[发明专利]一种空地一体植物自动检测系统及方法

说明书

本发明公开了一种空地一体植物自动检测系统及方法，包括：前端采集模块，用于气象因子、环境因子、中药材图像的采集；无人机采集模块，用于可见光图像采集及多光谱遥感图像的采集；极轨卫星遥感模块，用于区域图像信息采集及高光谱植被遥感影像的采集；后端处理模块，通过对前端采集模块的气象因子、环境因子及图像的历史存储、指令控制和实时显示以及综合分析，评价当前环境与中药材生长发育是否相适应，并对相应状况进行报警，以及预测产量。本发明的方法简单，操作方便，数据准确。

技术领域

本发明属于植物检测技术领域，尤其涉及一种空地一体植物自动检测系统及方法。

背景技术

植被是陆地生态系统最重要的组成部分，在维护生态系统平衡、涵养水源、保持水土等方面具有重大作用。现有自动气象要素观测站用于对大气温度、相对湿度、风向、风速、雨量、气压、太阳辐射、土壤温度、土壤湿度、能见度等众多气象要素进行全天候现场地面监测。传统植物检测方案通过人工依托自动站观测数据用于估测植物生长量，需要以大量实地调查数据为基础，耗费大量的人力和物力，未能实现自动化观测。传统植物检测方案不能达到实现大面积种植区域的生长监测和生产量估计的目的，种植区域限制在3～5亩地。由于处于人工观测“点对点”阶段，即一台设备只能覆盖很小的一部分区域，观测站采集的气象因子、环境因子及图像不能实现存储、指令控制和实时显示以及综合分析，无法及时评价当前环境与植被生长发育是否相适应，并及时对相应突发状况(例如病虫害、病变等)进行报警，导致损失无法估量，以及无法做出产量预测，即所能达到的时效性和空间尺度有限。

综上所述，现有技术方案大部分集中在地面观测部分，无法实现空地一体的综合植物检测效果，尤其是在图像采集部分，沿用传统监控模式，导致大量图像数据无法正常传送到服务器端进行分析处理。

发明内容

本发明的目的在于提供一种空地一体植物自动检测系统及方法，旨在解决传统植物检测未能实现智能化(包括自动化、实时化等)、覆盖面积小、工作量大的问题。

本发明是这样实现的，一种空地一体植物自动检测系统，包括前端采集模块、无人机采集模块、极轨卫星遥感模块和后端处理模块。所述空地一体植物自动检测系统包括：

前端采集模块，主要用于气象因子、环境因子、中药材图像的采集，包括图像采集模块和气象环境传感器模块，分别采用HDMI数据线和RS232或RS485跟采集端控制芯片进行链路连接。图像采集模块有两套，每套图像采集模块包括工业相机、C口镜头、相机防护罩、机箱、支架、太阳能充电电池板、蓄电池；气象环境传感器模块包括空气温度传感器、湿度传感器、日照传感器、雨量传感器、网络传输设备、土壤墒情传感器、土壤氮磷钾浓度传感器等，其中土壤墒情传感器、土壤氮磷钾浓度传感器等埋入土壤中。空气温度传感器、湿度传感器、日照传感器、雨量传感器模块通过信号调理电路直接与MCU(微型控制器单元)，MCU通过RS-232/485方式将观测信息传输至串口服务器与以太网接口连接进行数据交换。土壤墒情传感器、土壤氮磷钾浓度传感器直接通过信号调理电路和串口网络服务器与以太网接口连接进行数据交换。工业相机通过CameraLink接口与DSP相连，相机采集到的数据通过DSP上的EDMA传送到片外的SDRAM，通过RJ45接口将观测信息传输至串口服务器与以太网接口连接进行数据交换，串口服务器将RS-232/485传输模式转换到以太网传输模式，再通过光电转换器实现电信号和光信号的相互转换，最终实现所有观测设备通过光纤实现终端计算机的数据传输。

无人机采集模块，主要通过2.4G频段跟控制器通信，采用厂家提供的图像数据传输硬件实现高清图像数据的传输，用于可见光图像采集及多光谱遥感图像的采集；