本發(fā)明屬于農(nóng)藥噴灑，具體涉及一種基于圖像處理的農(nóng)藥噴灑方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
1、農(nóng)作物在生長(zhǎng)過(guò)程中，通常需要定期噴灑農(nóng)藥，以保證農(nóng)作物的正常生長(zhǎng)。
2、目前主流方式是通過(guò)人工進(jìn)行農(nóng)藥噴灑，但這種方式耗時(shí)耗力，為此，提出了通過(guò)無(wú)人機(jī)代替人工，進(jìn)行農(nóng)藥噴灑的方法，可以有效提高農(nóng)藥噴灑效率，但也存在一些弊端，具體的，當(dāng)在有風(fēng)的天氣下進(jìn)行無(wú)人機(jī)農(nóng)藥噴灑，農(nóng)藥的噴灑區(qū)域會(huì)產(chǎn)生偏移，可能對(duì)其他不需要噴灑農(nóng)藥的區(qū)域造成誤傷。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、基于此，本發(fā)明實(shí)施例當(dāng)中提供了一種基于圖像處理的農(nóng)藥噴灑方法及系統(tǒng)，旨在考慮風(fēng)對(duì)農(nóng)藥噴灑的影響，對(duì)無(wú)人機(jī)的農(nóng)藥噴灑進(jìn)行合理控制，使得農(nóng)藥噴灑效果更好。
2、本發(fā)明實(shí)施例的第一方面提供了一種基于圖像處理的農(nóng)藥噴灑方法，應(yīng)用于具有無(wú)人機(jī)的場(chǎng)景中，所述無(wú)人機(jī)搭載攝像頭，所述方法包括：
3、控制無(wú)人機(jī)拍攝待噴灑農(nóng)藥畫(huà)面，并標(biāo)記所述待噴灑農(nóng)藥畫(huà)面中的目標(biāo)區(qū)域；
4、獲取無(wú)風(fēng)狀態(tài)下，無(wú)人機(jī)在預(yù)設(shè)高度的農(nóng)藥噴灑覆蓋區(qū)域，根據(jù)所述農(nóng)藥噴灑覆蓋區(qū)域和所述目標(biāo)區(qū)域，規(guī)劃無(wú)人機(jī)的初始飛行路徑；
5、確定所述初始飛行路徑上的目標(biāo)位置，控制無(wú)人機(jī)移動(dòng)至所述目標(biāo)位置，并噴灑農(nóng)藥；
6、獲取農(nóng)藥噴灑后的圖像，并進(jìn)行對(duì)比，確定偏移信息；
7、根據(jù)所述偏移信息，重新規(guī)劃飛行路徑，得到目標(biāo)飛行路徑；
8、根據(jù)所述目標(biāo)飛行路徑，控制無(wú)人機(jī)進(jìn)行農(nóng)藥噴灑作業(yè)。
9、進(jìn)一步的，所述確定所述初始飛行路徑上的目標(biāo)位置的步驟包括：
10、獲取氣象信息，所述氣象信息至少包括主導(dǎo)風(fēng)向和風(fēng)速；
11、根據(jù)所述風(fēng)速、所述農(nóng)藥噴灑覆蓋區(qū)域以及所述目標(biāo)區(qū)域，確定安全作業(yè)的第一區(qū)域；
12、根據(jù)所述主導(dǎo)風(fēng)向，確定所述第一區(qū)域的最大矩形區(qū)域，并獲取除所述最大矩形區(qū)域的其他區(qū)域；
13、判斷其他區(qū)域的面積是否大于預(yù)設(shè)面積；
14、若判斷其他區(qū)域的面積大于預(yù)設(shè)面積，則確定其他區(qū)域的最大矩形區(qū)域；
15、將所述最大矩形區(qū)域的角點(diǎn)和中心點(diǎn)相鄰的所述初始飛行路徑上的點(diǎn)位確定為所述目標(biāo)位置。
16、進(jìn)一步的，所述獲取農(nóng)藥噴灑后的圖像，并進(jìn)行對(duì)比，確定偏移信息的步驟包括：
17、獲取各所述目標(biāo)位置的農(nóng)藥噴灑后的圖像，并提取農(nóng)藥噴灑后的圖像中的農(nóng)藥噴灑區(qū)域的輪廓；
18、根據(jù)所述輪廓上的點(diǎn)坐標(biāo)，計(jì)算兩兩圖像間的均方根距離，并取均值作為第一目標(biāo)評(píng)價(jià)值；
19、判斷所述第一目標(biāo)評(píng)價(jià)值是否大于預(yù)設(shè)評(píng)價(jià)值；
20、若判斷所述第一目標(biāo)評(píng)價(jià)值大于預(yù)設(shè)評(píng)價(jià)值，則使用k-means算法對(duì)所述輪廓進(jìn)行聚類(lèi)，并根據(jù)聚類(lèi)結(jié)果，確定預(yù)測(cè)的農(nóng)藥噴灑區(qū)域的輪廓；
21、獲取各農(nóng)藥噴灑區(qū)域的中心點(diǎn)，將各農(nóng)藥噴灑區(qū)域的中心點(diǎn)進(jìn)行dbscan聚類(lèi)處理，確定目標(biāo)中心點(diǎn)。
22、進(jìn)一步的，所述判斷所述第一目標(biāo)評(píng)價(jià)值是否大于預(yù)設(shè)評(píng)價(jià)值的步驟之后還包括：
23、若判斷所述第一目標(biāo)評(píng)價(jià)值不大于預(yù)設(shè)評(píng)價(jià)值，則將控制無(wú)人機(jī)的飛行高度降低。
24、進(jìn)一步的，所述若判斷所述第一目標(biāo)評(píng)價(jià)值不大于預(yù)設(shè)評(píng)價(jià)值，則將控制無(wú)人機(jī)的飛行高度降低的步驟包括：
25、將所述第一區(qū)域的最大矩形區(qū)域劃分為預(yù)設(shè)數(shù)量的第二區(qū)域，所述第二區(qū)域的形狀為矩形；
26、獲取相鄰的所述第二區(qū)域的偏移信息，并根據(jù)相鄰的所述第二區(qū)域的偏移信息，判斷相鄰的所述第二區(qū)域是否滿(mǎn)足合并要求；
27、若判斷相鄰的所述第二區(qū)域滿(mǎn)足合并要求，則控制無(wú)人機(jī)在合并后的第二區(qū)域上執(zhí)行農(nóng)藥噴灑任務(wù)時(shí)，以所述預(yù)設(shè)高度飛行；
28、若判斷相鄰的所述第二區(qū)域不滿(mǎn)足合并要求，則控制無(wú)人機(jī)以降低后的高度飛行。
29、進(jìn)一步的，所述根據(jù)相鄰的所述第二區(qū)域的偏移信息，判斷相鄰的所述第二區(qū)域是否滿(mǎn)足合并要求的步驟包括：
30、控制無(wú)人機(jī)移動(dòng)至各所述第二區(qū)域的角點(diǎn)和中心點(diǎn)相鄰的所述初始飛行路徑上的點(diǎn)位，獲取農(nóng)藥噴灑后的圖像；
31、根據(jù)農(nóng)藥噴灑后的圖像，分別確定各所述第二區(qū)域的第二目標(biāo)評(píng)價(jià)值；
32、將相鄰的所述第二區(qū)域的第二目標(biāo)評(píng)價(jià)值作差，并判斷差值是否小于閾值；
33、若判斷差值小于閾值，則說(shuō)明相鄰的所述第二區(qū)域滿(mǎn)足合并要求；
34、若判斷差值不小于閾值，則說(shuō)明相鄰的所述第二區(qū)域不滿(mǎn)足合并要求。
35、進(jìn)一步的，同一飛行高度的農(nóng)藥噴灑任務(wù)完成后，再執(zhí)行另一飛行高度下的農(nóng)藥噴灑任務(wù)，其中，當(dāng)無(wú)人機(jī)經(jīng)過(guò)噴灑過(guò)農(nóng)藥的位置時(shí)，不再重復(fù)噴灑農(nóng)藥。
36、本發(fā)明實(shí)施例的第二方面提供了一種基于圖像處理的農(nóng)藥噴灑系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明實(shí)施例的第一方面提供的基于圖像處理的農(nóng)藥噴灑方法，所述系統(tǒng)包括：
37、第一控制模塊，用于控制無(wú)人機(jī)拍攝待噴灑農(nóng)藥畫(huà)面，并標(biāo)記所述待噴灑農(nóng)藥畫(huà)面中的目標(biāo)區(qū)域；
38、第一路徑規(guī)劃模塊，用于獲取無(wú)風(fēng)狀態(tài)下，無(wú)人機(jī)在預(yù)設(shè)高度的農(nóng)藥噴灑覆蓋區(qū)域，根據(jù)所述農(nóng)藥噴灑覆蓋區(qū)域和所述目標(biāo)區(qū)域，規(guī)劃無(wú)人機(jī)的初始飛行路徑；
39、第一確定模塊，用于確定所述初始飛行路徑上的目標(biāo)位置，控制無(wú)人機(jī)移動(dòng)至所述目標(biāo)位置，并噴灑農(nóng)藥；
40、第二確定模塊，用于獲取農(nóng)藥噴灑后的圖像，并進(jìn)行對(duì)比，確定偏移信息；
41、第二路徑規(guī)劃模塊，用于根據(jù)所述偏移信息，重新規(guī)劃飛行路徑，得到目標(biāo)飛行路徑；
42、第二控制模塊，用于根據(jù)所述目標(biāo)飛行路徑，控制無(wú)人機(jī)進(jìn)行農(nóng)藥噴灑作業(yè)。
43、本發(fā)明實(shí)施例的第三方面提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，包括：
44、所述可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)一個(gè)或多個(gè)程序，該程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如第一方面所述的基于圖像處理的農(nóng)藥噴灑方法。
45、本發(fā)明實(shí)施例的第四方面提供了一種電子設(shè)備，所述電子設(shè)備包括存儲(chǔ)器和處理器，其中：
46、所述存儲(chǔ)器用于存放計(jì)算機(jī)程序；
47、所述處理器用于執(zhí)行所述存儲(chǔ)器上所存放的計(jì)算機(jī)程序時(shí)，實(shí)現(xiàn)如第一方面所述的基于圖像處理的農(nóng)藥噴灑方法。
48、本發(fā)明實(shí)施例當(dāng)中提供的一種基于圖像處理的農(nóng)藥噴灑方法及系統(tǒng)，通過(guò)控制無(wú)人機(jī)拍攝待噴灑農(nóng)藥畫(huà)面，并標(biāo)記待噴灑農(nóng)藥畫(huà)面中的目標(biāo)區(qū)域；獲取無(wú)風(fēng)狀態(tài)下，無(wú)人機(jī)在預(yù)設(shè)高度的農(nóng)藥噴灑覆蓋區(qū)域，根據(jù)農(nóng)藥噴灑覆蓋區(qū)域和目標(biāo)區(qū)域，規(guī)劃無(wú)人機(jī)的初始飛行路徑；確定初始飛行路徑上的目標(biāo)位置，控制無(wú)人機(jī)移動(dòng)至目標(biāo)位置，并噴灑農(nóng)藥；獲取農(nóng)藥噴灑后的圖像，并進(jìn)行對(duì)比，確定偏移信息；根據(jù)偏移信息，重新規(guī)劃飛行路徑，得到目標(biāo)飛行路徑；根據(jù)目標(biāo)飛行路徑，控制無(wú)人機(jī)進(jìn)行農(nóng)藥噴灑作業(yè)，具體的，通過(guò)充分考慮風(fēng)對(duì)農(nóng)藥噴灑的影響，對(duì)無(wú)人機(jī)的農(nóng)藥噴灑進(jìn)行合理控制，使得農(nóng)藥噴灑效果更好。
1.一種基于圖像處理的農(nóng)藥噴灑方法，其特征在于，應(yīng)用于具有無(wú)人機(jī)的場(chǎng)景中，所述無(wú)人機(jī)搭載攝像頭，所述方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于圖像處理的農(nóng)藥噴灑方法，其特征在于，所述確定所述初始飛行路徑上的目標(biāo)位置的步驟包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于圖像處理的農(nóng)藥噴灑方法，其特征在于，所述獲取農(nóng)藥噴灑后的圖像，并進(jìn)行對(duì)比，確定偏移信息的步驟包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于圖像處理的農(nóng)藥噴灑方法，其特征在于，所述判斷所述第一目標(biāo)評(píng)價(jià)值是否大于預(yù)設(shè)評(píng)價(jià)值的步驟之后還包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于圖像處理的農(nóng)藥噴灑方法，其特征在于，所述若判斷所述第一目標(biāo)評(píng)價(jià)值不大于預(yù)設(shè)評(píng)價(jià)值，則將控制無(wú)人機(jī)的飛行高度降低的步驟包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于圖像處理的農(nóng)藥噴灑方法，其特征在于，所述根據(jù)相鄰的所述第二區(qū)域的偏移信息，判斷相鄰的所述第二區(qū)域是否滿(mǎn)足合并要求的步驟包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于圖像處理的農(nóng)藥噴灑方法，其特征在于，同一飛行高度的農(nóng)藥噴灑任務(wù)完成后，再執(zhí)行另一飛行高度下的農(nóng)藥噴灑任務(wù)，其中，當(dāng)無(wú)人機(jī)經(jīng)過(guò)噴灑過(guò)農(nóng)藥的位置時(shí)，不再重復(fù)噴灑農(nóng)藥。
8.一種基于圖像處理的農(nóng)藥噴灑系統(tǒng)，其特征在于，用于實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的基于圖像處理的農(nóng)藥噴灑方法，所述系統(tǒng)包括：
9.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，包括：
10.一種電子設(shè)備，其特征在于，所述電子設(shè)備包括存儲(chǔ)器和處理器，其中：