一種基于多估算參數(shù)的柑橘產(chǎn)量估算方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及農(nóng)林產(chǎn)品種植領(lǐng)域，尤其涉及一種基于多估算參數(shù)的柑橘產(chǎn)量估算方法。
【背景技術(shù)】
[0002]柑橘是橘、柑、橙、金柑，柚、枳等的總稱(chēng)。柑橘的種類(lèi)眾多，種植面積較廣，產(chǎn)量可觀，世界有135個(gè)國(guó)家生產(chǎn)柑橘，年產(chǎn)量10282.2萬(wàn)噸，面積10730萬(wàn)畝，均居百果之首，產(chǎn)量第一位的數(shù)巴西，2425.26萬(wàn)噸，第二位數(shù)美國(guó)，1633.52萬(wàn)噸，中國(guó)第三，1078萬(wàn)噸，再后是墨西哥、西班牙、伊朗、印度、意大利等國(guó)。柑橘已經(jīng)成為農(nóng)民增收、農(nóng)業(yè)增效的主要途徑。
[0003]但是，如果柑橘過(guò)度種植，將會(huì)導(dǎo)致區(qū)域的供需不平衡，柑橘的價(jià)格下調(diào)幅度過(guò)大，反而影響了農(nóng)民的收入。因此需要進(jìn)行柑橘產(chǎn)量估算，以估算的柑橘產(chǎn)量進(jìn)行柑橘種植計(jì)劃的調(diào)制，在保證柑橘供應(yīng)的同時(shí)穩(wěn)定柑橘價(jià)格，維護(hù)農(nóng)民的利益。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中的柑橘產(chǎn)量估算系統(tǒng)或者通過(guò)人工測(cè)量的方式或者通過(guò)圖像識(shí)別的方式進(jìn)行，但是前者過(guò)于依賴(lài)人工，耗費(fèi)大量人力成本和時(shí)間成本，后者使用單幅圖像、單個(gè)估算參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，所有種類(lèi)柑橘的產(chǎn)量檢測(cè)技術(shù)無(wú)差別，準(zhǔn)確度不高，并容易造成檢測(cè)參數(shù)的泄漏，而這些檢測(cè)參數(shù)往往是柑橘產(chǎn)量研宄機(jī)構(gòu)耗費(fèi)心血多次試驗(yàn)的結(jié)果。
[0005]因此，需要一種基于多估算參數(shù)的柑橘產(chǎn)量估算方法，能夠替代原有的人工測(cè)量方式或單幅圖像、單個(gè)估算參數(shù)、種類(lèi)無(wú)差別的圖像測(cè)量方式，在保證檢測(cè)參數(shù)安全性的同時(shí)，更準(zhǔn)確更全面地獲得柑橘的產(chǎn)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于多估算參數(shù)的柑橘產(chǎn)量估算方法，采用垂直布局的兩個(gè)攝像機(jī)對(duì)單株柑橘進(jìn)行圖像采集，使用包括正面果實(shí)個(gè)數(shù)、側(cè)面果實(shí)個(gè)數(shù)、正面果實(shí)面積和側(cè)面果實(shí)面積的多個(gè)估算參數(shù)執(zhí)行對(duì)單株柑橘的產(chǎn)量估算，關(guān)鍵的是，在估算過(guò)程中，不同類(lèi)型柑橘的檢測(cè)參數(shù)不同，使用加密設(shè)備保證一些重要的檢測(cè)參數(shù)不被泄漏，還使用權(quán)重計(jì)算方式，將多個(gè)估算參數(shù)結(jié)合起來(lái)，提高柑橘產(chǎn)量估算的安全性和準(zhǔn)確性。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種基于多估算參數(shù)的柑橘產(chǎn)量估算方法，該方法包括下列步驟:1)提供一種基于多估算參數(shù)的柑橘產(chǎn)量估算系統(tǒng)，所述估算系統(tǒng)包括測(cè)量固定桿、第一攝像設(shè)備、第二攝像設(shè)備、柑橘識(shí)別設(shè)備和數(shù)字信號(hào)處理器DSP，所述測(cè)量固定桿用于固定所述第一攝像設(shè)備和所述第二攝像設(shè)備，所述第一攝像設(shè)備和所述第二攝像設(shè)備用于分別對(duì)單株柑橘拍攝，以分別獲得第一柑橘圖像和第二柑橘圖像，所述柑橘識(shí)別設(shè)備分別與所述第一攝像設(shè)備和所述第二攝像設(shè)備連接，用于基于所述第一柑橘圖像和所述第二柑橘圖像獲得所述單株柑橘的多個(gè)估算參數(shù)，所述DSP與所述柑橘識(shí)別設(shè)備連接，用于基于所述多個(gè)估算參數(shù)確定所述單株柑橘的估算產(chǎn)量；2)使用所述系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行估算。
[0008]更具體地，在所述基于多估算參數(shù)的柑橘產(chǎn)量估算系統(tǒng)中，還包括:U盾設(shè)備，包括輸入單元和顯示單元，所述輸入單元用于接收當(dāng)前用戶(hù)輸入的用戶(hù)名稱(chēng)和用戶(hù)密碼，所述顯示單元用于顯示當(dāng)前用戶(hù)輸入的各項(xiàng)信息；USB接口，用于連接U盾設(shè)備，根據(jù)當(dāng)前用戶(hù)在所述U盾設(shè)備輸入的用戶(hù)名稱(chēng)和用戶(hù)密碼確定當(dāng)前用戶(hù)是否為授權(quán)用戶(hù)；存儲(chǔ)設(shè)備，用于預(yù)先存儲(chǔ)各個(gè)品種的柑橘的基準(zhǔn)圖像模板，每一個(gè)品種的柑橘的基準(zhǔn)圖像模板為對(duì)每一個(gè)品種的基準(zhǔn)單株柑橘預(yù)先拍攝所獲得的圖案；無(wú)線通信設(shè)備，與遠(yuǎn)端的柑橘產(chǎn)量研宄平臺(tái)無(wú)線連接，用于接收所述DSP發(fā)送的單株柑橘的品種，將所述單株柑橘的品種無(wú)線發(fā)送給所述柑橘產(chǎn)量研宄平臺(tái)，并無(wú)線接收所述柑橘產(chǎn)量研宄平臺(tái)返回的與所述單株柑橘的品種對(duì)應(yīng)的柑橘果實(shí)上限灰度閾值、柑橘果實(shí)下限灰度閾值和多個(gè)估算參數(shù)的各個(gè)權(quán)重值，所述多個(gè)估算參數(shù)由正面果實(shí)個(gè)數(shù)、側(cè)面果實(shí)個(gè)數(shù)、正面果實(shí)面積和側(cè)面果實(shí)面積組成，所述柑橘果實(shí)上限灰度閾值和所述柑橘果實(shí)下限灰度閾值用于將圖像中對(duì)應(yīng)品種的柑橘果實(shí)與圖像背景分離；所述測(cè)量固定桿為圍繞所述單株柑橘的L型結(jié)構(gòu)的固定桿，用于將所述第一攝像設(shè)備和所述第二攝像設(shè)備相互垂直地固定在同一水平面上；所述第一攝像設(shè)備用于對(duì)所述單株柑橘的正面進(jìn)行拍攝，以獲得所述第一柑橘圖像；所述第二攝像設(shè)備用于對(duì)所述單株柑橘的側(cè)面進(jìn)行拍攝，以獲得所述第二柑橘圖像，所述第二攝像設(shè)備與所述第一攝像設(shè)備采用相同的焦距進(jìn)行拍攝；所述柑橘識(shí)別設(shè)備分別與所述第一攝像設(shè)備、所述第二攝像設(shè)備和所述存儲(chǔ)設(shè)備連接，包括預(yù)處理單元、果實(shí)分割單元和估算參數(shù)識(shí)別單元，所述預(yù)處理單元分別與所述第一攝像設(shè)備和所述第二攝像設(shè)備連接，用于對(duì)所述第一柑橘圖像依次執(zhí)行對(duì)比度增強(qiáng)、中值濾波和灰度化處理以獲得第一灰度化圖像，對(duì)所述第二柑橘圖像依次執(zhí)行對(duì)比度增強(qiáng)、中值濾波和灰度化處理，以獲得第二灰度化圖像，所述果實(shí)分割單元分別與所述預(yù)處理單元和所述存儲(chǔ)設(shè)備連接，將所述第一灰度化圖像中灰度值在所述柑橘果實(shí)上限灰度閾值和所述柑橘果實(shí)下限灰度閾值之間的像素識(shí)別并組成多個(gè)第一柑橘果實(shí)子圖像，將所述第二灰度化圖像中灰度值在所述柑橘果實(shí)上限灰度閾值和所述柑橘果實(shí)下限灰度閾值之間的像素識(shí)別并組成多個(gè)第二柑橘果實(shí)子圖像，所述估算參數(shù)識(shí)別單元與所述果實(shí)分割單元連接，將多個(gè)第一柑橘果實(shí)子圖像的總數(shù)作為正面果實(shí)個(gè)數(shù)輸出，將多個(gè)第一柑橘果實(shí)子圖像的像素總數(shù)作為正面果實(shí)面積輸出，將多個(gè)第二柑橘果實(shí)子圖像的總數(shù)作為側(cè)面果實(shí)個(gè)數(shù)輸出，將多個(gè)第二柑橘果實(shí)子圖像的像素總數(shù)作為側(cè)面果實(shí)面積輸出；所述DSP與所述USB接口、所述存儲(chǔ)設(shè)備、所述無(wú)線通信設(shè)備、所述第一攝像設(shè)備、所述第二攝像設(shè)備和所述柑橘識(shí)別設(shè)備分別連接；所述DSP在接收到所述USB接口返回的當(dāng)前用戶(hù)為授權(quán)用戶(hù)時(shí)，啟動(dòng)所述無(wú)線通信設(shè)備、所述第一攝像設(shè)備、所述第二攝像設(shè)備和所述柑橘識(shí)別設(shè)備，并按順序先后進(jìn)入品種匹配模式和產(chǎn)量估算模式，所述DSP在接收到所述USB接口返回的當(dāng)前用戶(hù)不是授權(quán)用戶(hù)時(shí)，關(guān)閉所述無(wú)線通信設(shè)備、所述第一攝像設(shè)備、所述第二攝像設(shè)備和所述柑橘識(shí)別設(shè)備，并發(fā)出非法訪問(wèn)信號(hào)；其中，所述DSP在所述品種匹配模式中，將所述第一柑橘圖像和所述存儲(chǔ)設(shè)備中各個(gè)品種的柑橘的基準(zhǔn)圖像模板進(jìn)行匹配，將匹配度最高的基準(zhǔn)圖像模板對(duì)應(yīng)的柑橘品種作為第一柑橘品種，將所述第二柑橘圖像和所述存儲(chǔ)設(shè)備中各個(gè)品種的柑橘的基準(zhǔn)圖像模板進(jìn)行匹配，將匹配度最高的基準(zhǔn)圖像模板對(duì)應(yīng)的柑橘品種作為第二柑橘品種，當(dāng)所述第一柑橘品種和所述第二柑橘品種相同時(shí)，將相同的柑橘品種作為所述單株柑橘的品種輸出給所述無(wú)線通信設(shè)備，并將所述無(wú)線通信設(shè)備返回的柑橘果實(shí)上限灰度閾值、柑橘果實(shí)下限灰度閾值和多個(gè)估算參數(shù)的各個(gè)權(quán)重值存儲(chǔ)到所述存儲(chǔ)設(shè)備中，當(dāng)所述第一柑橘品種和所述第二柑橘品種不相同時(shí)，輸出品種匹配失敗信號(hào)；所述DSP在所述產(chǎn)量估算模式中，基于所述柑橘識(shí)別設(shè)備輸出正面果實(shí)個(gè)數(shù)、側(cè)面果實(shí)個(gè)數(shù)、正面果實(shí)面積和側(cè)面果實(shí)面積以及所述存儲(chǔ)設(shè)備存儲(chǔ)的正面果實(shí)個(gè)數(shù)、側(cè)面果實(shí)個(gè)數(shù)、正面果實(shí)面積和側(cè)面果實(shí)面積分別對(duì)應(yīng)的各個(gè)權(quán)重值確定所述單株柑橘的估算產(chǎn)量。
[0009]更具體地，在所述基于多