[发明专利]一种对农业集约化生产进行监控的系统及方法

摘要

本发明提供一种对农业集约化生产进行监控的系统及方法，该系统包括设置在生产现场的信息采集处理系统，该信息采集处理系统通过传输网络连接有云计算中心；所述方法的实现步骤为ARM开发板用于操控控制节点或将视频采集装置的视频信息提取视频特征值，传输到云计算中心中，云计算中心对视频图像进行分析后，控制ARM开发板完成农业调整。该一种对农业集约化生产进行监控的系统及方法和现有技术相比，通过计算机视觉技术对农业视频图像进行分析，根据动植物生长模型，对生产进行自动调控；通过基于嵌入式开发板的图像处理，实现对农业生产现场采集视频的特征提取，克服了大规模视频传输数据量大造成的网络拥堵、耗费大的问题。

主权项

一种对农业集约化生产进行监控的方法，其特征在于其具体实现过程为：一、农业企业在生产现场布置视频采集装置，获取生产现场视频信息，该视频信息传送给同样在现场的定制ARM开发板；该步骤一中还包括：布置在生产现场的外接传感器采集到生产现场环境信息，该环境信息发送到同样在现场的ARM开发板；二、ARM开发板对采集到的视频信息做初步分析，进行特征提取后并通过传输网络传输到远程的云计算中心；该ARM开发板的视频特征提取，是以视频帧为单位的图像处理，具体如下：1）对图像做直方图均衡化，使图像在灰度级上分布均匀；2）对图像做边缘检测，得到标定线的图像长度，与标定线的实际长度对比，获得像素长度与实际长度的比例尺；3）对图像做阈值分割，利用OpenCV中的函数库计算动植物的相关参数，根据标定线估算生产现场植物或动物的长度和质量；其中在生产准备阶段，对阈值分割后的植物或动物图案建立训练集，发送到云计算中心，通过SVM方法训练得到识别模型；4）经过ARM开发板图像处理得到视频帧的特征信息，封装成数据结构为0‑1字符串的信息，并与传感器信息以时间线为基准进行信息融合后，发送给云计算中心，每个字符串代表一帧数据；步骤二还包括：ARM开发板对经步骤一采集的环境信息做初步分析，得到部分反馈信息后，直接进入步骤四；三、云计算中心对至少一处农业企业的至少一路视频进行特征信息分析，得到全局反馈信息，通过传输网络传输到生产现场的ARM开发板，进入步骤四；该步骤中云计算中心对生产现场的多个ARM开发板传输的视频特征信息进行并行处理的详细过程为：S1、将ARM板发送的数据结构为0‑1字符串的特征信息，读取为特征向量；S2、特征向量与训练集匹配，根据植物或动物图案对生产现场不同动物或植物进行特征识别和定位，如果目标为动物进入步骤S3，如果目标为植物进入步骤S4；S3、利用粒子滤波法对动物进行多目标跟踪，并将跟踪信息进行记录并基于动物行为模型分析动物的生存状态，得到能满足动物舒适度的调控信息；S4、通过图像特征提取得到植物叶片的包括面积、长度、纹理的信息，匹配植物叶片特征库，分析植物是生长状态并得到满足植物生长的调控信息；四、生产现场的ARM开发板根据反馈信息，通过USB接口操控外接控制节点，实现对生产的最优调控。