[发明专利]一种基于计算机视觉的皇帝柑健康监测系统

权利要求书

1.一种基于计算机视觉的皇帝柑健康监测系统，其特征在于，包括采集单元、处理单元、识别单元及显示单元；

所述采集单元，用于采集皇帝柑的图像信息和环境信息；

所述处理单元，用于将皇帝柑的图像信息与底库图像信息进行比对，从而得出皇帝柑的生长状态信息；

以及，用于根据所述环境信息得出皇帝柑的环境状态信息；

所述显示单元，用于实时显示皇帝柑的生长状态信息和土壤状态信息。

2.根据权利要求1所述的一种基于计算机视觉的皇帝柑健康监测系统，其特征在于，所述采集单元包括CCD工业相机、PH值传感器和温度传感器，所述环境信息包括皇帝柑生长的土壤PH值和空气温度；所述CCD工业相机用于采集图像信息，所述PH值传感器采集用于采集皇帝柑生长的土壤PH值，所述温度传感器用于采集皇帝柑生长环境的空气温度。

3.根据权利要求1所述的一种基于计算机视觉的皇帝柑健康监测系统，其特征在于，所述处理单元为本地计算机和/或服务器；

所述将皇帝柑的图像信息与底库图像信息进行比对，从而得出皇帝柑的生长状态信息包括：

建立图像底库，所述图像底库包括疾病图像、害虫图像、微量元素缺乏图像；

所述疾病图像包括但不限于绿霉病图像、炭疽病图像、叶片溃疡图像、疮痂病图像、树脂病图像；

所述害虫包括但不限于红蜘蛛图像、蚧壳虫图像、粉虱图像；

所述微量元素缺乏图像包括但不限于缺少氮、磷、钾元素时的植株图像；

对图像信息进行离散时间采样，对所采样后的图像信息进行滤波，去噪，得到处理后的图像；

将处理后的图像与图像底库进行比对，获得皇帝柑的生长状态信息；

所述生长状态信息包括：生长健康、虫害信息、疾病信息、微量元素缺乏信息。

4.根据权利要求3所述的一种基于计算机视觉的皇帝柑健康监测系统，其特征在于，所述虫害信息通过以下步骤识别：

提取处理后的图像中的昆虫图像，采用昆虫形态学分别构建昆虫图像和害虫图像的骨架结构；

将昆虫图像和害虫图像的骨架结构进行比对，匹配与昆虫图像最符合的害虫图像；

对于匹配失败的昆虫图像，则通过局部极值的分水岭算法对昆虫图像进行处理，从而得出昆虫外观的斑点图像；

将昆虫外观的斑点图像与害虫图像进行比对，从而得到与昆虫图像最符合的害虫图像信息；

根据与昆虫图像最符合的害虫图像信息得出虫害信息。

5.根据权利要求3所述的一种基于计算机视觉的皇帝柑健康监测系统，其特征在于，通过以下步骤识别疾病信息：

对处理后的图像进行轮廓识别，从而提取单片叶子的图像；

将单片叶子的图像与疾病图像进行比对，得出与单片叶子的图像最相符合的疾病图像；

根据与单片叶子的图像最相符合的疾病图像得出虫害信息。

6.根据权利要求3所述的一种基于计算机视觉的皇帝柑健康监测系统，其特征在于，所述微量元素缺乏信息通过以下步骤识别：

提取皇帝柑待测叶片图像的颜色信息，取所述颜色信息的平均值作为皇帝柑叶片图像；

将皇帝柑叶片图像与微量元素缺乏图像进行颜色比对，得到与皇帝柑叶片最相符合的微量元素缺乏图像；

对皇帝柑整体植株图像的颜色信息与微量元素缺乏图像进行比对，得到与整体植株图像最匹配的微量元素缺乏图像；

将与皇帝柑叶片最相符合的微量元素缺乏图像，且与整体植株图像最匹配的微量元素缺乏图像作为最相符合的微量元素缺乏图像；

根据最相符合的微量元素缺乏图像得出微量元素缺失信息。

7.根据权利要求3所述的一种基于计算机视觉的皇帝柑健康监测系统，其特征在于，所述根据所述环境信息得出皇帝柑的环境状态信息包括：

通过STM32F103单片机将采集的土壤的PH值和空气温度转化为数字信号，并判断所述土壤的PH值和空气温度是否在设定范围，当所述土壤的PH值和空气温度在设定范围时，则输出皇帝柑的环境状态正常的信息；当所述土壤的PH值和空气温度偏离设定范围时，则输出皇帝柑的环境状态异常的信息。