[发明专利]基于可见光热红外图像融合的无人机遥感喷药一体化方法及装置

权利要求书

1.一种基于可见光热红外图像融合的无人机遥感喷药一体化方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)设定飞行路线，使无人机按照设定的飞行路线飞行；所述的飞行路线设定为“几”字形；

2)利用搭载在无人机上的可见光相机和热红外相机分别采集农田作物的可见光图像和热红外图像；

3)对可见光图像和热红外图像依次进行配准和融合，并提取出融合图像中的病斑轮廓和颜色特征信息；包括：

3-1)对热红外图像进行二值化处理，利用射线轮廓特征点提取的方法提取热红外图像特征点集A；并对可见光图像进行预处理得到作物的叶片边缘图像I_O；

3-2)待配准的可见光图像I_O和热红外图像I_IR的对应点间满足下式的变换关系：

其中，(x，y)为热红外图像I_IR的像素点坐标；(x₀，y₀)为可见光图像I_O中对应的配准点；s_x，s_y为不同坐标方向上的尺度变换因子；θ为I_O和I_IR之间的旋转变换因子；b_x，b_y为不同坐标方向上的平移变换因子；

改变变换尺度变换因子s_x，s_y，求出变换后的区域中心坐标(x_i，y_i)，根据热红外图像相同的间隔角度提取可见光图像特征点集B；

待配准的可见光图像I_O和热红外图像I_IR的对应点间满足下式的变换关系：

其中，b₀为可见光相机和热红外相机中心点之间的水平距离，为确定值；

3-3)对热红外图像特征点集A和可见光图像特征点集B进行最大最小距离计算，并取前k个求和，得到求和结果最小的变换尺度因子，完成可见光和热红外图像配准；

3-4)对热红外图像I_IR和可见光图像I_O分别进行J级L方向多尺度、多方向NSCT分解，得到两个图像不同尺度、方向上子带图像的NSCT系数，低频子带图像系数记为各级带通子带图像系数记为

3-5)按照低频子带图像系数融合规则和带通子带图像系数融合规则进行系数融合，得到融合图像的低频子带系数和带通子带系数

3-6)对进行NSCT逆变换，得到融合图像I_F；

4)根据融合图像中的病斑轮廓和颜色特征信息建立作物病害种类判别模型；

5)重复步骤1)至3)，根据作物病害种类判别模型对提取出的融合图像进行作物病害种类的判别；

6)根据作物病害种类控制不同药箱的开口阀门，进行喷药。

2.根据权利要求1所述的无人机遥感喷药一体化方法，其特征在于：

步骤2)中所述的可见光相机和热红外相机分别对无人机前方45°的农田作物进行图像采集。

3.根据权利要求1所述的无人机遥感喷药一体化方法，其特征在于：

所述的可见光相机和热红外相机分别对无人机前方45°的农田作物进行图像采集，步骤3)还包括对倾斜拍摄的热红外和可见光图像进行几何校正。

4.一种基于可见光热红外图像融合的无人机遥感喷药一体化装置，用于实现权利要求1～3任一权利要求所述的无人机遥感喷药一体化方法，其特征在于，包括：

无人机主体，底部设有三轴云台；

图像采集系统，包括设置在所述三轴云台上的可见光相机和热红外相机；

喷药系统，包括对称设置在所述无人机主体两侧的药箱以及从所述药箱引出的喷头；

处理器，设置在所述无人机主体中央，且电连接至所述图像采集系统和喷药系统，用于处理农田作物的可见光图像和热红外图像，生成作物病害种类判别模型，同时根据该模型进行作物病害种类的判别，并根据作物病害种类控制不同药箱的开口阀门，进行喷药。

5.根据权利要求4所述的无人机遥感喷药一体化装置，其特征在于：

所述的可见光相机和热红外相机的角度与水平面保持45°。

6.根据权利要求4所述的无人机遥感喷药一体化装置，其特征在于：

所述的喷头为静电离心式喷头。