一种基于无人机定位拍摄的果园监控系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于无人机定位拍摄的果园监控系统和方法，其中系统包括人机、果实标记模块、果实监控模块，无人机设有摄像模块、定位模块；摄像模块用于在无人机飞行时拍摄包含果园内参照物和果实的图像；定位模块用于获取在摄像模块拍摄图像时的无人机位置；果实标记模块用于从定位模块获取无人机位置，并确定摄像模块拍摄的图像上的果实位置，将无人机位置和图像上的果实位置作为果实的标记；果实监控模块用于根据图像上参照物与果实之间的颜色比值获取果实的颜色和/或根据图像上参照物与果实之间的大小比例获取果实的大小。本发明专利技术可以便捷地标记果园中的果实并监控果实的颜色大小，使得监控人员可以及时地对异常的果实或植株进行处理。

【技术实现步骤摘要】
一种基于无人机定位拍摄的果园监控系统和方法
本专利技术涉及果园监控
，具体涉及一种基于无人机定位拍摄的果园监控系统和方法。
技术介绍
果实生长健康情况会影响果园的果实产量，关系到果农的经济收益，有效地对果园进行监控，可以有利于及时处理生长异常的果实，提升果实的产出质量，最大限度地减少果农的经济损失，提高经济效益。目前主要采用人工普查的方法来监控果园的生长健康状况。采用人工普查，劳动强度大，并且耗费财力，普查效率低下，尤其是果园面积很大时。
技术实现思路
本专利技术为了克服上述现有技术所述的至少一种缺陷（不足），提供一种基于无人机定位拍摄的果园监控系统和方法，可以便捷地标记果园中的果实并监控果实的颜色大小，使得监控人员可以及时地对异常的果实或植株进行处理。为实现本专利技术的目的，采用以下技术方案予以实现：一种基于无人机定位拍摄的果园监控系统，包括无人机、果实标记模块、果实监控模块、设置在果园内的参照物，所述无人机设有摄像模块、定位模块；所述摄像模块，用于在无人机飞行时拍摄包含果园内参照物和果实的图像；所述定位模块，用于获取在摄像模块拍摄图像时的无人机位置；所述果实标记模块，用于从定位模块获取无人机位置，并确定摄像模块拍摄的图像上的果实位置，将无人机位置和图像上的果实位置作为果实的标记；所述果实监控模块，用于根据图像上参照物与果实之间的颜色比值获取果实的颜色和/或根据图像上参照物与果实之间的大小比例获取果实的大小。通过定位模块获取的摄像模块拍摄图像时的无人机位置和果实标记模块获取的图像上的果实位置可以唯一地标记果实。通过果实监控模块对参照物与果实进行比对，可以更加准确地获知果实的颜色和/或大小，对果实的健康状况作出准确的评判。当果实监控模块根据比对结果监控到某果实的颜色和/或大小出现异常时，监控人员可以根据该果实的标记，迅速查找到该果实以及该果实所在的植株，使监控人员可以及时地对异常的果实或植株进行处理。进一步地，所述系统还包括去重模块；所述去重模块，用于在摄像模块拍摄的不同图像之间进行图像特征比对，根据比对结果查找图像中重复拍摄的图像部分，将重复拍摄的图像部分中的果实图像部分去掉。在无人机在飞行时拍摄果园内参照物和果实的图像，所拍摄的范围可能存在一定的重叠，为了避免对果实重复标记，可以通过去重模块对拍摄的图像进行图像特征比对，判断是否有重复拍摄的图像部分，去掉该重复拍摄的图像部分中的果实图像部分。进一步地，所述系统还包括存储模块、比对模块；所述存储模块，用于将果实监控模块在不同果实生长期所获取的正常果实的颜色和/或大小进行存储形成历史数据库；所述比对模块，用于从存储模块获取历史数据库中对应的果实生长期的正常果实的颜色和/或大小，将果实监控模块所获取的某果实的颜色与从存储模块获取的正常果实的颜色进行比对，和/或将果实监控模块所获取的某果实的大小与从存储模块获取的正常果实的大小进行比对，根据比对结果确定该果实是否正常。根据实际情况可以将果实的生长周期划分为不同的生长期，例如种子期、成长期、成熟期等，将不同果实生长期内果实监控模块所获取的果实颜色和/或大小存储起来，建立历史数据库，可以方便监控人员调取历史数据库中的数据，比较不同生长期中果实的生长情况，并且监控整个果实的生长周期，从而更及时、更深入地了解果实的健康状况。通过比对模块将当前果实监控模块监控到的果实颜色和/或大小与历史数据库中以前种植该果实时存储的数据进行比对，可以辅助判断果实是否出现异常，提高对果实的健康状况评判的准确性。进一步地，所述定位模块包括GNSS定位系统、IMU定位系统和记录单元；所述GNSS定位系统，用于在摄像模块拍摄图像时测定GNSS定位坐标；所述IMU定位系统，用于在摄像模块拍摄图像时测定IMU定位参数；所述记录单元，用于记录GNSS定位坐标和IMU定位参数作为无人机位置。GNSS定位系统由于其测定误差不会随着时间积累，所以可以长时间提供高精度定位信息，但是卫星信号容易受到干扰，导致GNSS定位系统的定位效果不佳；而IMU定位系统虽然抗干扰能力强，但是测定误差会随着时间积累。采用GNSS定位系统和IMU定位系统相结合的方式获取无人机位置，可以使两种定位系统互补，提高对无人机位置定位的精度和稳定性。采用该无人机位置以及图像上的果实位置对果实进行标记，监控人员可以根据该果实的标记迅速查找到该果实以及该果实所在的植株。进一步地，在参照物的不同方向上设有不同的标识信息，所述定位模块包括位置获取单元、信息读取单元和记录单元；所述位置获取单元，用于确定图像上的参照物位置；所述信息读取单元，用于读取参照物对应方向上所设的标识信息，作为目标标识信息；所述记录单元，用于记录参照物位置和目标标识信息作为无人机位置。不同位置的参照物设置不同的标识信息，信息读取单元读取参照物所设的标识信息就可以知道无人机在拍摄该图像时是在标识信息对应的参照物位置附近；参照物的不同方向上均设置不同的标识信息，信息读取单元读取参照物所设的标识信息还可以知道无人机相对于参照物的方位；再根据位置获取单元获取的参照物在图像上的位置，是可以唯一地标识无人机位置的。是可以对无人机位置进行标记的。采用该无人机位置以及图像上的果实位置对果实进行标记，监控人员可以根据该果实的标记迅速查找到该果实以及该果实所在的植株。一种基于无人机定位拍摄的果园监控方法，包括以下步骤：在果园内设置参照物，在无人机飞行时拍摄包含果园内参照物和果实的图像，获取在拍摄图像时的无人机位置，并确定图像上的果实位置；根据无人机位置和图像上的果实位置对果实进行标记；根据图像上参照物与果实之间的颜色比值获取果实的颜色和/或根据图像上参照物与果实之间的大小比例获取果实的大小。通过拍摄图像时的无人机位置和图像上的果实位置可以唯一地标记果实。通过参照物与果实的比对，可以更加准确地获知果实的颜色和/或大小，对果实的健康状况作出准确的评判。当比对结果为某果实的颜色和/或大小出现异常时，监控人员可以根据该果实的标记，迅速查找到该果实以及该果实所在的植株，使监控人员可以及时地对异常的果实或植株进行处理。进一步地，所述方法还包括以下步骤：不同图像之间进行图像特征比对，根据比对结果查找图像中重复拍摄的图像部分，将该重复拍摄的图像部分中的果实图像部分去掉。在无人机在飞行时拍摄果园内参照物和果实的图像，所拍摄的范围可能存在一定的重叠，为了避免对果实重复标记，可以对拍摄的图像进行图像特征比对，判断是否有重复拍摄的图像部分，去掉该重复拍摄的图像部分中的果实图像部分去掉。当判断有重复拍摄的图像部分时，保留重复拍摄的图像部分中的参照物图像部分，因为重复拍摄的图像部分中的参照物图像部分并不会导致果实重复标记，而且如果去掉参照物图像部分，可能会导致同一个图像上不是重复拍摄的图像部分中的果实无法与参照物对比，也就无法准确地获得颜色比值和/或大小比例。进一步地，所述方法还包括以下步骤：将不同果实生长期所获取的正常果实的颜色和/或大小进行存储形成历史数据库；将当前所获取的某果实的颜色与历史数据库中对应的果实生长期的正常果实的颜色进行比对，和/或将当前所获取的某果实的大小与历史数据库中对应的正常果实生长期的果实的大小进行比对。根据实际情况可以将果实的生长周期划本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于无人机定位拍摄的果园监控系统，其特征在于，包括无人机、果实标记模块、果实监控模块，所述无人机设有摄像模块、定位模块；所述摄像模块，用于在无人机飞行时拍摄包含果园内参照物和果实的图像；所述定位模块，用于获取在摄像模块拍摄图像时的无人机位置；所述果实标记模块，用于从定位模块获取无人机位置，并确定摄像模块拍摄的图像上的果实位置，将无人机位置和图像上的果实位置作为果实的标记；所述果实监控模块，用于根据图像上参照物与果实之间的颜色比值获取果实的颜色和/或根据图像上参照物与果实之间的大小比例获取果实的大小。

【技术特征摘要】
1.一种基于无人机定位拍摄的果园监控系统，其特征在于，包括无人机、果实标记模块、果实监控模块，所述无人机设有摄像模块、定位模块；所述摄像模块，用于在无人机飞行时拍摄包含果园内参照物和果实的图像；所述定位模块，用于获取在摄像模块拍摄图像时的无人机位置；所述果实标记模块，用于从定位模块获取无人机位置，并确定摄像模块拍摄的图像上的果实位置，将无人机位置和图像上的果实位置作为果实的标记；所述果实监控模块，用于根据图像上参照物与果实之间的颜色比值获取果实的颜色和/或根据图像上参照物与果实之间的大小比例获取果实的大小。2.根据权利要求1所述的基于无人机定位拍摄的果园监控系统，其特征在于，还包括去重模块；所述去重模块，用于在摄像模块拍摄的不同图像之间进行图像特征比对，根据比对结果查找图像中重复拍摄的图像部分，将重复拍摄的图像部分中的果实图像部分去掉。3.根据权利要求1所述的基于无人机定位拍摄的果园监控系统，其特征在于，还包括存储模块、比对模块；所述存储模块，用于将果实监控模块在不同果实生长期所获取的正常果实的颜色和/或大小进行存储形成历史数据库；所述比对模块，用于从存储模块获取历史数据库中对应的果实生长期的正常果实的颜色和/或大小，将果实监控模块所获取的某果实的颜色与从存储模块获取的正常果实的颜色进行比对，和/或将果实监控模块所获取的某果实的大小与从存储模块获取的正常果实的大小进行比对，根据比对结果确定该果实是否正常。4.根据权利要求1-3任一项所述的基于无人机定位拍摄的果园监控系统，其特征在于，所述定位模块包括GNSS定位系统、IMU定位系统和记录单元；所述GNSS定位系统，用于在摄像模块拍摄图像时测定GNSS定位坐标；所述IMU定位系统，用于在摄像模块拍摄图像时测定IMU定位参数；所述记录单元，用于记录GNSS定位坐标和IMU定位参数作为无人机位置。5.根据权利要求1-3任一项所述的基于无人机定位拍摄的果园监控系统，其特征在于，在参照物的不同方向上设有不同...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐宇，骆少明，侯超钧，庄家俊，郭琪伟，褚璇，苗爱敏，高升杰，程至尚，朱耀宗，
申请(专利权)人：仲恺农业工程学院，
类型：发明
国别省市：广东,44