像块提取设备，与所述分量检测设备连接，用于获取所述即时航拍图像中的所有轮廓像素点，对所述即时航拍图像中的所有轮廓像素点执行拟合处理以获得所述即时航拍图像中的一个或多个对象图像块；

并行处理设备，与所述图像块提取设备连接，用于对所述一个或多个对象图像块中每一个对象图像块在所述即时航拍图像中的边缘都进行加深处理，以获得加深处理后的边缘加深图像；

平滑线性滤波设备，与所述并行处理设备连接，用于接收所述边缘加深图像，对所述边缘加深图像执行平滑线性滤波处理，以获得并输出相应的平滑线性滤波图像；

算术均值滤波设备，与所述平滑线性滤波设备连接，用于接收所述平滑线性滤波图像，对所述平滑线性滤波图像执行算术均值滤波处理，以获得并输出相应的算术均值滤波图像；

绿色检测设备，分别与所述算术均值滤波设备和所述农药喷洒机构连接，用于获取所述算术均值滤波图像的各个像素点的各个绿色通道值，并将绿色通道值超过125的像素点作为绿色像素点，并统计所述算术均值滤波图像中绿色像素点占据的百分比以作为绿色像素百分比输出。

所述即时农药浓度调制平台中：

所述图像块提取设备、所述并行处理设备、所述平滑线性滤波设备和所述算术均值滤波设备之间通过32位并行数据总线进行图像数据交互；

其中，所述图像块提取设备、所述并行处理设备、所述平滑线性滤波设备和所述算术均值滤波设备被集成在同一块印刷电路板上；

其中，所述平滑线性滤波设备内置有数据存储器，用于暂存所述平滑线性滤波图像。

所述即时农药浓度调制平台中还可以包括：

自适应高频解析设备，与所述航拍摄像头连接，用于接收所述即时航拍图像，对所述即时航拍图像进行对比度测量，以获得所述即时航拍图像对应的实时对比度，并基于所述实时对比度确定对应的所述即时航拍图像中的高频分布频段，以作为目标频段输出。

所述即时农药浓度调制平台中还可以包括：

图像分化设备，分别与所述频段提取设备和所述对比度测量设备连接，用于接收所述目标频段和所述即时航拍图像，对所述即时航拍图像执行基于所述目标频段的高通滤波处理，以获得对应的高通滤波图像，并输出所述高通滤波图像。

所述即时农药浓度调制平台中还可以包括：

差值获取设备，与所述图像分化设备连接，用于获得所述即时航拍图像和所述高通滤波图像，还用于将所述即时航拍图像逐像素减去所述高通滤波图像，以获得对应的差值处理图像，并输出所述差值处理图像。

所述即时农药浓度调制平台中还可以包括：

针对性处理设备，分别与所述分量检测设备、所述差值获取设备和所述图像分化设备连接，用于接收所述高通滤波图像和所述差值处理图像，并对所述高通滤波图像进行特征加强处理，以获得并输出对应的特征加强图像，还用于将所述特征加强图像与所述差值处理图像逐像素相加，以获得相应的重建后图像，并将所述重建后图像替换所述即时航拍图像发送给所述分量检测设备。

另外，所述图像块提取设备为一SOC处理芯片。System on Chip，简称SOC，也即片上系统。从狭义角度讲，他是信息系统核心的芯片集成，是将系统关键部件集成在一块芯片上；从广义角度讲，SoC是一个微小型系统，如果说中央处理器(CPU)是大脑，那么SOC就是包括大脑、心脏、眼睛和手的系统。国内外学术界一般倾向将SOC定义为将微处理器、模拟IP核、数字IP核和存储器(或片外存储控制接口)集成在单一芯片上，他通常是客户定制的，或是面向特定用途的标准产品。SOC定义的基本内容主要在两方面：其一是他的构成，其二是他形成过程。系统级芯片的构成可以是系统级芯片控制逻辑模块、微处理器/微控制器CPU内核模块、数字信号处理器DSP模块、嵌入的存储器模块、和外部进行通讯的接口模块、含有ADC/DAC的模拟前端模块、电源提供和功耗管理模块，对于一个无线SoC还有射频前端模块、用户定义逻辑(他可以由FPGA或ASIC实现)以及微电子机械模块，更重要的是一个SOC芯片内嵌有基本软件(RDOS或COS以及其他应用软件)模块或可载入的用户软件等。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：只读内存(英文：Read-Only Memory，简称：ROM)、随机存取存储器(英文：Random Access Memory，简称：RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。