CN105744225A - 一种远程分析农作物生长的方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种远程分析农作物生长的方法,包括如下步骤:控制模块控制图像采集模块对待测农作物指定部位进行拍摄;图像采集模块通过通信传输模块将获得的图像信息传输到数据分析模块;数据分析模块在控制模块控制下,对获取的图像信息进行处理分析,并将获取的图像和数据分析模块的分析结果输出到数据存储模块进行存储;从而控制模块根据所述分析结果确定农作物长势情况。本系统主要应用于农业智能管理领域,涉及的分析方法为定量的数字化分析,能够及时准确地获得待测农作物变化情况,从而进行科学预警及时的农作物生长提示。
Description
技术领域
本发明涉及农业生产领域,尤其是涉及一种远程分析农作物生长的方法和系统。
背景技术
农业属于第一产业,提供支撑国民经济建设与发展的基础产品。农田监测信息是组织和指导农业生产的重要依据,农作物生长发育状况作为农田监测信息的重要内容,亦是农作物产量评估和预报的必要前提,为农作物科学管理提供有力依据。
如何准确分析农作物生长形势成为了亟需解决的问题。我国已经进入农作物生长信息采集自动控制的阶段,然而科学分析采集到的数据并加以应用,成为迈向农业智能化的必经之路。
由于土地资源利用率高、便于大型农业自动化机械生产、生产效率高等优点,大规模集中种植已成为农业发展的主要趋势。然而大规模集中种植涉及的农作物种植面积很大,其播种、施肥、收割均采用机械化设备来进行,若单凭人工巡视,由于经验的差距和人力的有限,很难发现局部区域生长滞后的情况,无法进行及时的补救,从而盲目地推进生产步骤,势必会降低产量,减少经济效益。若是单纯的加大人工巡视力度,这会增加过高的成本。并且农作物的生长并没能得到很好的记录,这很难进行合理的科学研究,影响农业技术的发展。从而我们可以看到有一套远程分析农作物生长情况系统的重要性。
发明内容
为解决上述存在的技术问题,本发明主要提供一种远程分析农作物生长的方法和系统。
本发明提供如下技术方案:
一种远程分析农作物生长的方法,包括如下步骤:
控制模块控制图像采集模块对待测农作物指定部位进行拍摄;图像采集模块通过通信传输模块将获得的图像信息传输到数据分析模块;数据分析模块在控制模块控制下,对获取的图像信息进行处理分析,并将获取的图像和数据分析模块的分析结果输出到数据存储模块进行存储;从而控制模块根据所述分析结果确定农作物长势情况。
进一步说明,所述数据分析模块对所述图像信息进行处理分析的步骤为:
(1)对获取待测农作物指定部位的第一张图像进行分析,初始化相关参数,包括:确定待测农作物指定部位的基本颜色和基本直径,起点指示物和终点指示物的基本颜色和标准尺寸,背景板的基本颜色,确定所述三种基本颜色的色差范围;根据单个起点指示物或终点指示物在图片中所占的像素总数,以及所述起点指示物、终点指示物的标准尺寸来计算出单个像素相对应的实际面积,根据待测农作物指定部位的左端点、右端点和中点的直径来计算出待测农作物的平均直径,从而计算出待测农作物指定部位的相对长度。
待测农作物指定部位、指示物和背景板三者之间的颜色差别要足够大,这样有利于数据分析模块辨别图像内容的准确性。由于摄像设备相对待测农作物指定部位的位置是不变的,所以摄像设备获得的图像中一个像素相对现实的面积是固定的。
(2)对新的图像里的所有像素进行逐行扫描,并对像素进行记录。这为接下来判断待测农作物指定部位、指示物和悲剧板在图像离的位置和大小做数据准备。
(3)通过对连续的像素所组成的色块的位置进行分析,确定指示物在图片中所占的范围,所述范围的最上一行像素为上边界,最下一行像素为下边界,最左一行为左边界,最右一行为右边界,由四条边界围成一个矩形框,以确定左指示物或右指示物的位置和范围,如果在整张图片的同一行中找到多段与左指示物或右指示物颜色相同的连续的像素,就可以判断有多少个指示物。所述的矩形框为指示物的大小范围,从而计算出指示物的位置。
(4)通过确定起点指示物的左边界和上边界以及终点指示物的右边界和下边界来确定的待测农作物指定部位的范围,如果检测到有几段农作物,他们之间的边界有重合,则这几段农作物将被当作同一株农作物。这主要用于确定待测农作物指定部位的完整性,防止只分析到局部从而影响分析结果。
(5)根据待测农作物指定部位的左端点、右端点和中点的直径来计算出待测农作物的平均直径,从而计算出待测农作物指定部位的相对长度。
(6)根据记录的数据分析确定长势情况。
进一步说明,所述指示物由球体和夹子组成,球体固定于夹子上。指示物用于标记待测农作物指定部位的范围,指示物不能影响待测农作物指定部位的生长状况。
进一步说明,所述的背景板的设置方向平行于农作物的生长方向。为了防止背景板影响农作物的生长,从而影响测试结果。
进一步说明,所述通信传输模块的信号传输方式为有线传输或者无线传输。
一种远程分析农作物生长的系统,包括图像采集模块、通信传输模块、数据分析模块、数据存储模块和控制模块,图像采集模块主要使用摄像设备对待测农作物指定部位进行拍摄,通信传输模块用于对获得的图像信息进行传输,数据分析模块用于对获取的图像信息进行处理分析,数据存储模块用于对获取的图像和数据分析模块的分析结果进行存储,控制模块对通信传输模块和数据分析模块的工作流程进行控制。
所述图像采集模块的输出端与通信传输模块的输入端相连接,通信传输模块的输出端与数据分析模块的输入端相连接,通信传输模块的输出端与控制模块的输入端相连接,数据分析模块的输出端与数据存储模块的输入端相连接,数据分析模块的输出端与控制模块的输入端相连接,控制模块的输出端与图像采集模块的输入端相连接,控制模块的输出端与通信传输模块的输入端相连接,控制模块的输出端与数据分析模块的输入端相连接,数据存储模块的输出端与数据分析模块的输入端相连接。
进一步说明,所述通信传输模块为有线通信传输模块或者无线通信传输模块。通信模块可根据实际情况进行选择,只要达到将图像采集模块获得的图像信息传输到数据分析模块即可。
综上所述,本发明的有益效果是:
本发明提供了一种远程分析农作物生长的方法和系统。本系统主要应用于农业智能管理领域,可实现农作物的远程监控和数据分析。本系统涉及的分析方法为定量的数字化分析,能够及时准确地获得待测农作物变化情况,从而进行科学预警及时的农作物生长提示。系统的应用有助于减少人为的疏忽和经验不足而造成的农作物的管理不当,从而促进了农业智能的发展,不仅如此,本系统也可应用于科学研究等领域,具有应用范围广的特定。
附图说明
图1是本发明一种远程分析农作物生长的方法和系统的结构图;
图2是本发明一种远程分析农作物生长的方法和系统的中数据分析模块的图像信息处理流程图;
图3是本发明一种远程分析农作物生长的方法和系统的示意图;
具体实施方式
下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
一种远程分析农作物生长的方法,包括如下步骤:
控制模块控制图像采集模块对待测农作物指定部位进行拍摄;图像采集模块通过通信传输模块将获得的图像信息传输到数据分析模块;数据分析模块在控制模块控制下,对获取的图像信息进行处理分析,并将获取的图像和数据分析模块的分析结果输出到数据存储模块进行存储;从而控制模块根据所述分析结果确定农作物长势情况。
所述指示物由球体和夹子组成,球体固定于夹子上。指示物用于标记待测农作物指定部位的范围,指示物不能影响待测农作物指定部位的生长状况。所述的背景板的设置方向平行于农作物的生长方向。为了防止背景板影响农作物的生长,从而影响测试结果。所述通信传输模块的信号传输方式为有线传输或者无线传输。
一种远程分析农作物生长的系统,如图1所示,包括图像采集模块、通信传输模块、数据分析模块、数据存储模块和控制模块,图像采集模块主要使用摄像设备对待测农作物指定部位进行拍摄,通信传输模块用于对获得的图像信息进行传输,数据分析模块用于对获取的图像信息进行处理分析,数据存储模块用于对获取的图像和数据分析模块的分析结果进行存储,图像信息处理过程如图3所示,控制模块对通信传输模块和数据分析模块的工作流程进行控制。
所述图像采集模块的输出端与通信传输模块的输入端相连接,通信传输模块的输出端与数据分析模块的输入端相连接,通信传输模块的输出端与控制模块的输入端相连接,数据分析模块的输出端与数据存储模块的输入端相连接,数据分析模块的输出端与控制模块的输入端相连接,控制模块的输出端与图像采集模块的输入端相连接,控制模块的输出端与通信传输模块的输入端相连接,控制模块的输出端与数据分析模块的输入端相连接,数据存储模块的输出端与数据分析模块的输入端相连接。
所述通信传输模块为有线通信传输模块或者无线通信传输模块。通信模块可根据实际情况进行选择,只要达到将图像采集模块获得的图像信息传输到数据分析模块即可。
一种远程分析农作物生长的方法和系统分析待测葡萄藤指定部位的生长情况的具体流程如下,示意图如图3所示:
其中的一种远程分析农作物生长的系统中通信传输模块使用的是无线通信传输方式。
首先确定在待测葡萄藤指定部位安装指示物,指示物为粘上乒乓球的夹子,乒乓球有商标的地方为粘贴处,兵乓球为橙色,指示物为两个,一个作为起点指示物,一个作为终点指示物,两个乒乓球的颜色相同,都为白色。夹子的型号为:东方居家A555,颜色为绿色。在夹子夹葡萄藤的部位可安置海绵,防止夹子夹伤葡萄藤从而影响葡萄藤的生长。海绵型号:巨云MS-01。乒乓球的方向都要对着数码相机。固定背景板,背景板为绿色塑料板,背景板与待测葡萄藤指定部位平行。使用高分辨率的数码相机,数码相机的型号为:三星GalaxyCamera系列的EKGC100。EKGC100本身带有3G模块,方便使用现成的手机3G网进行远程无线控制和数据传输。
第一次拍摄待测葡萄藤指定部位,把获得的图像传输到数据分析模块,图像分析模块确定待测葡萄藤指定部位的基本颜色和基本直径,指示物的基本颜色和标准尺寸,背景板的基本颜色,确定所述基本颜色的色差范围,合理的色差范围在10以内。从而计算出一个像素点对应的实际面积的大小。
经过一段时间后,获取第二张图像,数据分析模块对第二张图像进行逐行扫描,从而判断像素颜色是与待测葡萄藤指定部位还是与指示物还是与背景板的颜色相近,计算出农作物指定部位、指示物和悲剧板在图像离的位置和大小,根据待测葡萄藤指定部位的左端点、右端点和中点的来计算出待测葡萄藤的平均直径,从而计算出待测葡萄藤指定部位的相对长度A。
确定了指示物的位置后,从而计算出待测葡萄藤指定部位在图像中所占据的面积,根据待测葡萄藤指定部位的左端点、右端点和中点的来计算出待测葡萄藤的平均直径,从而计算出待测葡萄藤指定部位的相对长度B,就可以确定待测葡萄藤指定部位的生长情况。并把相关数据存储到数据存储模块中。
上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种远程分析农作物生长的方法,其特征在于包括如下步骤:
控制模块控制图像采集模块对待测农作物指定部位进行拍摄;图像采集模块通过通信传输模块将获得的图像信息传输到数据分析模块;数据分析模块在控制模块控制下,对获取的图像信息进行处理分析,并将获取的图像和数据分析模块的分析结果输出到数据存储模块进行存储;从而控制模块根据所述分析结果确定农作物长势情况。
2.根据权利要求1所述一种远程分析农作物生长的方法,其特征在于所述数据分析模块对所述图像信息进行处理分析的步骤为:
(1)对获取待测农作物指定部位的第一张图像进行分析,初始化相关参数,包括:确定待测农作物指定部位的基本颜色和基本直径,起点指示物和终点指示物的基本颜色和标准尺寸,背景板的基本颜色,确定所述三种基本颜色的色差范围;根据单个起点指示物或终点指示物在图片中所占的像素总数,以及所述起点指示物、终点指示物的标准尺寸来计算出单个像素相对应的实际面积,根据待测农作物指定部位的左端点、右端点和中点的直径来计算出待测农作物的平均直径,从而计算出待测农作物指定部位的相对长度;
(2)对新的图像里的所有像素进行逐行扫描,并对像素进行记录;
(3)通过对连续的像素所组成的色块的位置进行分析,确定指示物在图片中所占的范围,所述范围的最上一行像素为上边界,最下一行像素为下边界,最左一行为左边界,最右一行为右边界,由四条边界围成一个矩形框,以确定左指示物或右指示物的位置和范围,如果在整张图片的同一行中找到多段与左指示物或右指示物颜色相同的连续的像素,就可以判断有多少个指示物;
(4)通过确定起点指示物的左边界和上边界以及终点指示物的右边界和下边界来确定的待测农作物指定部位的范围,如果检测到有几段农作物,他们之间的边界有重合,则这几段农作物将被当作同一株农作物;
(5)根据待测农作物指定部位的左端点、右端点和中点的直径来计算出待测农作物的平均直径,从而计算出待测农作物指定部位的相对长度;
(6)根据记录的数据分析确定长势情况。
3.根据权利要求2所述的一种远程分析农作物生长的方法,其特征在于:所述指示物由球体和夹子组成,球体固定于夹子上。
4.根据权利要求2所述的一种远程分析农作物生长的方法,其特征在于:所述的背景板的设置方向平行于农作物的生长方向。
5.根据权利要求1所述的一种农作物生长的远程分析方法,其特征在于:所述通信传输模块的信号传输方式为有线传输或者无线传输。
6.一种远程分析农作物生长的系统,其特征在于:包括图像采集模块、通信传输模块、数据分析模块、数据存储模块和控制模块,所述图像采集模块的输出端与通信传输模块的输入端相连接,通信传输模块的输出端与数据分析模块的输入端相连接,通信传输模块的输出端与控制模块的输入端相连接,数据分析模块的输出端与数据存储模块的输入端相连接,数据分析模块的输出端与控制模块的输入端相连接,控制模块的输出端与图像采集模块的输入端相连接,控制模块的输出端与通信传输模块的输入端相连接,控制模块的输出端与数据分析模块的输入端相连接,数据存储模块的输出端与数据分析模块的输入端相连接。
7.根据权利要求6所述的一种远程分析农作物生长的系统,其特征在于:所述通信传输模块为有线通信传输模块或者无线通信传输模块。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20160706 |