一种农业种植园区信息管理系统

1.本发明涉及农业信息管理技术领域，具体为一种农业种植园区信息管理系统。


背景技术：

2.目前，农业耕种是通过对植物进行耕种、造型等耕种处理，从而塑造出农业景观，以达到相关的效果。农业和耕种在改善生态环境方面，可以担负起吸收有害气体，释放洁净空气的作用。培育对于农业耕种的重要性是不言而喻的，只有有了优质良好的植物资源，才能为农业耕种提供充足的资源，才能设计出既具有很高生态价值，又具有丰富的观赏价值的农业耕种。为了使植物能茁壮成长，需要针对植物不同成长时期进行对应的施肥、剪枝、提供营养液等。现有技术中获取植物成长信息通常采用人工观察的方式进行，这样的效率十分低下。


技术实现要素：

3.本发明的目的是：针对现有技术中采用人工观察的方式获取植物成长信息效率低的问题，提出一种农业种植园区信息管理系统。
4.本发明为了解决上述技术问题采取的技术方案是：
5.一种农业种植园区信息管理系统，包括：图像采集模块、生长状态检测模块、处置模块、病害检测模块和路径生成模块，
6.所述图像采集模块用于采集种植园区内植物图像；
7.所述生长状态检测模块根据种植园区内植物图像并利用训练好的神经网络识别种植园区内植物当前生长状态；
8.所述处置模块根据预先存储的信息，对种植园区内植物当前生长状态给出植物当前处理建议；
9.所述病害检测模块根据种植园区内植物图像并利用训练好的神经网络识别种植园区内植物是否存在病虫害；
10.所述路径生成模块用于生成到达种植园区的导航路线图。
11.本发明的有益效果是：本技术高效的得到植物的成长信息，并且可以根据得到的植物成长信息给出对应的处理信息，并且本技术还可以生成路线图，针对大面积的种植园，可以为种植员提供最优路径，减少路程所花费的时间以及避免种植员迷路。
附图说明
12.图1为本技术的流程图。
具体实施方式
13.需要特别说明的是，在不冲突的情况下，本技术公开的各个实施方式之间可以相互组合。
14.具体实施方式一：下面具体说明本实施方式，本实施方式所述的一种农业种植园区信息管理系统，包括：图像采集模块、生长状态检测模块、处置模块、病害检测模块和路径生成模块，
15.所述图像采集模块用于采集种植园区内植物图像；
16.所述生长状态检测模块根据种植园区内植物图像并利用训练好的神经网络识别种植园区内植物当前生长状态；
17.所述处置模块根据预先存储的信息，对种植园区内植物当前生长状态给出植物当前处理建议；
18.所述病害检测模块根据种植园区内植物图像并利用训练好的神经网络识别种植园区内植物是否存在病虫害；
19.所述路径生成模块用于生成到达种植园区的导航路线图。
20.具体实施方式二：本实施方式是对具体实施方式一的进一步说明，本实施方式与具体实施方式一的区别是所述图像采集模块用采集种植园区内植物图像的具体过程为：
21.步骤一：在监控图像中预设成像比例μ1；
22.步骤二：获取当前监控图像，并对监控图像进行预处理；
23.步骤三：针对预处理后的图像，根据角度模型以及成像比例进行比例变换及hough变换，得到校正后的实际尺寸大小的图像；
24.步骤四：针对实际尺寸大小的图像进行二值化处理。
25.具体实施方式三：本实施方式是对具体实施方式二的进一步说明，本实施方式与具体实施方式二的区别是所述预处理包括灰度化和邻域平均平滑去噪处理。
26.具体实施方式四：本实施方式是对具体实施方式二的进一步说明，本实施方式与具体实施方式二的区别是所述二值化处理通过otsu自适应阈值算法进行。
27.具体实施方式五：本实施方式是对具体实施方式一的进一步说明，本实施方式与具体实施方式一的区别是所述生长状态检测模块中神经网络的训练步骤为：
28.步骤一：采集植物生长过程中每个阶段的图像，并对每个阶段的图像进行特征提取，并获取每个阶段对应的色彩；
29.步骤二：对每个阶段的图像进行生长状态信息标记；
30.步骤三；利用每个阶段的图像、每个阶段对应的色彩以及标记信息训练神经网络。
31.具体实施方式六：本实施方式是对具体实施方式五的进一步说明，本实施方式与具体实施方式五的区别是所述特征包括：纹理特征和形状特征。
32.具体实施方式七：本实施方式是对具体实施方式一的进一步说明，本实施方式与具体实施方式一的区别是所述路径生成模块生成到达种植园区的导航路线图的具体步骤为：
33.步骤一：将起点加入到open集合中；
34.步骤二：判断open集合是否为空，若为空，则结束，若不为空，则执行步骤三；
35.步骤三：找到open集合中估价函数值最小的节点u,并把节点u作为当前要处理的节点，最后把节点u移入到close集合中；
36.步骤四：判断当前节点u是否为终点，若是，则从终点沿着父节点移动至起点，进而得到路径，然后执行步骤九，若不是，则继续执行步骤五；
37.步骤五：判断当前节点u的相邻节点是否可扩展，若可扩展，则继续执行步骤六，若不可扩展，则转到步骤二；
38.步骤六：连线当前节点u与终点，将节点u的可扩展节点在连线方向上做投影，保留投影落在连线上的可扩展正向子节点，并构成集合v；
39.步骤七：对于集合v中的每一个子节点，若该节点在close集合中，则不做处理，若该节点不在open集合中，则将其加入到open集合，并将扩展出该节点的节点u定义为该节点的父节点，并计算该节点的估价函数，若该节点在open集合中，则检查该节点的估价函数值是否比原来的估价函数值小，若该节点的估价函数值比原来的估价函数值小，则更新该可扩展节点在open集合中的估价函数和父节点；
40.步骤八：转到步骤三；
41.步骤九：对于步骤四得到的路径，路径中每两个节点间路径分为三等份，将路径分割后得到的路径点作为集合为a，a＝{a1,...,ai,...,an}，其中a1为起点，an为终点；
42.步骤十：定义c为当前的路径点下标，令c＝1，定义m为待连接的路径点下标，令m＝n，定义i为新路径点下标，令i＝2，最后将得到的新的路径点集合定义为b＝{b1,...,bi,...,bn}；
43.步骤十一：将ac和am连成直线l
cm
；
44.步骤十二：判断l
cm
是否经过障碍，若是，则令m＝m-1，转到步骤十一，若未经过障碍，则连接ac与a
c+1
得到直线l
c,c+1
，执行步骤十三；
45.步骤十三：判断l
cm
与l
c,c+1
是否在同一直线上，若是，则令c＝c+1，m＝n，转到步骤十一，若不在同一直线上，则令路径点集合b中新路径的集合点bi＝ac，b
i+1
＝am，i＝i+2， c＝m，执行步骤十四；
46.步骤十四：判断当前点ac是否为终点an，若不是，则令m＝n，转到步骤十一；若是终点，则令bi＝an，按照下标递增顺序，连接bi，即得到路径。
47.需要注意的是，具体实施方式仅仅是对本发明技术方案的解释和说明，不能以此限定权利保护范围。凡根据本发明权利要求书和说明书所做的仅仅是局部改变的，仍应落入本发明的保护范围内。

技术特征：
1.一种农业种植园区信息管理系统，其特征在于包括：图像采集模块、生长状态检测模块、处置模块、病害检测模块和路径生成模块，所述图像采集模块用于采集种植园区内植物图像；所述生长状态检测模块根据种植园区内植物图像并利用训练好的神经网络识别种植园区内植物当前生长状态；所述处置模块根据预先存储的信息，对种植园区内植物当前生长状态给出植物当前处理建议；所述病害检测模块根据种植园区内植物图像并利用训练好的神经网络识别种植园区内植物是否存在病虫害；所述路径生成模块用于生成到达种植园区的导航路线图。2.根据权利要求1所述的一种农业种植园区信息管理系统，其特征在于所述图像采集模块用采集种植园区内植物图像的具体过程为：步骤一：在监控图像中预设成像比例μ1；步骤二：获取当前监控图像，并对监控图像进行预处理；步骤三：针对预处理后的图像，根据角度模型以及成像比例进行比例变换及hough变换，得到校正后的实际尺寸大小的图像；步骤四：针对实际尺寸大小的图像进行二值化处理。3.根据权利要求2所述的一种农业种植园区信息管理系统，其特征在于所述预处理包括灰度化和邻域平均平滑去噪处理。4.根据权利要求2所述的一种农业种植园区信息管理系统，其特征在于所述二值化处理通过otsu自适应阈值算法进行。5.根据权利要求1所述的一种农业种植园区信息管理系统，其特征在于所述生长状态检测模块中神经网络的训练步骤为：步骤一：采集植物生长过程中每个阶段的图像，并对每个阶段的图像进行特征提取，并获取每个阶段对应的色彩；步骤二：对每个阶段的图像进行生长状态信息标记；步骤三；利用每个阶段的图像、每个阶段对应的色彩以及标记信息训练神经网络。6.根据权利要求5所述的一种农业种植园区信息管理系统，其特征在于所述特征包括：纹理特征和形状特征。7.根据权利要求1所述的一种农业种植园区信息管理系统，其特征在于所述路径生成模块生成到达种植园区的导航路线图的具体步骤为：步骤一：将起点加入到open集合中；步骤二：判断open集合是否为空，若为空，则结束，若不为空，则执行步骤三；步骤三：找到open集合中估价函数值最小的节点u,并把节点u作为当前要处理的节点，最后把节点u移入到close集合中；步骤四：判断当前节点u是否为终点，若是，则从终点沿着父节点移动至起点，进而得到路径，然后执行步骤九，若不是，则继续执行步骤五；步骤五：判断当前节点u的相邻节点是否可扩展，若可扩展，则继续执行步骤六，若不可扩展，则转到步骤二；
步骤六：连线当前节点u与终点，将节点u的可扩展节点在连线方向上做投影，保留投影落在连线上的可扩展正向子节点，并构成集合v；步骤七：对于集合v中的每一个子节点，若该节点在close集合中，则不做处理，若该节点不在open集合中，则将其加入到open集合，并将扩展出该节点的节点u定义为该节点的父节点，并计算该节点的估价函数，若该节点在open集合中，则检查该节点的估价函数值是否比原来的估价函数值小，若该节点的估价函数值比原来的估价函数值小，则更新该可扩展节点在open集合中的估价函数和父节点；步骤八：转到步骤三；步骤九：对于步骤四得到的路径，路径中每两个节点间路径分为三等份，将路径分割后得到的路径点作为集合为a，a＝{a1,...,a
i
,...,a
n
}，其中a1为起点，a
n
为终点；步骤十：定义c为当前的路径点下标，令c＝1，定义m为待连接的路径点下标，令m＝n，定义i为新路径点下标，令i＝2，最后将得到的新的路径点集合定义为b＝{b1,...,b
i
,...,b
n
}；步骤十一：将a
c
和a
m
连成直线l
cm
；步骤十二：判断l
cm
是否经过障碍，若是，则令m＝m-1，转到步骤十一，若未经过障碍，则连接a
c
与a
c+1
得到直线l
c,c+1
，执行步骤十三；步骤十三：判断l
cm
与l
c,c+1
是否在同一直线上，若是，则令c＝c+1，m＝n，转到步骤十一，若不在同一直线上，则令路径点集合b中新路径的集合点b
i
＝a
c
，b
i+1
＝a
m
，i＝i+2，c＝m，执行步骤十四；步骤十四：判断当前点a
c
是否为终点a
n
，若不是，则令m＝n，转到步骤十一；若是终点，则令b
i
＝a
n
，按照下标递增顺序，连接b
i
，即得到路径。

技术总结
一种农业种植园区信息管理系统，涉及农业信息管理技术领域，针对现有技术中采用人工观察的方式获取植物成长信息效率低的问题，包括：图像采集模块、生长状态检测模块、处置模块、病害检测模块和路径生成模块，图像采集模块用于采集种植园区内植物图像；生长状态检测模块根据种植园区内植物图像并利用训练好的神经网络识别种植园区内植物当前生长状态；处置模块根据预先存储的信息，对种植园区内植物当前生长状态给出植物当前处理建议；病害检测模块根据种植园区内植物图像并利用训练好的神经网络识别种植园区内植物是否存在病虫害；路径生成模块用于生成到达种植园区的导航路线图。本申请高效的得到植物的成长信息。本申请高效的得到植物的成长信息。本申请高效的得到植物的成长信息。


技术研发人员：赵杨
受保护的技术使用者：黑龙江省农业科学院
技术研发日：2021.11.24
技术公布日：2022/3/8