本發(fā)明涉及圖像識別領(lǐng)域，尤其涉及一種基于視覺感知的智能播種作業(yè)的終端平臺。

背景技術(shù)：

1、春耕作業(yè)主要是將種子播種在農(nóng)田上，播種時機(jī)合適與否直接影響種子發(fā)芽率，一旦錯過合適播種時機(jī)，會直接影響作物生長態(tài)勢和產(chǎn)量，可能導(dǎo)致歉收或絕收等情況。為了確定合適播種時機(jī)，可對春耕時期的天氣進(jìn)行預(yù)測，主要是針對氣溫和降雨量等方面進(jìn)行精準(zhǔn)預(yù)測。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，農(nóng)田的土壤墑情是判斷播種時機(jī)合適與否的重要指標(biāo)，當(dāng)土壤墑情處于較高水平時，播種后的種子在土壤內(nèi)能夠及時充分獲取發(fā)芽所需的熱量和水分，有利于提高種子發(fā)芽率。通過監(jiān)測農(nóng)田的土壤墑情，能夠為播種作業(yè)提供可靠的參考依據(jù)。

2、現(xiàn)有播種作業(yè)都是根據(jù)整個農(nóng)田的土壤墑情判斷當(dāng)前是否適合進(jìn)行播種，但是考慮到種植區(qū)農(nóng)田面積廣大，可能會因局部區(qū)域墑情不足而耽誤整個農(nóng)田的播種時機(jī)。若對農(nóng)田全局范圍進(jìn)行同一化播種作業(yè)，未對其中墑情不足區(qū)域進(jìn)行優(yōu)化播種作業(yè)，會無法彌補(bǔ)墑情不足局域的種子發(fā)芽率低下的問題。如何對農(nóng)田全局范圍進(jìn)行視覺感知實(shí)現(xiàn)土壤墑情差異化識別以及對農(nóng)田局部范圍進(jìn)行視覺感知實(shí)現(xiàn)種子投放調(diào)整，對于節(jié)省播種作業(yè)工作量、提高播種作業(yè)效率以及確保農(nóng)田整體的發(fā)芽率具有十分重要的意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了避免對農(nóng)田整體實(shí)施同一化播種作業(yè)，導(dǎo)致農(nóng)田內(nèi)局部土壤墑情不足區(qū)域種子發(fā)芽率低下，需要對農(nóng)田全局范圍進(jìn)行視覺感知實(shí)現(xiàn)土壤墑情差異化識別以及對農(nóng)田局部范圍進(jìn)行視覺感知實(shí)現(xiàn)種子投放調(diào)整，實(shí)現(xiàn)對農(nóng)田從全局范圍到局部范圍的視覺感知引導(dǎo)播種作業(yè)，本發(fā)明提供了一種基于視覺感知的智能播種作業(yè)的終端平臺，所述終端平臺包括以下模塊：

2、墑情演變分析模塊，用于根據(jù)農(nóng)田的土壤墑情將農(nóng)田地理圖像進(jìn)行動態(tài)演變分析，計算每個播種區(qū)域的墑情特征；

3、區(qū)域標(biāo)定模塊，用于根據(jù)所述墑情特征，將每個播種區(qū)域分別標(biāo)定為第一類區(qū)域或第二類區(qū)域，并視覺識別第二類區(qū)域的地貌要素；

4、軌跡確定模塊，用于根據(jù)所述地貌要素將所述第二類區(qū)域進(jìn)行墑情空域分析，確定所述第二類區(qū)域的有效播種軌跡；

5、圖像對比模塊，用于生成所有第一類區(qū)域和第二類區(qū)域的地理分布圖像，并與播種機(jī)生成的視覺感知圖像對比，確定所述播種機(jī)進(jìn)入第一類區(qū)域還是第二類區(qū)域；

6、軌跡偏差識別模塊，用于當(dāng)所述播種機(jī)進(jìn)入第二類區(qū)域，視覺識別所述播種機(jī)的實(shí)際播種軌跡與所述有效播種軌跡之間的偏差；

7、調(diào)整模塊，用于根據(jù)所述偏差，調(diào)整所述播種機(jī)在所述第二類區(qū)域的種子補(bǔ)播。

8、優(yōu)選地，所述墑情演變分析模塊根據(jù)農(nóng)田的土壤墑情將農(nóng)田地理圖像進(jìn)行動態(tài)演變分析之前，包括：

9、對農(nóng)田全局范圍在若干時間點(diǎn)分別進(jìn)行熱紅外視覺識別，獲取農(nóng)田全局范圍在若干時間點(diǎn)各自的地表溫度和土壤含水量；其中，若干時間點(diǎn)至少包括若干日期的日間時間點(diǎn)和晚間時間點(diǎn)；

10、對每個時間點(diǎn)的地表溫度和土壤含水量進(jìn)行反演計算，獲得農(nóng)田在每個時間點(diǎn)的土壤墑情。

11、優(yōu)選地，所述墑情演變分析模塊根據(jù)農(nóng)田的土壤墑情將農(nóng)田地理圖像進(jìn)行動態(tài)演變分析，計算每個播種區(qū)域的墑情特征，具體為：

12、將農(nóng)田在每個時間點(diǎn)的土壤墑情映射到劃分有播種區(qū)域邊界的農(nóng)田地理圖像，并對所述農(nóng)田地理圖像內(nèi)所有播種區(qū)域進(jìn)行土壤墑情邊緣銳化處理；

13、對農(nóng)田地理圖像內(nèi)每個播種區(qū)域在所有時間點(diǎn)的土壤墑情進(jìn)行動態(tài)時間演變分析，計算每個播種區(qū)域在所有時間點(diǎn)對應(yīng)時間區(qū)間內(nèi)的墑情特征；其中，所述墑情特征包括每個播種區(qū)域在所述時間區(qū)間內(nèi)的墑情波動變化。

14、優(yōu)選地，所述區(qū)域標(biāo)定模塊根據(jù)所述墑情特征，將每個播種區(qū)域分別標(biāo)定為第一類區(qū)域或第二類區(qū)域，具體為：

15、根據(jù)所述墑情特征包括的每個播種區(qū)域在所有時間點(diǎn)對應(yīng)時間區(qū)間內(nèi)的墑情波動變化，估計每個播種區(qū)域處于墑情平穩(wěn)狀態(tài)的累計時間長度；其中，所述墑情平穩(wěn)狀態(tài)是指播種區(qū)域的平均墑情與基準(zhǔn)墑情之間的差值在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的狀態(tài)；

16、若所述累計時間長度大于或等于預(yù)設(shè)時間長度閾值，則將播種區(qū)域標(biāo)定為第一類區(qū)域；若所述累計時間長度小于預(yù)設(shè)時間長度閾值，則將播種區(qū)域標(biāo)定為第二類區(qū)域。

17、優(yōu)選地，所述區(qū)域標(biāo)定模塊視覺識別第一類區(qū)域和第二類區(qū)域的地貌要素，具體為：

18、根據(jù)第二類區(qū)域的邊界，對農(nóng)田全局范圍的遙感圖像進(jìn)行識別，得到第二類區(qū)域的地貌要素；其中，所述地貌要素包括第二類區(qū)域的地表輪廓要素。

19、優(yōu)選地，所述軌跡確定模塊根據(jù)所述地貌要素將所述第二類區(qū)域進(jìn)行墑情空域分析，確定所述第二類區(qū)域的有效播種軌跡，具體為：

20、根據(jù)所述地貌要素包括的第二類區(qū)域的地表輪廓要素，對所述第二類區(qū)域的土壤墑情進(jìn)行地表空間映射，得到所述第二類區(qū)域的土壤墑情分布圖；

21、計算所述土壤墑情分布圖的網(wǎng)格化墑情矩陣的墑情分布空間向量，對所述墑情分布空間向量進(jìn)行聚類分析，確定所述第二類區(qū)域內(nèi)的墑情充足網(wǎng)格區(qū)域；

22、根據(jù)所述墑情充足網(wǎng)格區(qū)域的位置，確定所述第二類區(qū)域的有效播種軌跡。

23、優(yōu)選地，所述圖像對比模塊生成所有第一類區(qū)域和第二類區(qū)域的地理分布圖像，并與播種機(jī)生成的視覺感知圖像對比，確定所述播種機(jī)進(jìn)入第一類區(qū)域還是第二類區(qū)域，具體為：

24、根據(jù)第一類區(qū)域和第二類區(qū)域的地理邊界定位數(shù)據(jù)，生成所有第一類區(qū)域和第二類區(qū)域的地理分布圖像；其中，所述地理分布圖像標(biāo)識有第一類區(qū)域和第二類區(qū)域各自的邊界；

25、將播種機(jī)本地生成的視覺感知gis圖像與所述地理分布圖像進(jìn)行同一空間坐標(biāo)系對比，確定所述播種機(jī)在作業(yè)過程中與第一類區(qū)域和第二類區(qū)域各自的邊界之間的相對位置關(guān)系，從而確定所述播種機(jī)進(jìn)入第一類區(qū)域還是第二類區(qū)域。

26、優(yōu)選地，所述軌跡偏差識別模塊用于當(dāng)所述播種機(jī)進(jìn)入第二類區(qū)域，視覺識別所述播種機(jī)的實(shí)際播種軌跡與所述有效播種軌跡之間的偏差，具體為：

27、當(dāng)所述播種機(jī)在作業(yè)過程中進(jìn)入第二類區(qū)域時，采集在所述第二類區(qū)域已經(jīng)投放的種子集群圖像；

28、對所述種子集群圖像進(jìn)行背景分離和種子輪廓識別，確定已經(jīng)投放的所有種子各自的發(fā)芽點(diǎn)空間分布位置；

29、將所述種子的發(fā)芽點(diǎn)空間分布位置進(jìn)行連續(xù)化擬合處理，得到實(shí)際播種軌跡；

30、將所述實(shí)際播種軌跡與所述有效播種軌跡進(jìn)行空間對比，確定兩者之間的偏差；其中，所述偏差包括所述實(shí)際播種軌跡與所述有效播種軌跡之間的距離偏差和方位角偏差。

31、優(yōu)選地，所述調(diào)整模塊用于根據(jù)所述偏差，調(diào)整所述播種機(jī)在所述第二類區(qū)域的種子補(bǔ)播，具體為：

32、根據(jù)所述偏差包括的所述實(shí)際播種軌跡與所述有效播種軌跡之間的距離偏差和方位角偏差，估計所述實(shí)際播種軌跡與所述有效播種軌跡之間的種子投放留白范圍；

33、根據(jù)所述種子投放留白范圍和所述有效播種軌跡沿線的墑情大小，調(diào)整所述播種機(jī)在所述種子投放留白范圍的種子補(bǔ)充投放密度。

34、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

35、對農(nóng)田全局范圍進(jìn)行視覺感知實(shí)現(xiàn)土壤墑情差異化識別以及對農(nóng)田局部范圍進(jìn)行視覺感知實(shí)現(xiàn)種子投放調(diào)整，實(shí)現(xiàn)對農(nóng)田從全局范圍到局部范圍的視覺感知引導(dǎo)播種作業(yè)，提高播種作業(yè)效率以及確保農(nóng)田整體的發(fā)芽率。