基于无人机可见光苗圃图像的球形植物计数软件系统开发

发布时间：2020-05-01 17:49

【摘要】：花卉苗木行业对建设花园城市,防风林与绿化带的种植有着非常重要的意义。近年来,在经济飞速发展和环保理念不断深入人心的形势下,人们对苗圃绿化植物的需求量快速增长。现有的苗圃库存统计均是通过人工计数,劳动成本大,效率低,人力资源浪费严重,且容易出现统计错误。本文研究目的是提供一种基于无人机可见光苗圃图像的球形植物计数算法,并配套相关软件系统,以减轻一线工人的劳动负担。
【图文】：

技术路线图,苗圃,无人机,球形

农业工程信息化griculturalEngineeringInformationA62<<农业信息化2018.111.研究内容及技术路线摘要：花卉苗木行业对建设花园城市，防风林与绿化带的种植有着非常重要的意义。近年来，在经济飞速发展和环保理念不断深入人心的形势下，人们对苗圃绿化植物的需求量快速增长。现有的苗圃库存统计均是通过人工计数，劳动成本大，效率低，人力资源浪费严重，且容易出现统计错误。本文研究目的是提供一种基于无人机可见光苗圃图像的球形植物计数算法，并配套相关软件系统，以减轻一线工人的劳动负担。关键词：无人机；球形植物；库存统计；软件开发基于无人机可见光苗圃图像的球形植物计数软件系统开发文/金珊1，李靖威2（1.中国核电工程有限公司；2.北京林业大学100193）本文主要探讨了无人机苗圃图像中球形植物的计数算法，并进行了相关的软件系统设计。主要技术路线如图1-1所示：图1-1技术路线图2.图像采集和预处理实验所使用的航拍工具是大疆公司生产的Phantom4，也称大疆精灵4。研究地点分别为北京房山西南召苗圃基地、北京昌平小汤山苗圃基地、河南鄢陵龙源花木有限责任公司。采集时间为2016年5月~10月。图像采集采用蛇形拍摄方法，无人机飞行高度为25m，计算得到一幅图片能拍摄7083〉拿缙浴Ｓ捎谖奕嘶纳愕耐计笮⊥ǔＴ诩窶左右，像素数为4000*3000，超过了matlab运行时（计算机为32位）的内存，导致程序不能运行，因此对图像必须进行压缩（50KB左右）。同时将杂草、人行道或是空阔的不含植物的区域裁剪，以提高计数的准确率和程序运行速度。DOI:10.16815/j.cnki.11-5436/s.2018.33.011

二值图像,图像,总面积,像素

2018.11农业信息化>>63农业工程信息化griculturalEngineeringInformationA3.球形植物图像分割算法对预处理后的图片的RGB分量各自使用中值滤波，将其转换至Lab颜色空间。利用Lab颜色模型中a、b层信息，进行K-MEANS聚类，得到只包含植物目标或只包含背景的随机二值图像（在这(a)(b)(c)(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)(h)(a)原图(b)OTSU分割结果(d)(e)图2-5红叶石楠图像采样图2-6其它种类植物样本表2-1红叶石楠图像相关数据植株高度拍摄高度光强东西株间距南北株间距风向温度湿度2m25m57600cd3.2m4.6m北至南72.6°F63.9hPa里，定义二值图像中白像素为有效像素）。在通常情况下，苗圃图片中背景总面积大于植物总面积，为了排除只包含背景的聚类结果，设定：若聚类后白色像素总面积大于黑色像素总面积，则对图像取反，反之，，则不采取操作。实验同时对比了其它几类图像分割算法，如图所示：

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