[发明专利]一种基于可见光图像融合值的作物氮素营养检测方法

权利要求书

1.一种基于可见光图像融合值的作物氮素营养检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤A.针对分别对应预设不同氮素营养的各个作物种植区，基于实测作物冠层图像的绿度值和覆盖度值，构建以覆盖度值为变量，绿度值为因变量的临界氮稀释模型；同时，实测获得待测作物的作物叶片氮浓度或SPAD值；

步骤B.实测获得待测作物冠层图像的绿度值和覆盖度值，该绿度值作为待测作物冠层的绿度实测值；并根据该覆盖度值，通过临界氮稀释模型，计算获得绿度值，作为待测作物冠层的绿度计算值；

步骤C.获得待测作物冠层的绿度实测值与绿度计算值的比值，作为待测作物氮营养指数NNI；

步骤D.根据待测作物冠层绿度实测值与作物叶片氮浓度或SPAD值的关系，分情况针对待测作物氮营养指数NNI进行分析，获得待测作物氮营养状况；

其中，由作物冠层图像实测获得绿度值，包括如下步骤：

步骤X01.实测获得作物的作物叶片氮浓度或SPAD值，同时将作物冠层图像更新转换为预设指定颜色空间的作物冠层图像；

步骤X02.提取作物冠层图像中冠层各像素点的颜色基本值，并获得对应各通道颜色的平均值，进而获得各通道颜色平均值相互间的比值；

步骤X03.将作物冠层图像对应预设指定颜色空间各通道颜色平均值相互间的比值，以及作物冠层图像对应RGB颜色空间中各通道颜色的标准化值，构成作物冠层图像的多种颜色特征参数；

步骤X04.针对作物冠层图像的多种颜色特征参数，选择与作物叶片氮浓度或SPAD值呈线性关系的一种颜色特征参数，作为该作物冠层图像的绿度值。

2.根据权利要求1所述一种基于可见光图像融合值的作物氮素营养检测方法，其特征在于，所述步骤A，包括如下步骤：

步骤A01.针对分别对应预设至少4个不同氮素营养水平的作物种植区，按预设第一周期时长，在各个周期采集时刻，分别采集各个作物种植区中作物的冠层图像；

步骤A02.分别针对各周期采集时刻所采集到的各幅冠层图像，实测获得冠层图像中的绿度值和覆盖度值；

步骤A03.分别针对各个周期采集时刻，针对周期采集时刻内所采集各幅冠层图像的覆盖度值进行方差分析，并根据方差分析结果，将彼此覆盖度波动范围处于阈值内的各幅冠层图像划为一组，实现针对周期采集时刻内所采集各幅冠层图像的分组；

步骤A04.分别针对各个周期采集时刻，针对周期采集时刻内最大覆盖度划分所对应的冠层图像分组，选择该冠层图像分组内最小绿度值所对应的冠层图像，并将该冠层图像的绿度值和覆盖度值分别作为该周期采集时刻内临界绿度值和临界覆盖度值；

步骤A05.以临界覆盖度值为变量，临界绿度值为因变量，针对各个周期采集时刻分别所对应的临界绿度值和临界覆盖度值进行拟合，获得临界氮稀释模型。

3.根据权利要求2所述一种基于可见光图像融合值的作物氮素营养检测方法，其特征在于，所述步骤A05中，以临界覆盖度值为变量，临界绿度值为因变量，针对各个周期采集时刻分别所对应的临界绿度值和临界覆盖度值，采用异速生长曲线函数进行拟合，获得临界氮稀释模型。

4.根据权利要求1所述一种基于可见光图像融合值的作物氮素营养检测方法，其特征在于，所述步骤D包括如下步骤：

步骤D01.判断待测作物冠层绿度实测值与作物叶片氮浓度或SPAD值的关系，若待测作物绿度实测值变化与作物叶片氮浓度或SPAD值成正线性相关，则进入步骤D02；若待测作物绿度实测值变化与作物叶片氮浓度或SPAD值成负线性相关，则进入步骤D03；

步骤D02.若NNI>1时，则判断待测作物处于氮素供应过量状态；若NNI＝1时，则判断待测作物处于最佳氮素供应状态；若NNI<1时，则判断待测作物处于氮素亏缺状态；

步骤D03.若NNI<1时，则判断待测作物处于氮素供应过量状态；若NNI＝1时，则判断待测作物处于最佳氮素供应状态；若NNI>1时，则判断待测作物处于氮素亏缺状态。

5.根据权利要求 1所述一种基于可见光图像融合值的作物氮素营养检测方法，其特征在于，所述步骤X01中，将作物冠层图像更新转换为预设指定颜色空间的作物冠层图像，其中，预设指定颜色空间为CIE L^*a^*b^*、LUV、RGB或HSV中的任意一种。