一种棉田虫情自动监测装置及监测方法，用于对棉田棉苗的虫情进行实时自动监测，该方法包括实时采集棉田的棉苗图像信息；对所述棉苗图像信息进行处理，提取所述棉田棉苗的叶面轮廓信息及该叶面轮廓内的叶片特征，根据所述叶片特征判断所述棉田的虫情，以实时监测所述棉田的棉苗虫害信息。该装置包括：固定架，按照区域固定于棉田中；图像采集装置，安装在所述固定架上，用于实时采集棉苗的图像信息；图像传输装置，安装在所述固定架上，用于传输所述图像采集装置实时采集的棉苗图像信息；监控中心，与所述图像传输装置连接，包括：图像接收装置和图像分析系统，采用上述方法对所述棉苗图像信息进行分析以实时监测所述棉田的棉苗虫害信息。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种，用于对棉田棉苗的虫情进行实时自动监测，该方法包括实时采集棉田的棉苗图像信息；对所述棉苗图像信息进行处理，提取所述棉田棉苗的叶面轮廓信息及该叶面轮廓内的叶片特征，根据所述叶片特征判断所述棉田的虫情，以实时监测所述棉田的棉苗虫害信息。该装置包括：固定架，按照区域固定于棉田中；图像采集装置，安装在所述固定架上，用于实时采集棉苗的图像信息；图像传输装置，安装在所述固定架上，用于传输所述图像采集装置实时采集的棉苗图像信息；监控中心，与所述图像传输装置连接，包括：图像接收装置和图像分析系统，采用上述方法对所述棉苗图像信息进行分析以实时监测所述棉田的棉苗虫害信息。【专利说明】
本专利技术涉及一种棉田的自动监测技术，特别是一种。
技术介绍
目前，在棉田种植中，棉苗的虫情通常是通过人工对棉苗进行观察，从而作为对棉苗进行除虫喷药、灌溉以及施肥等田间管理的依据。但是人工观察由于受到时间、气候等条件的限制，并不能实时对棉苗的虫情等进行分析掌握，无法及时预防和控制虫害发生，并且劳动强度大，受人为因素影响严重，便利性差，在目前的国内外棉苗的种植中，尚未检索到有关对棉苗的虫害进行自动监测的研究。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种可对棉田棉苗的虫害进行实时自动监测的。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种棉田虫情自动监测方法，用于对棉田棉苗的虫情进行实时自动监测，其中，包括如下步骤:S1、实时采集棉田的棉苗图像信息；S2、对所述棉苗图像信息进行处理，提取所述棉田棉苗的叶面轮廓信息及该叶面轮廓内的叶片特征，根据所述叶片特征判断所述棉田的虫情，以实时监测所述棉田的棉苗虫害信息。上述的棉田虫情自动监测方法，其中，所述叶片特征包括:棉叶颜色变化、棉叶形态变化和棉叶出现虫情。上述的棉田虫情自动监测方法，其中，所述步骤S2包括:S21、对所述棉苗图像信息进行图像分割，利用YIQ颜色空间中的Q分量提取所述棉苗图像信息中的棉苗的颜色信息得到处理后的棉苗图像信息，然后用OTSU自动阈值法二值化所述处理后的棉苗图像信息；S22、单株棉苗的投影定位，对二值化后的棉苗图像信息分别进行垂直和水平投影，并设定边界阈值以确定多个单株棉苗的具体位置；S23、单株棉苗的轮廓提取，采用Robert边缘检测算法提取单个棉株的叶面轮廓边缘及所述叶面轮廓内部的孔洞信息；S24、计算孔洞数值，对所述孔洞信息采用四邻域区域标记算法标记后并计算出孔洞数值；S25、判断虫情信息，将所述孔洞数值与一经验阈值相比较，若所述孔洞数值大于所述经验阈值，则已发生虫害；若所述孔洞数值小于所述经验阈值，则无虫害发生。上述的棉田虫情自动监测方法，其中，所述OTSU自动阈值法二值化所述处理后的棉苗图像信息的方法为:设灰度图像灰度级是L，则灰度范围为，利用OTSU算法计算图像的最佳阈值为:t=Max ,其中，当分割的阈值为t时，《O为背景比例，UO为背景均值，Wl为前景比例，Ul为前景均值，u为整幅图像的均值，使以上表达式值最大的t，即为分割图像的最佳阈值。上述的棉田虫情自动监测方法，其中，所述四邻域标记算法包括如下步骤:S241、选择一标记点，判断所述标记点的四邻域中的最左、最上是否存在其他点，如果都没有其他点，则判断为一个新的区域的开始；S242、如果所述标记点的四邻域中的最左有点，最上没有点，则标记所述标记点为最左点的值；如果所述标记点的四邻域中的最左没有点，最上有点，则标记所述标记点为最上点的值；S243、如果所述标记点的四邻域中的最左、最上均有点，则标记所述标记点为所述最左、最上两个点中的最小的点的值，并将其他大于该最小的点的值修改为小点的值。上述的棉田虫情自动监测方法，其中，所述Robert边缘检测算法的Roberts边缘检测算子是一种利用局部差分算子寻找边缘的算子，其计算公式如下:G (X，y) =sqrt ((f (x, y) -f (x+1, y+1)) * (f (x, y) -f (x+1, y+1)) + (f (x+1, y) -f (x, y+1))*(f(x+l,y)-f(x, y+1)))其中，f(x，y)为输入图像，g(x，y)为输出图像。上述的棉田虫情自动监测方法，其中，所述经验阈值为。为了更好地实现上述目的，本专利技术还提供了一种棉田虫情自动监测装置，用于对棉田棉苗的虫情进行实时自动监测，其中，包括:固定架，按照区域固定于棉田中；图像采集装置，安装在所述固定架上，用于实时采集棉苗的图像信息；图像传输装置，安装在所述固定架上，用于传输所述图像采集装置实时采集的棉苗图像信息；监控中心，与所述图像传输装置连接，包括:图像接收装置，用于接收所述图像传输装置传输的棉苗图像信息；图像分析系统，与所述图像接收装置连接，采用上述权利要求1一 7中任意一项所述的棉田虫情自动监测方法对所述棉苗图像信息进行分析，得到所述棉田的叶片特征，根据所述叶片特征判断所述棉田的虫情，以实时监测所述棉田的棉苗虫害信息。上述的棉田虫情自动监测装置，其中，所述图像采集装置为红外摄像机，所述图像传输装置为CDMA无线视频发射装置。上述的棉田虫情自动监测装置，其中，还包括图像采集调整装置，安装在所述固定架上并与所述图像采集装置连接，所述图像采集调整装置包括方位调节机构、高度调节机构和角度调节机构。本专利技术的技术效果在于:本专利技术的棉田虫情自动监测装置按照区域固定于田间，通过无线发射装置将摄像机采集的棉苗图像信息传送给异地室内监控计算机，利用图像分析系统对棉苗图像进行分析，从而实时掌握棉田的虫情信息。本专利技术具有全天候24小时异地监测、视频自动获取与处理、监测范围与面积可调和自动分析棉田虫情等功能。以下结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细描述，但不作为对本专利技术的限定。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术一实施例的自动监测装置结构示意图；图2为本专利技术的棉苗虫情监测原理图；图3为本专利技术一实施例的自动监测方法的流程图；图4为本专利技术一实施例的自动监测方法的图像分析过程示意图；图5A — 为本专利技术一实施例的出现斑点的虫害棉苗的图像处理效果图；图6A — 6D为本专利技术一实施例的出现缺刻的虫害棉苗的图像处理效果图。其中，附图标记I固定架2图像采集装置3图像传输装置4监控中心41图像接收装置42图像分析系统5图像采集调整装置51方位调节机构52高度调节机构53角度调节机构S1、S2 步骤【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术的结构原理和工作原理作具体的描述:参见图1及图2，图1为本专利技术一实施例的自动监测装置结构示意图，图2为本专利技术的棉苗虫情监测原理图。本专利技术的棉田虫情自动监测装置，用于对棉田棉苗的虫情进行实时自动监测，包括:固定架1，按照区域固定于棉田中；图像采集装置2，安装在所述固定架I上，用于实时采集棉苗的图像信息；图像传输装置3，安装在所述固定架I上，用于传输所述图像采集装置2实时采集的棉苗图像信息；监控中心4，与所述图像传输装置3连接，包括:图像接收装置41，用于接收所述图像传输装置3传输的棉苗图像信息；图像分析系统42，与所述图像接收装置41连接，采用下述的棉田虫情自动监测方法对所述棉苗图像信息进行分析，得到所述棉田的叶片特征，根据所述叶片特征判断所述棉田的虫情，以实时监测所述棉本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种棉田虫情自动监测方法，用于对棉田棉苗的虫情进行实时自动监测，其特征在于，包括如下步骤：S1、实时采集棉田的棉苗图像信息；S2、对所述棉苗图像信息进行处理，提取所述棉田棉苗的叶面轮廓信息及该叶面轮廓内的叶片特征，根据所述叶片特征判断所述棉田的虫情，以实时监测所述棉田的棉苗虫害信息。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：赵博，毛文华，周鹏，苑严伟，张小超，
申请(专利权)人：中国农业机械化科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11
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