[发明专利]一种基于图像处理技术的植保无人机航线规划优化方法

说明书

本发明公开了一种基于图像处理技术的植保无人机航线规划优化方法，包括步骤：S1、使用无人机，采集遥感图像以生成田块的正射影像图；S2、将拼好的正射影像图，划分成小尺寸的网格，提取其颜色和纹理特征，送入分类器，确定每个网格的病虫害信息；S3、设定施药阈值，对S2每个网格中，病虫害等级高于该阈值的为施药区域，否则为不施药区域；S4、划分网格，生成航线规划，规划包含多条航带；S5、寻找每条航带首尾需要施药的位置点，形成新的航带；S6、通过S1至S5的实行，能够得出患病虫害的情况，然后生成处方图。本发明可以使植保无人机对患有病虫害水稻的施药提供一条最有的航线规划，提高施药的效率。

技术领域

本发明涉及植保无人机农业应用的技术领域，尤其是指一种基于图像处理技术的植保无人机航线规划优化方法。

背景技术

随着近年来计算机遥感技术不断地发展，逐渐地应用到农业生产中去。无人机遥感技术的覆盖面积广，且效率高，可以同时对于大面积的农作物进行观测。非常适用于大面积农业生产调查，中国拥有18亿亩基本农田，大量的农业需要现代化技术的支持，无人机遥感技术做出了很大的作用。其次，无人机遥感技术通过利用现代技术水平，可以在很大程度上减少人力和物力，而且无人机遥感技术的成本低，在农业生产过程中，利用无人机遥感技术进行喷撒药物，可以减少药物的浪费，有很高的经济适用性。另一方面可以精确地对于农田的情况进行调查，对于农田的准确，施肥施药和灌溉等作出准确的信息监测。

然而，由于国内的植保无人机一般都是使用电池动力，国外多是油动的。电池的续航能力肯定和油动续航没有可比性，国内之所以植保无人机使用电池动力有多方面的原因，首先就是发动机的技术国内确实和国外差距很多，现在很多油动无人机的发动机技术也是在使用的国外的，成本自然就很高，国内一般很难接受,所以当无人机用于农业领域，用于对农作物施药，授粉等等，就必须要考虑到最优效率，因此就需要对无人飞行航线有一个最优的规划，对于没有受病虫害，或者受到的病虫害影响比较小的水稻区域，植保无人机就不进行施药或者施药剂量较少。对于受病虫害较为严重的水稻，植保无人机的施药剂量相应就要多一些。

这样一来既对患有病虫害的水稻可以实现精准施药，治理了水稻的病虫害。又可以减少农药的用量，提高了农药的利用率同时也可以通过设置无人机的最优化航线，也可以有效解决植保无人机对水稻施药因续航能力不足的原因影响施药效率的问题。所以，基于图像处理规划的无人机航线对水稻施药方法有较多的优势。可以解决有效地解决在农业实际生产中遇到的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出了一种基于图像处理技术的植保无人机航线规划优化方法，得出植保无人机对水稻病虫害施药的最佳飞行航线，这条最优的植保无人机飞行航线是基于图像处理技术生成的处方图，提高农药的利用率，降低植保机械作业的功耗，以及减少农药对未患病虫害作物的伤害。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种基于图像处理技术的植保无人机航线规划优化方法，包括以下步骤：

S1、使用遥感无人机，对田块按照某一特定重叠率采集遥感图像，使用拼接技术形成田块的正射影像图；

S2、对在步骤S1拼接而成的正射影像图，划分成小尺寸的网格，对每个网格，提取其颜色和纹理特征，送入分类器，得到每个网格的病虫害等级，分有正常、中度、重度三个等级；其中，将网格的颜色和纹理特征送入分类器之前，需事先采集大量样本标记并训练好分类器；

S3、设立施药的等级阈值，对于步骤S2中每个网格，病虫害等级高于该阈值的作为施药区域，否则为不施药区域；

S4、根据正射影像图的网格划分，基于顺序航带法生成航线规划，将形成的网格按照无人机飞行的直线路径规划出多条飞行航带，在每条航带中能够根据网格确立的病虫害等级的不同决定是否施药，选取该条航带上的第一个与最后一个需要施药的网格，标记为A、B两点位置信息；