[发明专利]一种自动定点变焦式茶园生长图像信息采集系统及方法

说明书

本发明公开一种自动定点变焦式茶园生长图像信息采集系统，包括图像采集单元、通信路由单元和采集控制单元，所述图像采集单元部署于茶园内，用于采集茶树生长图像信息；所述通信路由单元用于连接图像采集单元和采集控制单元；所述采集控制单元用于对图像采集单元进行远程控制操作。本发明还提供一种自动定点变焦式茶园生长图像信息采集方法，针对茶园实地应用的大范围、多层次的使用要求，以定焦抓拍为主，在茶田间正常拍摄时，根据需要对目标植株进行不停改变拍摄距离，实现最优图像获取。

技术领域

本发明涉及茶园信息化管理技术，具体为一种自动定点变焦式茶园生长图像信息采集系统及方法。

背景技术

自古以来中国就有饮茶的习惯，茶产业也成为中国农业的传统特色产业。随着生活水平的提高，人们对茶的品质要求日益提升，而高品质的茶叶离不开精细的管理。

茶叶病虫害是影响茶树产量、质量的重要因素之一，及时发现、识别病虫害是减少茶树损失、降低茶叶损失的保障。为了保证茶树的增产增收，茶农需要定期定时巡视茶园，确定茶树生长状况。在茶园巡视过程中，常常伴有蛇、鼠、虫、蚁等动物，危害茶农安全；同时，人力巡视的效率低下，存在着信息更新不及时等问题。

发明内容

为了克服现有技术提及的缺点，本发明提供一种自动定点变焦式茶园生长图像信息采集系统及方法，可快速扫描、抓取目标区域内茶树生长图像，并完成存储、记录等,实现对茶园目标区域内茶树生长状况的快速、自动化图像信息采集。

本发明解决其技术问题所采用技术方案为：一种自动定点变焦式茶园生长图像信息采集系统,包括图像采集单元、通信路由单元和采集控制单元，所述图像采集单元部署于茶园内，用于采集茶树生长图像信息；所述通信路由单元用于连接图像采集单元和采集控制单元；所述采集控制单元用于对图像采集单元进行远程控制操作。

所述图像采集单元包括图像采集部件和设备姿态获取部件。

所述采集控制单元包括注册单元、PTZ云台控制单元、设备姿态矫正单元、图像筛选单元和图像存储单元等。

所述图像采集部件选用云台连接的CCD感光传感器，用于接受图像信息并完成成像。

所述设备姿态获取单元选用GY-25(倾斜度角度)模块获取设备姿态信息，树莓派作为通信路由单元。GY-25模块需要3-5V带电源。模块内部集成MCU和MPU6050，可实现航向角、横滚角和俯仰角的数据采集，角度分辨率可达到0.01°。树莓派型号选择为树莓派3B，烧录有树莓派原生系统Raspbian。树莓派上搭建有Socket通信服务端，通过串口通信获取GY-25模块角度信息，对访问的Socket客户端发送采集的角度信息。

采集控制单元经由通信路由单元连接图像采集单元，通过注册单元提供设别的IP地址、登陆账号、密码等信息完成设备注册；设备姿态矫正单元配置Socket客户端，通过IP地址、监听端口号与所述设备姿态获取单元的树莓派Socket服务端建立通信，获取设备姿态信息，通过算法补偿、矫正完成设备矫正；PTZ云台控制单元提供设备水平、竖直转动信息，通过空间坐标转换、计算出目标对象与设备的相对距离，指导设备变焦操作；图像筛选单元利用边沿检测、图像画质检测算法等对采集的图像进行效果分析确定最优画质，后利用图像存储单元将图片存储至指定目录。

本发明还公开一种自动定点扫描式茶园生长图像信息采集方法，包括下述步骤：

1)图像采集单元部署于茶园内，经由通信路由单元，通过用户名、IP地址、密码等参数，使其与采集控制单元连接；

2)设备姿态获取单元获取设备俯仰、横滚等偏移角度，并将其发送至采集控制单元；

3)根据监测区域需要，设定监测任务，根据图像采集设施云台运行参数，计算其监测距离，据此对监测区域内不同远近图片进行自动变焦获取，实现不同距离下目标的等大采样，并将采集的图片通过网络发送至采集控制单元；