在现代农业生产中,无人机技术因其高效、准确的特性而越来越受到重视。无人机,全称无人驾驶航空飞行器,自诞生以来已发展成为一个庞大的家族,按照飞行平台的不同主要分为固定翼无人机和旋翼无人机两大类。固定翼无人机最早为军事领域服务,具有侦察联络和作为靶机的功能。随着技术的不断进步,固定翼无人机也逐步应用于民用领域,其发展趋势主要由发达国家引领,特点是发展出多种具备侦查打击功能的无人机型号。旋翼无人机则具备垂直起降能力,低场地要求和良好的空中悬停性能,因而适用性广泛,适合在各种地理环境和复杂条件下作业。旋翼无人机在工业领域的应用主要集中在测绘、电力和通信三大领域,提供高清图像和快速准确的信号传输能力,极大提高了测绘的实时性和准确性,同时在电力和通信领域也有诸多应用。在农业方面,无人机的应用主要集中在农药喷洒、农田信息监测和农业保险勘察。
无人机在农田信息监测方面具有独特优势,其获取的农田信息覆盖范围广、实效性强且客观准确,能够为农业的精准管理提供强大支持。传统检测方法往往面临效率低下和数据准确性不足的问题,而无人机通过搭载传感器和摄像设备,能够快速采集农田数据,并通过遥感技术获取作物长势、缺水情况和病虫害等信息。无人机获取的农田信息有助于进行农业资源的优化配置,提高农业生产的效率和产量。
计算机视觉技术是一种新兴的图像分析技术,可以替代人类视觉从图像中提取目标信息,并进行分析和识别,得到有应用价值的结果。计算机视觉技术与无人机技术的结合,为无人机的自主着陆、自动导航、飞行姿态监控等提供了强大的技术支持。在农业领域,计算机视觉技术可以分析无人机拍摄的农田作物图像,识别作物种类和长势,检测病虫草害的发生程度及水分供应情况,或在农业保险勘察中估算受灾面积。
在设计无人机农田信息获取系统时,需要考虑无人机的飞行性能、稳定性以及搭载的传感器和图像采集设备的精度。拍摄的图像经由信息检测中心转换为数字信号,随后传递给计算机视觉模块进行处理。基于颜色特征的分析技术能够识别作物种类和长势,并计算出各区域的面积。试验结果表明,该系统对水稻、小麦和大豆的信息获取具有较高的准确性和相对较低的误差,而对玉米的信息获取准确性则因为作物植株较高导致的遮挡问题而有所降低。系统从拍摄图像到输出结果的整个过程耗时2秒,表现出较强的实时性,这为无人机在农业中的广泛应用提供了有力的技术支持。
无人机结合计算机视觉技术在农田信息获取上展现了巨大的潜力,特别是在提高作业效率、降低人力成本以及促进精准农业发展方面具备显著优势。未来,无人机和计算机视觉技术有望在农业播种、施肥、授粉等领域得到更深入的应用,进一步推动农业生产方式的变革。同时,随着相关技术的不断进步和成熟,无人机在农业领域的应用将会更加多样化和智能化。