[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

说明书

本发明公开了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及装置，属于农作植保喷药技术领域，包括以下步骤：1)设定飞行路线；2)利用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，并将图像传输给处理器；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；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。将热红外图像与可见光图像融合，可以包含更多的图像信息，提高病害判别的准确性。

技术领域

本发明涉及农作植保喷药技术领域，具体地说，涉及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及装置。

背景技术

世界各国对植保无人机应用程度有所不同，但总的来说，农业航空技术是国家农业生产的重要组成部分，在农业生产中的应用比重不断加大。随着科技的迅速发展，无人机的使用已越来越广，农业相关的基础设施也在不断地改进，喷药无人机采用智能操控使用喷药无人机代替人工传统喷药设备来喷洒农药,大大减少了农业生产对劳动力的需求。小型无人机喷药具有地形适应性好、喷洒效果好、施药效率高、易操作等优点。无人机喷药多数为低量超地量喷洒，且操作人员远离施药区域，减少了农药中毒风险，无人机旋翼产生的向下气流还有助于增加雾流对作物的穿透性。

日本是最早将微小型农用无人机用于农业生产的国家之一。1987年，Yamaha公司受日本农业部委托，生产出第一台农用无人机——20kg级喷药无人机“R-50”，之后日本将无人机直升机广泛应用于大田作物。经过20多年的发展，日本已经从1995年的307架增加到现在的2400多架，操作人员14000多人，成为世界上农用无人机喷药第一大国。

美国是农业航空应用技术最成熟的国家之一，经历了由有人驾驶直升机植保技术向无人机植保技术的发展过程，现已形成较完善的农业航空产业体系。据统计，美国目前农用飞机达9000多架，占世界总拥有量的28％，农业航空对农业的直接贡献率为15％以上。

除日本、美国之外，俄罗斯、韩国等国家也将植保无人机广泛应用于农业。俄罗斯地广人稀，拥有数目庞大的农用飞机作业队伍，数量高达1.1万架，年处理耕地面积约占总耕地面积的35％以上。韩国于2003年首次引进无人直升机用于农业航空作业。其后农用无人机数量以及农业航空作业面积都在逐年增加，韩国的农林水产食品部和农协中央会计划以后每年增加100架。

20世纪50年代，我国开始开展航空施药技术的研究和应用，2004年由科技部863计划、农业部南京农机化所等开始对无人机植保进行研究和推广；2007年我国第一架工程型植保无人直升机的产业化探索；近两年全国范围内的推广试用。

近年来随着民用无人机的发展，植保无人机也开始“飞”入寻常百姓家。根据相关人士称，随着土地流转规模的扩大，我国植保无人机产业存在着千亿元的潜在市场。虽然国内植保无人机发展前景可观，但目前发展仍面临着诸多障碍。

目前的旋翼无人机空中喷药通常由人工操作，不够智能化，无法针对田块不同区域的病害情况进行精细化的变量喷药，造成药液浪费，影响喷药的效果。

发明内容

本发明的目的为提供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，将热红外图像与可见光图像融合，可以包含更多的图像信息，提高病害判别的准确性，发挥多源信息融合的优势。

本发明的另一目的为提供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，该系统可用于实现上述无人机遥感喷药方法。

为了实现上述目的，本发明提供的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；