一种远程分析葡萄长势的方法

技术领域

本发明涉及农业生产领域，尤其是涉及一种远程分析葡萄长势的方法。

背景技术

农业属于第一产业，提供支撑国民经济建设与发展的基础产品。农田监测信息是组织和指导农业生产的重要依据，农作物生长发育状况作为农田监测信息的重要内容，亦是农作物产量评估和预报的必要前提，为农作物科学管理提供有力依据。

如何准确分析农作物生长形势成为了亟需解决的问题。我国已经进入农作物生长信息采集自动控制的阶段，然而科学分析采集到的数据并加以应用，成为迈向农业智能化的必经之路。

由于土地资源利用率高、便于大型农业自动化机械生产、生产效率高等优点，大规模集中种植已成为农业发展的主要趋势。然而大规模集中种植涉及的农作物种植面积很大，其播种、施肥、收割均采用机械化设备来进行，若单凭人工巡视，由于经验的差距和人力的有限，很难发现局部区域生长滞后的情况，无法进行及时的补救，从而盲目地推进生产步骤，势必会降低产量，减少经济效益。若是单纯的加大人工巡视力度，这会增加过高的成本。并且农作物的生长并没能得到很好的记录，这很难进行合理的科学研究，影响农业技术的发展。从而我们可以看到有一套远程分析农作物生长情况系统的重要性。

中国专利CN103913124A中提供了一种果实外观品质自动监测系统，以及标题为“微根窗根系的图像处理方法研究”的论文公开了一种植物根系参数测量算法，所用的系统与方法不能及时准确的记录反映葡萄长势情况，因此一种专用于远程分析葡萄长势的方法，有利于促进葡萄种植的生产发展。

发明内容

为解决上述存在的技术问题，本发明主要提供一种远程分析葡萄长势的方法。

本发明提供如下技术方案：

一种远程分析葡萄长势的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：对在一片葡萄园多个不同位置的待测葡萄指定部位进行拍摄，获取待测葡萄指定部位图像；

S2：对S1获取的待测葡萄指定部位的每一张图像进行处理；

S2-1：对每一张图像初始化参数，包括：确定葡萄指定部位的基本颜色和基本直径H，起点指示物A和终点指示物B的基本颜色和标准尺寸C，背景板的基本颜色，确定所述三种基本颜色的色差范围G；

S2-2：根据单个起点指示物或终点指示物在图像中所占的像素点总数n，以及所述起点指示物A、终点指示物B的标准尺寸C来计算出单个像素相对应的实际面积S；

S2-3：对新的待测葡萄指定部位图像里的所有像素进行逐行扫描，并对像素进行记录；

S2-4：通过对连续的像素所组成的色块的位置进行分析，确定指示物在图像中所占的范围，所述范围的最上一行像素为上边界，最下一行像素为下边界，最左一行为左边界，最右一行为右边界，由四条边界围成一个矩形框，以确定左指示物或右指示物的位置和范围，如果在整张图像的同一行中找到多段与左指示物或右指示物颜色相同的连续的像素，就可以判断有多少个指示物；

S2-5：根据待测葡萄指定部位的左端点h1、右端点h2和中点h3的直径来计算出待测葡萄指定部位的平均直径φ，从而计算出待测葡萄指定部位的相对长度L；所述待测葡萄指定部位的相对长度L表达式子为：

其中，D为待测葡萄指定部位在图像中所占像素的总面积，φ为待测葡萄指定部位的平均直径；

所述待测葡萄指定部位在图像中所占像素的总面积D表达式子为：

D＝mS

其中，m为待测葡萄指定部位在图像中所占的单个像素的总个数，S为单个像素相对应的实际面积；

所述单个像素相对应的实际面积S表达式子为：

其中，C为单个起点指示物A、终点指示物B的标准尺寸，n为单个起点指示物A或终点指示物B在图像中所占的像素总数；

S3：根据S2记录的每一张图像数据分析待测葡萄指定部位的确定长势情况Q

进一步地，所述色差范围G为：0≤G≤10。

进一步地，通过确定起点指示物A的左边界和上边界以及终点指示物B的右边界和下边界来确定的待测葡萄指定部位的范围，如果检测到有几段农作物，他们之间的边界有重合，则这几段农作物将被当作同一株农作物。

进一步地，所述待测葡萄指定部位的平均直径φ表达式子为：

其中，φ

进一步地，所述待测葡萄指定部位为葡萄的茎部。

进一步地，所述对不同位置的待测葡萄指定部位进行拍摄时间一致。

进一步地，所述待测葡萄的长势情况Q

其中，φ为待测葡萄指定部位的平均直径，L为待测葡萄指定部位的相对长度，T为待测葡萄生长阶段，K为待测葡萄对应生长阶段正常的生长指数，Q

进一步地，还包括步骤S4；

S4：根据S3所有拍摄图像记录葡萄长势情况Q

进一步地，所述的葡萄园长势差异Z具体为：

其中，q为待测葡萄的总个数，p为差异阈值，Q

本发明的有益效果：本发明提供了一种远程分析农作物生长的方法；本发明涉及的分析方法为定量的数字化分析，能够及时准确地获得待测葡萄变化情况，从而进行科学预警及时的农作物生长提示；有助于减少人为的疏忽和经验不足而造成的农作物的管理不当，从而促进了农业智能的发展，不仅如此，本发明也可应用于科学研究等领域，具有应用范围广的特点。

附图说明

图1是本发明一种远程分析葡萄长势的方法的系统结构图；

图2是本发明一种远程分析葡萄长势的方法的的图像信息处理流程图；

图3是本发明一种远程分析葡萄长势的方法的系统示意图。

具体实施方式

一种用于远程分析葡萄长势的方法的系统，包括图像采集模块、通讯传输模块、数据分析模块、数据存储模块、控制模块；

所述控制模块控制图像采集模块对待测葡萄指定部位进行拍摄；所述图像采集模块通过通信传输模块将获得的图像信息传输到数据分析模块，所述通讯传输模块采用传输方式为无线传输方式；所述数据分析模块在控制模块控制下，对获取的图像信息进行处理分析，并将获取的图像和数据分析模块的分析结果输出到数据存储模块进行存储；从而控制模块根据所述分析结果确定农作物长势情况；

所述图像采集模块采用三星GalaxyCamera系列的EKGC100；

所述通讯传输模块采用华为4G模块ME909S；

所述数据分析模块采用华为海思Hi3519V101；

所述数据存储模块采用MKDV8GIL-AS 8Gb SD NAND工业级；

所述控制模块采用STM32F103RCT6。

一种远程分析农作物生长的方法，包括如下步骤：

S1：对在一片葡萄园多个不同位置的待测葡萄指定部位进行拍摄，获取待测葡萄指定部位，并将待测葡萄指定部位图像通过通讯传输模块传输给数据分析模块；所述刀槽葡萄指定部位为葡萄的茎部；

S2：数据分析模块对S1获取的待测葡萄指定部位每一张图像进行处理；

S2-1：对的每一张图像，初始化参数，包括：确定葡萄指定部位的基本颜色和基本直径H，起点指示物A和终点指示物B的基本颜色和标准尺寸C，背景板的基本颜色，确定所述三种基本颜色的色差范围G；

所述指示物为粘上乒乓球的夹子，夹子具体为东方居家A555，颜色为绿色；乒乓球有商标的地方为粘贴处，兵乓球为白色，指示物为两个，一个作为起点指示物A，一个作为终点指示物B，两个乒乓球的颜色相同；在夹子夹葡萄藤的部位可安置海绵，防止夹子夹伤葡萄藤从而影响葡萄藤的生长，所述海绵具体为巨云MS-01；所述起点指示物A和终点指示物B用于标记待测葡萄藤指定部位的范围，指示物不能影响待测葡萄指定部位的生长状况；所述的背景板为绿色塑料板，且背景板设置方向平行于待测葡萄的生长方向，为了防止背景板影响农作物的生长，从而影响测试结果；待测葡萄藤指定部位的基本颜色、起点指示物A和终点指示物B的基本颜色以及背景板的基本颜色的合理的色差范围为0≤G≤10；

S2-2：根据单个起点指示物或终点指示物在图像中所占的像素点总数n，以及所述起点指示物、终点指示物的标准尺寸C来计算出单个像素相对应的实际面积S；所述单个像素相对应的实际面积S表达式子为：

S2-3：对新的待测葡萄藤指定部位图像里的所有像素进行逐行扫描，并对像素进行记录，判断像素颜色是与待测葡萄藤指定部位还是与指示物还是与背景板的颜色相近；

S2-4：通过对连续的像素所组成的色块的位置进行分析，确定指示物在图像中所占的范围，所述范围的最上一行像素为上边界，最下一行像素为下边界，最左一行为左边界，最右一行为右边界，由四条边界围成一个矩形框，以确定左指示物或右指示物的位置和范围，如果在整张图像的同一行中找到多段与左指示物或右指示物颜色相同的连续的像素，就可以判断有多少个指示物；

通过确定起点指示物的左边界和上边界以及终点指示物的右边界和下边界来确定的待测葡萄指定部位的范围，如果检测到有几段农作物，他们之间的边界有重合，则这几段农作物将被当作同一株农作物；

S2-5：根据待测葡萄藤指定部位的左端点h1、右端点h2和中点h3的对应的直径φ

根据待测葡萄藤指定部位在图像中所占的单个像素的总个数m，单个像素相对应的实际面积S，得出待测葡萄藤指定部位在图像中所占像素的总面积D；所述待测葡萄藤指定部位在图像中所占像素的总面积D表达式子为：

D=mS

根据待测葡萄藤指定部位在图像中所占像素的总面积D，待测葡萄藤指定部位的平均直径φ，得出待测葡萄藤指定部位的相对长度L；所述待测葡萄藤指定部位的相对长度L表达式子为：

S3：根据待测葡萄指定部位的平均直径φ，待测葡萄指定部位的相对长度L，生长阶段T，葡萄对应生长期正常的生长指数K，待测葡萄对应生长期正常的长势情况Q

其中，待测葡萄对应生长期正常的长势情况Q

若待测葡萄长势情况Q

若待测葡萄长势情况Q

S4：根据S3所有拍摄图像记录长势情况Q，分析长势差异Z，判断葡萄园中是否存在区域生长不均衡的情况；

待测葡萄的总个数q，差异阈值p，第一张至第q张待测葡萄分别对应的长势情况Q

其中，长势差异Z的取值范围为H≤Z≤N，且0≤Z；

若|Q

本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。