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专利号: 2021107716775
申请人: 深圳市汉品景观工程有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-05-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种具有病虫害和旱情监控的多功能预警系统,其特征在于,包括:数据采集模块,用于采集病虫害数据和采集土壤湿度数据;

数据处理模块,与所述数据采集模块连接,用于对所述病虫害数据和所述土壤湿度数据进行分析处理,得到病虫害分析结果和土壤湿度分析结果;

预警模块,与所述数据处理模块连接,用于根据所述病虫害分析结果和所述土壤湿度分析结果进行预警;

叶部长势检测模块,与所述数据采集模块连接,用于根据所述病虫害数据对被检测植物进行叶部长势检测,得到被检测植物的叶部长势检测结果;

异常长势预警模块,与所述叶部长势检测模块连接,用于判断所述被检测植物的叶部长势检测结果是否异常,若所述被检测植物的叶部长势检测结果异常,发出异常长势预警信号;

所述叶部长势检测模块执行包括如下操作:获取病虫害数据;

所述病虫害数据包括植物叶部图像、植物根部图像、植物颈部图像;

将所述植物叶部图像分割为多个叶部子区域图像;

筛选各个所述叶部子区域图像中的所有叶片子图像构建叶片子图像集合;

建立所述叶片子图像集合中各个所述叶片子图像的扫描序号列表;

根据所述扫描序号列表中各个所述叶片子图像的序号依次检测所述叶片子图像集合的各个叶片子图像中的叶片HSV值是否符合预设叶片HSV值范围;

将所述叶片子图像中的叶片HSV值不符合预设叶片HSV值范围的叶片子图像进行枯黄标记;

将所述叶片子图像中的叶片HSV值符合预设叶片HSV值范围的叶片子图像进行绿叶标记;

获取存在枯黄标记的叶片子图像的第一数量;

获取存在绿叶标记的叶片子图像的第二数量;

根据所述第一数量、所述第二数量和预设权重值计算得到被检测植物的第一生长值;

根据所述病虫害数据确定被检测植物的植物种类;

通过预设第四获取路径获取当前日期,根据所述当前日期和所述被检测植物的植物种类确定被检测植物当前的生长阶段;

通过预设第五获取路径获取第二生长数据,所述第二生长数据包括:若干与所述被检测植物的植物种类相同的植物的生长阶段处于所述被检测植物当前的生长阶段的第二植物叶部图像;

对所述第二生长数据中的第二植物叶部图像进行图像分割,得到若干第二叶部子区域图像;

筛选各个所述第二叶部子区域图像中的所有第二叶片子图像构建第二叶片子图像集合;

建立所述第二叶片子图像集合中各个所述第二叶片子图像的第二扫描序号列表;

根据所述第二扫描序号列表中各个所述第二叶片子图像的序号依次检测所述第二叶片子图像集合的各个第二叶片子图像中的叶片HSV值是否符合预设叶片HSV值范围;

将所述第二叶片子图像中的叶片HSV值不符合预设叶片HSV值范围的第二叶片子图像进行枯黄标记;

将所述第二叶片子图像中的叶片HSV值符合预设叶片HSV值范围的第二叶片子图像进行绿叶标记

获取存在枯黄标记的第二叶片子图像的第三数量;

获取存在绿叶标记的第二叶片子图像的第四数量;

根据所述第三数量、所述第四数量和预设第二权重值计算得到被检测植物的第二生长值;

根据所述第一生长值和所述第二生长值得到叶部长势检测结果;

其中,若所述第一生长值大于等于所述第二生长值,所述叶部长势检测结果正常;

若所述第一生长值小于所述第二生长值,所述叶部长势检测结果异常;

其中,所述建立所述叶片子图像集合中各个所述叶片子图像的扫描序号列表具体包括如下步骤:

步骤1、构建序号列表,所述序号列表用于存储所述叶片子图像集合中各个所述叶片子图像的序号;

步骤2、将所述叶片子图像集合中的叶片子图像标记为Pi,其中i的取值范围为[1,m],m为所述叶片子图像集合中叶片子图像的数量,将所述叶片子图像集合中叶片子图像的像素点标记为Si,j,其中j的取值范围为[1,n],n为所述叶片子图像集合中叶片子图像的像素点的数量,为所述叶片子图像集合中各个所述叶片子图像Pi对应设置一个计数器Qi,所述计数器Qi的初始值为0;

步骤3、获取所述叶片子图像集合中任一叶片子图像的像素点Si,j的坐标(x,y),若i≤m且j≤n,以坐标(x,y)为中心,构建边长为2的第一像素正方形,分别计算所述第一像素正方形内各像素点的HSV值;

步骤4、获取叶片子图像Pi上所有像素点的平均HSV值Hi,若所述第一像素正方形内各像素点的HSV值均小于等于所述平均HSV值H1,执行步骤4.1至步骤4.3,若第二像素正方形内各像素点的HSV值中存在任一HSV值大于所述平均HSV值H1,执行步骤5;

步骤4.1、以坐标(x,y)为中心,构建边长为G的第二像素正方形,在所述第二像素正方形内任意选择三个像素点,将所述三个像素点分别标记为G1、G2、G3,其中,所述三个像素点不同时处于同一条直线上,所述G为变量且初始值为2;

步骤4.2、以像素点G1的坐标为中心,构建边长为2的第三像素正方形,分别计算所述第三像素正方形内各像素点的HSV值,获取第三像素正方形内各像素点的HSV值中的最小值HSVG1;以像素点G2的坐标为中心,构建边长为2的第四像素正方形,分别计算所述第四像素正方形内各像素点的HSV值,获取第四像素正方形内各像素点的HSV值中的最小值HSVG2;以像素点G3的坐标为中心,构建边长为2的第五像素正方形,分别计算所述第五像素正方形内各像素点的HSV值,获取第五像素正方形内各像素点的HSV值中的最小值HSVG3;

步骤4.3、获取第三像素正方形内各像素点的HSV值、第四像素正方形内各像素点的HSV值和第五像素正方形内各像素点的HSV值中的最小值HSVG4,若HSVG4<(HSVG1+HSVG2+HSVG3)/

3,将当前扫描的中心的像素点的坐标从(x,y)跳转至HSVG4所对应的像素点坐标,并将所述坐标对应的像素点的序号设置为j并执行步骤3;若HSVG4>(HSVG1+HSVG2+HSVG3)/3,令变量G的值增加1,并执行步骤4.2;

步骤5、若j≤i,令所述计数器Qi的值增加1并令j的值增加1后执行步骤3;若j>i且i≤m,令i增加1后执行步骤3;若j>i且i>m,执行步骤6;

步骤6、根据各个所述计数器Qi的数值的大小的按照从大到小的顺序排列将Qi的对应下标i以此保存至所述序号列表中形成扫描序号列表;

其中,像素点的HSV值取像素的HSV三分量的加权平均值。

2.根据权利要求1所述的一种具有病虫害和旱情监控的多功能预警系统,其特征在于,所述数据采集模块包括病虫害数据采集子模块和土壤湿度数据采集子模块;

所述病虫害数据采集子模块,用于采集病虫害数据;

所述土壤湿度数据采集子模块,用于采集土壤湿度数据。

3.根据权利要求2所述的一种具有病虫害和旱情监控的多功能预警系统,其特征在于,所述病虫害数据包括植物茎部图像、植物叶部图像和植物根部图像;

所述病虫害数据采集子模块包括图像获取单元、图像分解单元、图像发送单元;

所述图像获取单元,用于获取被检测植物的植物图像;

所述图像分解单元,用于将所述植物图像分解为植物茎部图像、植物叶部图像和植物根部图像;

所述图像发送单元,用于将所述植物茎部图像、所述植物叶部图像和所述植物根部图像发送至所述数据处理模块;

所述土壤湿度数据采集子模块包括土壤湿度采集单元、土壤湿度数据发送单元;

所述土壤湿度采集单元,用于采集被检测植物的植物种植土壤的土壤湿度数据;

所述湿度数据发送单元,用于将所述土壤湿度数据发送至所述数据处理模块。

4.根据权利要求1所述的一种具有病虫害和旱情监控的多功能预警系统,其特征在于,所述数据处理模块包括病虫害数据处理子模块和土壤湿度数据处理子模块;

所述病虫害数据处理子模块,用于对所述病虫害数据进行分析处理,得到病虫害分析结果;

所述土壤湿度数据处理子模块,用于对所述土壤湿度数据进行分析处理,得到土壤湿度分析结果。

5.根据权利要求4所述的一种具有病虫害和旱情监控的多功能预警系统,其特征在于,所述病虫害数据处理子模块包括图像接收单元、图像信息获取单元、图像对比单元、结果处理单元、结果输出单元;

所述图像接收单元,用于接收所述数据采集模块发送的被检测植物的植物茎部图像、植物叶部图像和植物根部图像;

所述图像信息获取单元,用于获取所述植物茎部图像的茎部信息、所述植物叶部图像的叶部信息和所述植物根部图像的根部信息;

所述图像对比单元,用于将所述茎部信息与预设茎部病虫害病征信息进行病征对比,得到茎部对比结果;

所述图像对比单元,还用于将所述叶部信息与预设叶部病虫害病征信息进行病征对比,得到叶部对比结果;

所述图像对比单元,还用于将所述根部信息与预设根部病虫害病征信息进行病征对比,得到根部对比结果;

所述结果处理单元,用于根据所述茎部对比结果、所述叶部对比结果和所述根部对比结果判断所述被检测植物是否出现病虫害病征,若判定所述被检测植物出现病虫害病征,输出病虫害分析结果;

所述结果输出单元,用于将所述病虫害分析结果发送至所述预警模块;

所述土壤湿度数据处理子模块包括土壤湿度数据接收单元、土壤湿度数据判断单元、判断结果输出单元;

所述土壤湿度数据接收单元,用于接收所述数据采集模块发送的土壤湿度数据;

所述土壤湿度数据判断单元,用于将所述土壤湿度数据与预设土壤湿度范围进行匹配,若所述土壤湿度数据不在所述预设土壤湿度范围内,则判定所述土壤湿度异常,输出土壤湿度分析结果;

所述判断结果输出单元,用于将所述土壤湿度分析结果发送至所述预警模块。

6.根据权利要求5所述的一种具有病虫害和旱情监控的多功能预警系统,其特征在于,所述若所述土壤湿度数据不在所述预设土壤湿度范围内,则判定所述土壤湿度异常,输出土壤湿度分析结果,包括:

若所述土壤湿度数据小于所述预设土壤湿度范围的最小值,则判定所述土壤湿度处于干旱状态,输出土壤干旱分析结果;

若所述土壤湿度数据大于所述预设土壤湿度范围的最大值,则判定所述土壤湿度处于水淹状态,输出土壤水淹分析结果。

7.根据权利要求1所述的一种具有病虫害和旱情监控的多功能预警系统,其特征在于,所述预警模块包括病虫害预警子模块和旱情预警子模块;

所述病虫害预警子模块,用于根据所述病虫害分析结果进行病虫害预警;

所述旱情预警子模块,用于根据所述土壤湿度分析结果进行旱情预警。

8.根据权利要求7所述的一种具有病虫害和旱情监控的多功能预警系统,其特征在于,所述病虫害预警子模块包括病虫害分析结果接收单元、病虫害分析结果解析单元、茎部病虫害预警单元、叶部病虫害预警单元和根部病虫害预警单元;

所述病虫害分析结果接收单元,用于接收所述数据处理模块发送的病虫害分析结果;

所述病虫害分析结果解析单元,用于将所述病虫害分析结果进行解析,得到总病虫害解析结果,所述总病虫害解析结果包括:茎部病虫害解析结果、叶部病虫害解析结果、根部病虫害解析结果其中任一项或多项;

所述茎部病虫害预警单元,用于在所述总病虫害解析结果中包含茎部病虫害解析结果时发出茎部预警信号;

所述叶部病虫害预警单元,用于在所述总病虫害解析结果中包含叶部病虫害解析结果时发出叶部预警信号;

所述根部病虫害预警单元,用于在所述总病虫害解析结果中包含根部病虫害解析结果时发出根部预警信号;

所述旱情预警子模块包括土壤湿度分析结果接收单元、土壤干旱预警单元和土壤水淹预警单元;

所述土壤湿度接收单元,用于接收所述数据处理模块发送的土壤湿度分析结果,所述土壤湿度分析结果包括:土壤干旱分析结果、土壤水淹分析结果其中任一项;

所述土壤干旱预警单元,用于在所述土壤湿度分析结果为土壤干旱分析结果时发出干旱预警信号;

所述土壤水淹预警单元,用于在所述土壤湿度分析结果为土壤水淹分析结果时发出水淹预警信号。

9.根据权利要求1所述的一种具有病虫害和旱情监控的多功能预警系统,其特征在于,还包括:病虫害种类分析模块、病虫害种类治理方案推荐模块;

所述病虫害种类分析模块,与所述数据采集模块连接,用于根据所述病虫害数据确定病虫害种类;

所述病虫害种类治理方案推荐模块,与所述病虫害种类分析模块连接,用于根据所述病虫害种类确定所述病虫害种类的治理方案并对用户进行推荐;

所述病虫害种类分析模块执行包括如下操作:获取病虫害数据;

根据所述病虫害数据确定被检测植物的植物种类;

通过预设第一获取路径获取与所述植物种类相同的植物的第一病虫害数据,所述第一病虫害数据包括:与所述植物种类相同的植物的若干种第一茎部病虫害信息、与所述植物种类相同的植物的若干种第一叶部病虫害信息、与所述植物种类相同的植物的若干种第一根部病虫害信息;

所述第一茎部病虫害信息包括:第一茎部病虫害病征和与所述第一茎部病虫害病征对应的病虫害种类;

所述第一叶部病虫害信息包括:第一叶部病虫害病征和与所述第一叶部病虫害病征对应的病虫害种类;

所述第一根部病虫害信息包括:第一根部病虫害病征和与所述第一根部病虫害病征对应的病虫害种类;

对所述第一病虫害数据进行标签化训练深度学习,将所述第一茎部病虫害病征、所述第一叶部病虫害病征和所述第一根部病虫害病征分别进行病虫害种类标签对应;

通过预设第二获取路径获取被检测植物的第二病征数据,所述第二病征数据包括:被检测植物的第二茎部病虫害病征、被检测植物的第二叶部病虫害病征、被检测植物的第二根部病虫害病征;

若所述第二茎部病虫害病征与所述若干种第一茎部病虫害信息中任一第一茎部病虫害病征相同,获取与所述第二茎部病虫害病征相同的任一第一茎部病虫害病征的病虫害种类标签,确定被检测植物的茎部病虫害种类;

若所述第二叶部病虫害病征与所述若干种第一叶部病虫害信息中任一第一叶部病虫害病征相同,获取与所述第二叶部病虫害病征相同的任一第一叶部病虫害病征的病虫害种类标签,确定被检测植物的叶部病虫害种类;

若所述第二根部病虫害病征与所述若干种第一根部病虫害信息中任一第一根部病虫害病征相同,获取与所述第二根部病虫害病征相同的任一第一根部病虫害病征的病虫害种类标签,确定被检测植物的根部病虫害种类;

所述病虫害种类治理方案推荐模块执行包括如下操作:通过预设第三获取路径获取治理数据,所述治理数据包括:若干茎部病虫害种类和相对应的治理方案、若干叶部病虫害种类和相对应的治理方案、若干根部病虫害种类和相对应的治理方案;

根据所述治理数据建立病虫害种类‑治理方案数据库;

获取被检测植物的病虫害种类;

通过所述病虫害种类‑治理方案数据库确定所述被检测植物的病虫害种类的治理方案;

将所述被检测植物的病虫害种类的治理方案对用户进行推荐。