[发明专利]一种利用对比参照群落视觉识别山区茶园杂草的方法

说明书

本发明公开一种利用对比参照群落视觉识别山区茶园杂草的方法，包括步骤一、山区茶园彩色图像的获取，步骤二、图像处理并获取参考群落位置，步骤三、彩色图像的灰度转化处理，步骤四、采用阈值分割法对灰度图像进行分割处理并获得分割结果，步骤五、根据分割结果的黑白像素点组成的斑马条纹为依据判断除草作业的实施；本发明利用无人机进行山区茶园杂草识别，判断指导是否需要进行除草作业，极大的降低日常茶园巡视的人力成本，同时采用图像获取时正对作业面的方法选取部分非茶树群落作为参考群落进行山区茶园杂草的识别，大大降低了光照图像判别造成的误差，判别精度更高。

技术领域

本发明涉及山区茶园管理技术领域，尤其涉及一种利用对比参照群落视觉识别山区茶园杂草的方法。

背景技术

杂草识别是精确农业的重要组成部分，山区茶园的杂草识别是实现茶园智慧种植的基础，引入多旋翼无人机拍摄低空近景图像是解决问题的有效方法，一方面可以大幅度提高生产效率，另一方面对人工劳动强度和劳动力的需求大为降低；

在多旋翼无人机拍摄的山区茶园图像中，由于受到山区茶园地形复杂的影响，无人机的拍摄角度无法得到保障，从而受到光照的影响特别明显，在山区茶园中，光照的影响提高了图像分割的难度，从而直接影响了后续杂草识别的精度，无法解决山区茶园巡航中无人机拍摄角度变化所引起的光线变化问题，因此，本发明提出一种利用对比参照群落视觉识别山区茶园杂草的方法以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提出一种利用对比参照群落视觉识别山区茶园杂草的方法，该利用对比参照群落视觉识别山区茶园杂草的方法利用无人机进行山区茶园杂草识别，判断指导是否需要进行除草作业，极大的降低日常茶园巡视的人力成本，同时采用图像获取时正对作业面的方法选取部分非茶树群落作为参考群落进行山区茶园杂草的识别，大大降低了光照图像判别造成的误差，判别精度更高。

为实现本发明的目的，本发明通过以下技术方案实现：一种利用对比参照群落视觉识别山区茶园杂草的方法，包括以下步骤：

步骤一、先根据林权图标记所有参考群落的位置和山区等高线，再利用无人机低空飞行获取山区茶园的彩色图像，并根据获取图像的颜色亮度特征判断无人机获取图像时的太阳光照射角度信息；

步骤二、对获取的图像进行处理，然后根据太阳光照射角度信息，结合地面地理信息确定相应的参考群落位置；

步骤三、利用2G-R-B的特征值对获取的图片进行处理，将山区茶园的彩色图像转化为灰度图像；

步骤四、采用阈值分割法对转化后的灰度图像进行分割，灰度值大于阈值像素点为白色像素点，灰度值小于阈值像素点为黑色像素点，获得对应的分割结果；

步骤五、根据分割结果，以山区茶树所在的图像区域存在由黑白像素点组成的斑马条纹为依据判断除草作业的实施，并标记结果。

进一步改进在于：所述步骤一中无人机获取图像时操控无人机低空飞行并对着相对固定的一个区域获取图像，然后按照此方法将大面积的山区茶园分多次获取，再将多组图片拼接获得山区茶园完整高清晰度的彩色图像。

进一步改进在于：所述步骤二中图像处理和获得参考群落位置的具体操作方法包括

S1、获取图像后以图像的100万像素到150万像素作为横坐标和纵坐标中心点，截取一个50×50像素范围的区域作为中心区域；

S2、在山区茶园地图中读取选取的中心区域位置的海拔，同时在地图上读取东南西北四个方向相邻区域的海拔，再在图像中截取中心区域上下左右四个方向相邻区域的像素；

S3、将选取的相邻区域像素的平均亮度值与中心区域平均亮度值做对比，获取亮度值的差值，以差值最小的相邻区域方向上离中心区域距离最近的参考群落作为该图像分隔的参考群落。