(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210860229.7 (22)申请日 2022.07.22 (71)申请人 南通透灵信息科技有限公司 地址 226000 江苏省南 通市启东经济开发 区林洋路5 00号 (72)发明人 何星漫　 (74)专利代理 机构 杭州聚邦知识产权代理有限 公司 33269 专利代理师 周美锋 (51)Int.Cl. G06T 7/00(2017.01) G06T 7/11(2017.01) G06T 7/194(2017.01) G06T 7/73(2017.01) G06T 7/77(2017.01) (54)发明名称 基于无人机航拍的灌溉装置异常检测方法 及系统 (57)摘要 本发明涉及应用电子设备进行识别的方法 领域， 具体涉及一种基于无人机航拍的灌溉装置 异常检测方法及系统， 该方法包括采集喷灌区域 的喷灌图像， 对喷灌图像进行分割得到喷头图 像、 水柱区域图像、 水雾图像； 获取水柱区域图像 中水柱的高度和长度， 根据水柱的长度和高度得 到高度异常系数和长度异常系数； 在水雾图像中 以每个喷头的出水点为中心得到目标区域图像， 获取目标区域图像的灰度直方图的峰值， 根据峰 值确定水柱的水雾异常系数； 根据长度异常系 数、 高度异常系数、 水雾异常系数计算喷头的综 合异常系数； 根据综合异常系数与设定的阈值确 定异常喷头及异常喷头位置并发出 警报， 本发明 方法实现喷灌异常的实时检测， 从而减少人工劳 动力。 权利要求书2页 说明书6页 附图4页 CN 114943734 A 2022.08.26 CN 114943734 A 1.一种基于无 人机航拍的灌溉装置异常检测方法， 其特 征在于， 该 方法包括： 采集喷灌区域的喷灌图像， 对喷灌图像进行分割得到喷头图像、 水柱区域图像， 根据喷 头图像、 水柱区域图像得到水雾图像； 计算水柱区域图像中每一行的所有水柱的高度和长度， 根据该行水柱的长度和高度得 到每条水柱对应的高度异常系数和长度异常系数； 获取喷头图像 中喷头位置， 在水雾图像中以每个喷头位置的出水点为中心做圆得到目 标区域图像， 且相邻的目标区域图像不重 叠； 获取目标区域图像的灰度直方图， 获取灰度直方图中的峰值， 根据同一行目标区域图 像对应的峰值及所有峰值的平均值获取每 个水柱的水雾异常系数； 根据长度异常系数、 高度异常系数、 水雾异常系数计算每 个对应喷头的综合异常系数； 根据综合异常系数与设定的阈值确定异常喷头及异常喷头位置并发出警报。 2.根据权利要求1所述的一种基于无人机航拍的灌溉装置异常检测方法， 其特征在于， 对喷灌图像进行分割得到水柱区域图像的步骤 包括： 对喷灌图像进行语义分割得到背景 水柱区域图像； 对背景水柱区域图像进行灰度化处理， 获取灰度化处理后的背景水柱区域图像的灰度 直方图； 获取灰度直方图中两个峰值之间的低谷处所对应的灰度值， 将该灰度值记为最优阈 值； 根据最优阈值对背景 水柱区域图像进行阈值分割得到水柱区域图像。 3.根据权利要求1所述的一种基于无人机航拍的灌溉装置异常检测方法， 其特征在于， 根据喷头图像、 水柱区域图像得到水雾图像的步骤 包括： 获取喷头图像对应的二 值图像及水柱区域图像的对应的二 值图像； 根据喷头图像对应的二值图像、 水柱区域图像的对应的二值图像及灌溉图像得到背景 水雾图像， 背景 水雾图像记为水雾图像。 4.根据权利要求1所述的一种基于无人机航拍的灌溉装置异常检测方法， 其特征在于， 计算水柱区域图像中每一行的所有水柱的高度和长度的步骤 包括： 建立水柱区域图像的二维坐标系； 以水柱区域图像中喷头出水点为起始点建立滑窗； 设定滑窗滑动步长为一个像素点， 并沿水柱区域图像中水柱对应 像素点的方向滑动； 直至滑窗滑动至水柱末端记录当前滑窗中心点的最终像素坐标； 根据滑窗的起始点 坐标及最终像素坐标计算水柱的长度与高度。 5.根据权利要求4所述的一种基于无人机航拍的灌溉装置异常检测方法， 其特征在于， 根据滑窗的起始点 坐标及最终像素坐标计算水柱的长度与高度的步骤 包括： 根据滑窗的起始点 坐标至最终像素坐标的所有像素点得到水柱的长度； 最终像素的纵坐标值减去起始点的纵坐标值即为水柱的高度。 6.根据权利要求1所述的一种基于无人机航拍的灌溉装置异常检测方法， 其特征在于， 根据该行水柱的长度和高度得到每条水柱对应的高度异常系数和长度异常系数的步骤包 括： 获取水柱区域图像中同一行 所有水柱的长度、 高度对应的长度中位数和高度中位数；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114943734 A 2同一行的每一个水柱的长度与长度中位数的差值记为长度异常系数； 同一行的每一个水柱的高度与高度中位数的差值记为高度异常系数。 7.根据权利要求1所述的一种基于无人机航拍的灌溉装置异常检测方法， 其特征在于， 根据同一行目标区域图像对应的峰值及所有 峰值的平均值获取每个水柱的水雾异常系数 的步骤包括： 获取平均值与同一行目标区域图像对应的峰值的差值， 该差值记为每个目标区域图像 对应的水雾异常系数。 8.根据权利要求1所述的一种基于无人机航拍的灌溉装置异常检测方法及系统， 其特 征在于， 根据长度异常系数、 高度异常系数、 水雾异常系数计算每个对应喷头的综合异常系 数的步骤 包括： 根据下式 （1） 计算综合异常系数：                             （1） 其中， 表示长度异常系数、 表示高度异常系数、 表示水雾异常系数、 表示水柱异常 的权重系数、 表示水雾异常的权 重系数。 9.根据权利要求1所述的一种基于无人机航拍的灌溉装置异常检测方法， 其特征在于， 根据综合异常系数与设定的阈值确定异常喷头及异常喷头位置并发出警报的步骤 包括： 建立喷灌图像的二维坐标； 当综合异常系数 大于设定的阈值， 则确定该 水柱及水雾对应的喷头为异常喷头； 获取异常喷头的二维坐标并发出警报。 10.一种基于无 人机航拍的灌溉装置异常检测系统， 其特 征在于， 包括： 图像采集模块， 用于采集喷灌区域的喷灌图像， 对喷灌图像进行分割得到喷头图像、 水 柱区域图像， 根据喷头图像、 水柱区域图像得到水雾图像； 第一参数计算模块， 用于计算水柱区域图像中每一行的所有水柱的高度和长度， 根据 该行水柱的长度和高度得到每条 水柱对应的高度异常系数和长度异常系数； 图像处理模块， 用于获取喷头 图像中喷头位置， 在水雾 图像中以每个喷头位置的出水 点为中心做圆得到目标区域图像， 且相邻的目标区域图像不重 叠； 第二参数计算模块， 用于获取目标区域图像的灰度直方图， 获取灰度直方图中的峰值， 根据同一行目标区域图像对应的峰值及所有峰值的平均值获取每 个水柱的水雾异常系数； 综合参数计算模块， 用于根据长度异常系数、 高度异常系数、 水雾异常系数计算每个对 应喷头的综合异常系数； 报警模块， 用于根据综合异常系数与设定的阈值确定异常喷头及异常 喷头位置并发出 警报。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114943734 A 3