CN111047458A - 一种农田监控方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种农田监控方法,具体包括:当其中至少一个区域的红外感应装置监测到目标后,启动该区域的摄像装置进行多个图像的采集,随后,根据发送采集图像的摄像装置的情况判断是否为静止物体,并根据判断结果确定后续处理内容;对至少一个图像进行预处理后,与该区域预先存储图像进行比较,判断是否出现移动物体,同时,对多个图像进行运动估计,判断该移动物体的可能类型;还可以对于该目标在农田期间,每一个区域感应的结果来获取该移动物体的行进路线。本发明还涉及一种实现上述农田监控方法的系统,可以进行全天候各个区域或者角度的监控,也可以对目标的大致类型和行进路线进行分析,从而可以及时做出应对,避免农作物的损失。

Description

一种农田监控方法
技术领域
本发明涉及智能农业领域,特别是涉及一种农田监控方法。
背景技术
农作物的生长、发育以及产量的高低,均受田间环境因素的影响和制约,环境因素包括空气温湿度、土壤温湿度、风速、风向、降雨量和光照度等,合理调节这些因素,可以有效地增加农作物的产量或减少自然灾害对作物的影响,对环境因素数据进行实时、准确地采集是实践精准农业和农田现代化管理的重要基础,但是由于农田环境信息具有多样性、多变性和分散性的特点,而且对它的釆集大多数是在广域空间内进行,这些都给农田环境信息的快速获取带来了困难。
为了便于人们了解农田的作物生长状态与环境变化情况、以便实施人工调控和管理决策,需要对农田作物与环境的进行监测。传统方法中,大部分是依靠人工及定点自动监测设备,人工必须要亲自现场进行监测,时间成本、人工成本较高,而且精确度也较差,很难满足现代精细农业的要求,而定点自动监测设备,占用有效的耕种面积,立于田间影响农机设备工作,因观测专业需求布点密集从而提高综合生产成本,而降低单点设备成本会导致数据丧失权威性。
对于农田中大面积农作物的值守时,由于光线或者特殊天气下的模糊问题,甚至是人工值守带来的人员浪费等问题,使得农作物遭受动物咬食或者人为盗窃后,造成一定经济损失。
发明内容
这个部分提供了本公开的一般概要,而不是其全部范围或其全部特征的全面披露。
本公开的目的在于提供一种农田监控方法,具体包括:
(1)、在农田的多个区域布置摄像装置,使得摄像装置可以覆盖农田的各个角落,同时在摄像装置周围设置红外感应装置;
(2)、预先采集各个区域的图像,并发送到控制终端中存储;
(3)、当其中至少一个区域的红外感应装置监测到目标后,启动该区域的摄像装置进行多个图像的采集,随后,根据发送采集图像的摄像装置的情况判断是否为静止物体,并根据判断结果确定后续处理内容;
(4)、对至少一个图像进行预处理后,与该区域预先存储图像进行比较,判断是否出现移动物体,同时,对多个图像进行运动估计,判断该移动物体的可能类型;
(5)、对于该目标在农田期间,每一个区域感应的结果来获取该移动物体的行进路线,同时,根据接收多个图像时的系统时间计算得到的移动物体的停留时间,生成目标监测数据,并进行发送和预警。
进一步地,所述图像采集具体为:根据光照和温度选择多个时间段进行农田正常状态的图像采集。
进一步地,所述步骤(3)具体为:如果该移动物体没有离开当前区域,即在一定时间内,由于存在其他红外感应装置没有监测到目标,但是有2个摄像装置同时采集到移动物体的情况,所以在仅有1-2个固定区域的摄像装置向控制终端发送图像时,仅进行后续的图像处理和目标判断,而不进行运动估计和行进路线的获取;如果该移动物体离开当前区域,而进入其他区域,即其他区域的红外感应装置监测到目标后,开启摄像装置进行当前区域图像采集,并将采集的图像发送到控制终端,则进行后续图像处理、目标判断、运动估计和行进路线获取;另外,如果该移动物体离开当前区域,而没有进入其他区域,即在较短时间后的一定时间内,如5-10秒后的30秒内,没有任何区域的摄像装置向控制终端发送图像,则认为当前区域暂时处于正常状态。
进一步地,所述步骤(4)具体为:将接收到的至少一个图像与获取的参考图像进行对比,确定移动物体的图像区域,并计算得到该移动物体尺寸范围,再根据该尺寸范围判断是否存在移动物体。
进一步地,所述步骤(4)还包括:按照图像获取的时间顺序依次得到处理后的移动物体图像,并通过上述多个移动物体图像进行移动物体运动估计,得到运动估计结果,随后,根据运动估计结果和所述尺寸范围确定该移动物体的类型。
进一步地,所述步骤(5)包括:将同一区域的多组图像,按照接收时的时间标签的前后顺序进行排列,并根据上述时间标签计算得到移动物体在该区域内的停留时间。
进一步地,所述步骤(5)还包括:在判断农田内一个或者多个区域存在移动物体后,根据移动物体的行进路线和停留时间,生成目标监测数据,并进行对应的预警控制或者发送到远程用户终端。
本发明还提供一种农田监控系统,该系统包括摄像装置、控制终端、红外感应装置和远程用户终端,并且可以实现上述农田监控方法。
有益效果:可以进行全天候各个区域或者角度的监控,也可以对目标的大致类型和行进路线进行分析,从而可以及时做出应对,避免农作物的损失。
从在此提供的描述中,进一步的适用性区域将会变得明显。这个概要中的描述和特定例子只是为了示意的目的,而不旨在限制本公开的范围。
附图说明
在此描述的附图只是为了所选实施例的示意的目的而非全部可能的实施,并且不旨在限制本公开的范围。在附图中:
图1是农田监控方法流程图;
图2是农田监控系统示意图。
虽然本公开容易经受各种修改和替换形式,但是其特定实施例已作为例子在附图中示出,并且在此详细描述。然而应当理解的是,在此对特定实施例的描述并不打算将本公开限制到公开的具体形式,而是相反地,本公开目的是要覆盖落在本公开的精神和范围之内的所有修改、等效和替换。要注意的是,贯穿几个附图,相应的标号指示相应的部件。
具体实施方式
现在参考附图来更加充分地描述本公开的例子。以下描述实质上只是示例性的,而不旨在限制本公开、应用或用途。
提供了示例实施例,以便本公开将会变得详尽,并且将会向本领域技术人员充分地传达其范围。阐述了众多的特定细节如特定部件、装置和方法的例子,以提供对本公开的实施例的详尽理解。对于本领域技术人员而言,不需要使用特定的细节,示例实施例可以用许多不同的形式来实施,它们都不应当被解释为限制本公开的范围。在某些示例实施例中,没有详细地描述众所周知的过程、众所周知的结构和众所周知的技术。
下面将对本公开内容所提出的技术问题进行详细说明。需要注意的,该技术问题仅是示例性的,目的不在于限制本发明的应用。
本发明提供一种农田监控方法,如图1所示,具体包括:
1、在农田的多个区域布置摄像装置,使得摄像装置可以覆盖农田的各个角落,同时在摄像装置周围设置红外感应装置。
所述多个区域布置是指首先农田的各个边界按照一定间隔放置多个摄像装置,保证每一个边界全部都可以被拍摄,同时摄像装置也可以拍摄边界周边的部分农田区域。其次,根据农田的面积,在农田中多个特定位置放置多个摄像装置,每一个摄像装置拍摄一定区域的农田环境图像,保证农田内部都可以被拍摄。最后,在每一个摄像装置所在位置安装一个红外感应装置,来保证在摄像装置拍摄的边界部分或者农田区域中,有外部物体进入时,可以及时发现,并通知摄像装置进行图像采集。
2、预先采集各个区域的图像,并发送到控制终端中存储。
由于光照和温度的变化,农田作物或者环境会有明显的变化,所以根据光照和温度选择多个时间段进行农田正常状态的图像采集。例如:从0点开始,每隔4个小时进行一次各个区域的图像采集,共得到6组农田正常状态图像。每一组图像采集后,将该组图像发送到控制终端中存储为该时段农田参考图像,如0点拍摄的图像,标记为0-4点时间段农田参考图像。
3、当其中至少一个区域的红外感应装置监测到目标后,启动该区域的摄像装置进行多个图像的采集,随后,根据发送采集图像的摄像装置的情况判断是否为静止物体,并根据判断结果确定后续处理内容。
当移动物体穿过某一边界时,该边界区域的红外感应装置监测到目标后,立即开启摄像装置进行该区域图像采集,并将采集的图像发送到控制终端。通常在红外感应装置监测到目标离开该区域前,摄像装置采集1张或者多张图像。
随后,如果该移动物体没有离开当前区域,即在一定时间内,由于存在其他红外感应装置没有监测到目标,但是有2个摄像装置同时采集到移动物体的情况,所以在仅有1-2个固定区域的摄像装置向控制终端发送图像时,仅进行后续的图像处理和目标判断,而不进行运动估计和行进路线的获取;如果该移动物体离开当前区域,而进入其他区域,即其他区域的红外感应装置监测到目标后,开启摄像装置进行当前区域图像采集,并将采集的图像发送到控制终端,则进行后续图像处理、目标判断、运动估计和行进路线获取;另外,如果该移动物体离开当前区域,而没有进入其他区域,即在较短时间后的一定时间内,如5-10秒后的30秒内,没有任何区域的摄像装置向控制终端发送图像,则认为当前区域暂时处于正常状态。
4、对至少一个图像进行预处理后,与该区域预先存储图像进行比较,判断是否出现移动物体,同时,对多个图像进行运动估计,判断该移动物体的可能类型。
接收到当前区域摄像装置发送的至少一个图像后,进行常规的预处理后,根据当前时间获取预先存储的该区域对应的图像。该对应的图像为当前时间所属时间段标记对应的参考图像。
随后,将接收到的至少一个图像与获取的参考图像进行对比,确定移动物体的图像区域,并计算得到该移动物体尺寸范围,再根据该尺寸范围判断是否存在移动物体。具体来说,将每一个接收到的图像与参考图像进行基于二值化或者彩色图像的差值运算,将结果进行滤波后,计算多个差值图像的平均图像,再根据该平均图像中的主要目标区域,通过像素计算得到该移动目标的尺寸范围,如果该尺寸范围大于一定阈值,则认为该区域出现移动物体。上述平均图像作为移动物体图像。
同时,按照图像获取的时间顺序依次得到处理后的移动物体图像,并通过上述多个移动物体图像进行移动物体运动估计,得到运动估计结果,随后,根据运动估计结果和上述尺寸范围确定该移动物体的类型,如移动速度较快且面积较小的小型动物、或者移动速度适中且面积较大的人等。
5、对于该目标在农田期间,每一个区域感应的结果来获取该移动物体的行进路线,同时,根据接收多个图像时的系统时间计算得到的移动物体的停留时间,生成目标监测数据,并进行发送和预警。
每一个区域中在短时间采集的多个图像,如1-2秒内连续拍摄的多个图像,并实时接收该多个图像作为一组图像,同时记录接收时的系统时间作为该组图像的时间标签,并将区域标识作为该组图像的区域标签。随后,将不同区域的多组图像,按照接收时的时间标签的前后顺序进行排列,并按照上述排列顺序中的时间标签得到对应的区域标签,从而得到该移动物体的在各个区域内的行进路线。
同时,还可以将同一区域的多组图像,按照接收时的时间标签的前后顺序进行排列,并根据上述时间标签计算得到移动物体在该区域内的停留时间。
最后,在判断农田内一个或者多个区域存在移动物体后,根据移动物体的行进路线和停留时间,生成目标监测数据,并进行对应的预警控制或者发送到远程用户终端。上述预警控制可以为控制农田灯光开启、控制农田内警示声音播放等,而上述远程用户终端可以是用户手机、电脑等通信设备。
本发明还提供一种农田监控系统,如图2所示,包括摄像装置、控制终端、红外感应装置和远程用户终端。
其中,
所述摄像装置设置在农田的多个区域,使得摄像装置可以覆盖农田的各个角落。
所述红外感应装置设置在摄像装置周围。
所述多个区域布置是指首先农田的各个边界按照一定间隔放置多个摄像装置,保证每一个边界全部都可以被拍摄,同时摄像装置也可以拍摄边界周边的部分农田区域。其次,根据农田的面积,在农田中多个特定位置放置多个摄像装置,每一个摄像装置拍摄一定区域的农田环境图像,保证农田内部都可以被拍摄。最后,在每一个摄像装置所在位置安装一个红外感应装置,来保证在摄像装置拍摄的边界部分或者农田区域中。
有外部物体进入时,所述红外感应装置可以及时发现,并通知摄像装置进行图像采集。
所述摄像装置预先采集各个区域的图像,并发送到控制终端中存储。
由于光照和温度的变化,农田作物或者环境会有明显的变化,所述摄像装置根据光照和温度选择多个时间段进行农田正常状态的图像采集。例如:从0点开始,每隔4个小时进行一次各个区域的图像采集,共得到6组农田正常状态图像。每一个组图像采集后,将该组图像发送到控制终端中存储为该时段农田参考图像,如0点拍摄的图像,标记为0-4点时间段农田参考图像。
所述控制终端在至少一个区域的红外感应装置监测到目标后,启动该区域的摄像装置进行多个图像的采集,随后,根据发送采集图像的摄像装置的情况判断是否为静止物体,并根据判断结果确定后续处理内容。
当移动物体穿过某一边界时,该边界区域的红外感应装置监测到目标后,通知所述控制终端。
所述控制终端立即开启摄像装置进行该区域图像采集,并将采集的图像发送到控制终端。通常在红外感应装置监测到目标离开该区域前,摄像装置采集1张或者多张图像。
所述控制终端在移动物体没有离开当前区域,即在一定时间内,由于存在其他红外感应装置没有监测到目标,但是有2个摄像装置同时采集到移动物体的情况,所以在仅有1-2个固定区域的摄像装置向控制终端发送图像时,仅进行后续的图像处理和目标判断,而不进行运动估计和行进路线的获取。
所述控制终端在移动物体离开当前区域,而进入其他区域,即其他区域的红外感应装置监测到目标后,开启摄像装置进行当前区域图像采集,并将采集的图像发送到控制终端,则进行后续图像处理、目标判断、运动估计和行进路线获取。
另外,所述控制终端在移动物体离开当前区域,而没有进入其他区域,即在较短时间后的一定时间内,如5-10秒后的30秒内,没有任何区域的摄像装置向控制终端发送图像时,则认为当前区域暂时处于正常状态。
所述控制终端对至少一个图像进行预处理后,与该区域预先存储图像进行比较,判断是否出现移动物体,同时,所述控制终端对多个图像进行运动估计,判断该移动物体的可能类型。
所述控制终端接收到当前区域摄像装置发送的至少一个图像后,进行常规的预处理后,根据当前时间获取预先存储的该区域对应的图像。该对应的图像为当前时间所属时间段标记对应的参考图像。
随后,所述控制终端将接收到的至少一个图像与获取的参考图像进行对比,确定移动物体的图像区域,并计算得到该移动物体尺寸范围,再根据该尺寸范围判断是否存在移动物体。
具体来说,所述控制终端将每一个接收到的图像与参考图像进行基于二值化或者彩色图像的差值运算,将结果进行滤波后,计算多个差值图像的平均图像,再根据该平均图像中的主要目标区域,通过像素计算得到该移动目标的尺寸范围,如果该尺寸范围大于一定阈值,则认为该区域出现移动物体。上述平均图像作为移动物体图像。
同时,所述控制终端按照图像获取的时间顺序依次得到处理后的移动物体图像,并通过上述多个移动物体图像进行移动物体运动估计,得到运动估计结果,随后,所述控制终端根据运动估计结果和上述尺寸范围确定该移动物体的类型,如移动速度较快且面积较小的小型动物、或者移动速度适中且面积较大的人等。
所述控制终端对于该目标在农田期间,每一个区域感应的结果来获取该移动物体的行进路线,同时,根据接收多个图像时的系统时间计算得到的移动物体的停留时间,生成目标监测数据,并进行发送和预警。
所述摄像设备在每一个区域中短时间采集多个图像,如1-2秒内连续拍摄的多个图像。
所述控制设备实时接收该多个图像作为一组图像,同时记录接收时的系统时间作为该组图像的时间标签,并将区域标识作为该组图像的区域标签。随后,将不同区域的多组图像,按照接收时的时间标签的前后顺序进行排列,并按照上述排列顺序中的时间标签得到对应的区域标签,从而得到该移动物体的在各个区域内的行进路线。
所述控制设备还可以将同一区域的多组图像,按照接收时的时间标签的前后顺序进行排列,并根据上述时间标签计算得到移动物体在该区域内的停留时间。
所述控制设备判断农田内一个或者多个区域存在移动物体后,根据移动物体的行进路线和停留时间,生成目标监测数据,并进行对应的预警控制或者发送到远程用户终端。
上述预警控制可以为控制农田灯光开启、控制农田内警示声音播放等,而上述远程用户终端可以是用户手机、电脑等通信设备。
以上参照附图描述了本公开的优选实施例,但是本公开当然不限于以上示例。本领域技术人员可在所附权利要求的范围内得到各种变更和修改,并且应理解这些变更和修改自然将落入本公开的技术范围内。
例如,在以上实施例中包括在一个单元中的多个功能可以由分开的装置来实现。替选地,在以上实施例中由多个单元实现的多个功能可分别由分开的装置来实现。另外,以上功能之一可由多个单元来实现。无需说,这样的配置包括在本公开的技术范围内。
在该说明书中,流程图中所描述的步骤不仅包括以所述顺序按时间序列执行的处理,而且包括并行地或单独地而不是必须按时间序列执行的处理。此外,甚至在按时间序列处理的步骤中,无需说,也可以适当地改变该顺序。
以上虽然结合附图详细描述了本公开的实施例,但是应当明白,上面所描述的实施方式只是用于说明本公开,而并不构成对本公开的限制。对于本领域的技术人员来说,可以对上述实施方式作出各种修改和变更而没有背离本公开的实质和范围。因此,本公开的范围仅由所附的权利要求及其等效含义来限定。

Claims (8)

1.一种农田监控方法,具体包括:
(1)、在农田的多个区域布置摄像装置,使得摄像装置可以覆盖农田的各个角落,同时在摄像装置周围设置红外感应装置;
(2)、预先采集各个区域的图像,并发送到控制终端中存储;
(3)、当其中至少一个区域的红外感应装置监测到目标后,启动该区域的摄像装置进行多个图像的采集,并根据发送采集图像的摄像装置的情况判断是否为静止物体,并根据判断结果确定后续处理内容;
(4)、对至少一个图像进行预处理后,与该区域预先存储图像进行比较,判断是否出现移动物体,同时,对多个图像进行运动估计,判断该移动物体的可能类型;
(5)、对于该目标在农田期间,每一个区域感应的结果来获取该移动物体的行进路线,同时,根据接收多个图像时的系统时间计算得到的移动物体的停留时间,生成目标监测数据,并进行发送和预警。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述图像采集具体为根据光照和温度选择多个时间段进行农田正常状态的图像采集。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(3)具体为:
如果该移动物体没有离开当前区域,即在一定时间内,由于存在其他红外感应装置没有监测到目标,但是有2个摄像装置同时采集到移动物体的情况,所以在仅有1-2个固定区域的摄像装置向控制终端发送图像时,仅进行后续的图像处理和目标判断;
如果该移动物体离开当前区域,而进入其他区域,即其他区域的红外感应装置监测到目标后,开启摄像装置进行当前区域图像采集,并将采集的图像发送到控制终端,则进行后续图像处理、目标判断、运动估计和行进路线获取。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(4)具体为:将接收到的至少一个图像与获取的参考图像进行对比,确定移动物体的图像区域,并计算得到该移动物体尺寸范围,再根据该尺寸范围判断是否存在移动物体。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述步骤(4)还包括:按照图像获取的时间顺序依次得到处理后的移动物体图像,并通过上述多个移动物体图像进行移动物体运动估计,得到运动估计结果,随后,根据运动估计结果和所述尺寸范围确定该移动物体的类型。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(5)包括:将同一区域的多组图像,按照接收时的时间标签的前后顺序进行排列,并根据上述时间标签计算得到移动物体在该区域内的停留时间。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(5)还包括:在判断农田内一个或者多个区域存在移动物体后,根据移动物体的行进路线和停留时间,生成目标监测数据,并进行对应的预警控制或者发送到远程用户终端。
8.一种农田监控系统,该系统包括摄像装置、控制终端、红外感应装置和远程用户终端;并且上述系统实现如权利要求1-7任一项所述的方法。
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