[发明专利]一种基于图像采集的无人机航迹规划土壤湿度监测方法、系统及可读存储介质

说明书

本发明涉及一种基于图像采集的无人机航迹规划土壤湿度监测方法、系统及可读存储介质，包括：建立目标区域观测点，生成采集方式，根据采集方式生成无人机编队，得到编队信息；获取无人机初始状态信息，生成无人机位置信息；接收控制指令，生成无人机飞行方式，根据无人机飞行方式进行编队集结，并生成航行约束条件；根据航行约束条件，建立调度信息，生成无人机基准航迹；采集目标区域遥感图像，建立土壤湿度预测模型，提取遥感图像灰度值，获取土壤介电特性；根据土壤介电特性分析土壤含水量，得到第一湿度信息；倍增比例尺度，再次获得目标区域遥感图像，得到第二湿度信息。

技术领域

本发明涉及一种土壤湿度监测方法，尤其涉及一种基于图像采集的无人机航迹规划土壤湿度监测方法、系统及可读存储介质。

背景技术

土壤湿度是气候、水文、生态和农业等方面研究的一个重要的基础参数,它直接控制着陆面和大气之间水、热量的输送和平衡。土壤湿度的变化会引起土壤热学特性、地表光学特性的改变,从而影响气候的变化。区域性和大尺度的陆地土壤湿度变化信息对于陆气交互作用平衡和陆面水文研究、改善区域及全球气候模式预报结果、水涝和干早的监测、农作物生长态势评估、自然和生态环境问题的研究等都是十分关键的因素。因而,研究区域或大范围的土壤水分有着特别重要的意义,传统的地面观测站网络不能满足大尺度土壤水分的时间、空间连续动态变化研究的需要。而现在广泛应用的微波测量方式虽然穿透力强,也存在设备过于沉重、短波范围内电测波信号受大气干扰比较大、波段难以控制等缺点,限制了其在农业自动化方面的发展。目前也有很多用可见光近红外热红外等光学遥感手段来获取土壤湿度时空分布信息,采用光学遥感具有体积小、成像简单、周期短、费用低等优点,利于将来的农业普及。但是这种手段在目前的应用中大多依靠高空飞行器负载,因为光学遥感的波段无法穿透云层,所以在实际应用中受到了限制。而无人机的出现解决了这些问题。

为了能够对土壤湿度监测实现精准的控制，需要开发一款与其相匹配的系统进行控制，建立目标区域观测点，生成采集方式，根据采集方式生成无人机编队，根据航行约束条件，建立调度信息，对无人机进行智能调度，实现无人机的配合联拍，建立土壤湿度预测模型，提取土壤图像灰度值，得到土壤介电特性；根据土壤介电特性分析土壤含水量，但是在进行控制过程中，如何实现精准控制的同时，实现土壤湿度的智能监测都是亟不可待要解决的问题。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供一种基于图像采集的无人机航迹规划土壤湿度监测方法、系统及可读存储介质。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种基于图像采集的无人机航迹规划土壤湿度监测方法，包括：

建立目标区域观测点，生成采集方式，根据采集方式生成无人机编队，得到编队信息；

获取无人机初始状态信息，生成无人机位置信息；

接收控制指令，生成无人机飞行方式，根据无人机飞行方式进行编队集结，并生成航行约束条件；

根据航行约束条件，建立调度信息，生成无人机基准航迹；

采集目标区域遥感图像，对遥感图像进行预处理，得到土壤图像信息；

建立土壤湿度预测模型，提取遥感图像灰度值，获取土壤介电特性；

根据土壤介电特性分析土壤含水量，得到第一湿度信息；

倍增比例尺度，再次获得目标区域遥感图像，并进行土壤含水量分析，得到第二湿度信息；

将第一湿度信息与第二湿度信息进行比较，得到偏差率；

判断所述偏差率是否大于预设偏差率阈值；

若大于，则生成修正信息，对无人机飞行方式进行修正。

本发明一个较佳实施例中，获取无人机初始状态信息，生成无人机位置信息；