(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 202210813383.9 (22)申请日 2022.07.12 (71)申请人 重庆文理学院 地址 402160 重庆市永川区红河大道319号 (72)发明人 李洪雷　邢海涛　师翠平　孙冲　 刘静　李佳林　 (74)专利代理 机构 重庆晶智汇知识产权代理事 务所(普通 合伙) 50229 专利代理师 施永卿 (51)Int.Cl. G01C 11/02(2006.01) G01S 19/42(2010.01) H04N 5/225(2006.01) H04N 7/18(2006.01) (54)发明名称 一种基于后台图像定位的无人机生姜种植 巡检系统 (57)摘要 本发明的目的在于提供一种基于后台图像 定位的无人机生姜种植巡检系统， 包括无人机模 块、 无人机摄像模块、 异常检测模块及异常定位 模块； 无人机模块上设置GPS定位模块； 无人机摄 像模块安装在无人机模块上， 包括摄像头、 垂直 发射模块与角度发射模块， 且垂直发射模块与角 度发射模块均包括激光测距仪与可见红外激光 发射器； 异常定位模块包括可见光红外激光点检 测模块与修正模块。 该巡检系统能够高效的对生 姜苗的生长情况进行监测， 且对异常苗的定位准 确、 误差小， 确保对异常苗及时、 有效的处理， 避 免异常苗异响周围姜苗， 从而保证生姜的高产及 品质。 权利要求书2页 说明书5页 附图1页 CN 115355888 A 2022.11.18 CN 115355888 A 1.一种基于后台 图像定位的无人机生姜种植巡检系统， 其特征在于： 包括无人机模块、 无人机摄像模块、 异常检测模块及异常定位模块； 所述无人机模块上设置GP S定位模块， 用于获取拍摄点GP S定位值； 所述无人机摄像模块安装在无人机模块上， 包括摄像头、 垂直发射模块与角度发射模 块； 所述摄像头固定安装在无人机模块的正下方且镜头垂直向下； 垂直发射模块与角度发 射模块分别设置在摄像头的左、 右两侧， 且垂 直发射模块与摄像头平行设置、 即垂 直发射模 块的发射线垂直向下， 角度发射模块与摄像头呈角度a设置、 即角度发射模块的发射线与摄 像头视线呈角度a； 所述垂直发射模块与角度发射模块均包括激光测距仪与可见红外激光 发射器； 所述异常检测模块， 采用线下训练完成生姜异常生长图像检测模型对无人机摄像模块 传输的拍摄图像进行检测， 输出生 姜异常检测框； 所述异常定位模块包括可 见光红外 激光点检测模块与修 正模块。 2.根据权利要求1所述的一种基于后台图像定位的无人机生姜种植巡检系统， 其特征 在于： 所述无人机模块还包括无人机飞控模块与无线传输模块； 所述无线传输模块用于远 程连接无 人机摄像模块与异常检测模块。 3.根据权利要求1或2所述的一种基于后台 图像定位的无人机生姜种植巡检系统， 其特 征在于： 所述异常检测模块通过筛选带标注的生姜异常生长图片组成数据集， 采用识别框 架进行训练， 从而获得生 姜异常生长图像 检测模型。 4.根据权利要求1～3任一项所述的一种基于后台图像定位的无人机生姜种植巡检系 统， 其特征在于： 所述可见红外激光点检测模块用于检测无人机摄像模块传输的拍摄图像 中可见红外激光 发射器发出的红外激光点； 所述修正模块根据拍摄点的GPS 定位值、 角度a、 生姜异常检测框、 红外 激光点， 修正图像中生 姜异常位置的GP S定位值。 5.根据权利要求4所述的一种基于后台图像定位的无人机生姜种植巡检系统， 其特征 在于： 所述 修正图像中生 姜异常位置的GP S定位值的具体步骤 包括： S01、 通过垂直发射模块与角度发射模块的激光点物 理距离获取两个激光测距仪、 即两 个激光点在地面的1/2间实际距离d， 具体为： 当种植地为斜面时： 式中， x表示垂直发射模块的激光测距仪与地面之间的距离； y表示角度发射模块的激 光测距仪与地 面之间的距离； 当种植地为平面时， 即x＝y ·cosa： d＝y sinα ＝x tanα； S02、 获取图像 像素距离dp与实际距离d之间的映射关系β， 具体为： 式中， dp通过测量垂直发射模块的可见红外激光发射器与角度 发射模块的可见红外激 光发射器在拍摄图像中的红外 激光点之间的像素值距离获得；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115355888 A 2S03、 获取生 姜异常检测框位置图像的像素距离与角度， 具体为： 通过拍摄图像测量出生姜异常检测框中心与拍摄图像中垂直发射模块的红外激光点 之间的像素距离dl； 通过拍摄图像测量出第一连线与第 二连线之间的逆时针方向夹角 θ； 其中， 第 一连线为 生姜异常检测框中心与 垂直发射模块的红外激光点之 间的连线， 第二连线为垂 直发射模块 的红外激光点与角度发射模块的红外 激光点之间的连线； S04、 获取生 姜异常检测框位置图像的实际距离dF与实际角度 θF， 具体为： dF＝dl·β； θF＝θ +θl； 式中， θl为无人机拍摄图片时， 发射器平面与正北方向之间的逆时针夹角； 其中， 发射器 平面垂直发射模块的可见红外激光发射器与角度发射模块的可见红外激光发射器组成的 平面； S05、 通过生姜异常检测框位置图像的实际距离dF与实际角度 θF、 结合此时拍摄点GPS定 位值， 能够获取实际生 姜异常生长苗的矩形框， 从而实现异常苗的准确定位。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115355888 A 3