(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 202210514370.1 (22)申请日 2022.05.11 (71)申请人 安徽大学 地址 230601 安徽省合肥市经济技 术开发 区九龙路1 11号 (72)发明人 刘天乐　翁士状　谭乐宁　葛健飞　 张子茜　孙浩宸　柏苏　魏文虎　 孔其炜　 (74)专利代理 机构 北京中济纬天专利代理有限 公司 11429 专利代理师 刘涛 (51)Int.Cl. G06V 20/68(2022.01) G06V 20/10(2022.01) G06V 20/17(2022.01)G06V 20/40(2022.01) G06V 10/82(2022.01) G06V 10/774(2022.01) G06T 7/73(2017.01) G06T 7/277(2017.01) G06T 7/20(2017.01) G06T 3/40(2006.01) G06N 3/00(2006.01) (54)发明名称 桃园果实状态 识别与计数方法及系统 (57)摘要 本发明特别涉及一种桃园果实状态识别与 计数方法， 包括如下步骤： S100、 采用基于自适应 粒子群的航迹规划方法对无人机在桃园内的行 进路线进行规划； S200、 分别获取桃园内每一棵 桃树树冠上部分和下部分的360 °全景录像； S300、 将两个录像文件分别做抽帧处理后再拼接 成一个视 频； S400、 对视 频逐帧识别， 获取每一帧 中桃子的状态和对应数量； S500、 对被识别的目 标进行追踪， 获得整棵桃树桃子的状态和对应数 量。 本发明将无人机平台与机器视觉有机结合， 充分利用两者的优势： 无人机的机动性、 适应性， 机器视觉的准确性、 高速性， 可 以实现对全果园 的全自动化、 智能化 监测。 权利要求书2页 说明书5页 附图3页 CN 114898361 A 2022.08.12 CN 114898361 A 1.一种桃园果实状态 识别与计数 方法， 其特 征在于： 包括如下步骤： S100、 采用基于自适应粒子群的航迹规划方法对无人机在桃园内的行进路线进行规 划； S200、 分别获取桃园内每一棵桃树 树冠上部分和下部分的3 60°全景录像； S300、 将两个录像文件分别做抽帧处理后逐帧通过基于特征点匹配的图像拼接算法组 成一个视频； S400、 采用YOLOv5目标检测算法对视频逐帧识别， 获取每一帧中桃子的状态和对应数 量； S500、 采用DeepSort目标追踪算法对被识别的目标进行追踪， 获得整棵桃树桃子 的状 态和对应数量。 2.如权利要求1所述的桃园果实状态识别与计数方法， 其特征在于： 所述的步骤S100 中， 包括建立果园环境航迹规划数学模型， 并以航程距离、 威胁约束、 违背约束代价三者的 加权和作为目标函数。 3.如权利要求2所述的桃园果实状态识别与计数方法， 其特征在于： 所述的步骤S100 中， 无人机探测到附近有一棵新的桃树时， 将航迹规划为距离桃树4～6米， 航迹水平约束为 R＝r， 其中r为 航迹起点无人机与桃树的距离 。 4.如权利要求3所述的桃园果实状态识别与计数方法， 其特征在于： 所述的步骤S200 中， 无人机按照i1*h的高度绕树 冠上部分运动并获得树冠上部分全景录像， 无人机按照i2*h 的高度绕树冠下部分运动并获得树冠下部分全景录像， 其中h为无人机位于树冠顶部时的 高度。 5.如权利要求4所述的桃园果实状态识别与计数方法， 其特征在于： 所述的i1的取值范 围为0.7～0.9， i2的取值范围为0.4～0.6 。 6.如权利要求5所述的桃园果实状态识别与计数方法， 其特征在于： 所述的无人机 绕树 冠上部分运动时， 摄像头的垂直倾角为斜向下40 °～50°； 无人机绕树冠下部分运动时， 摄像 头的垂直 倾角为斜向上40 °～50°。 7.如权利要求6所述的桃园果实状态识别与计数方法， 其特征在于： 所述的步骤S300 中， 包括如下步骤： S310、 利用f fmpeg方法将视频抽帧， 抽帧后的视频为10帧/秒； S320、 取一幅图像中的一个SIFT关键点， 并找出其与另一幅图像中欧式距离最近的前 两个关键点； S330、 在这两个关键点 中， 如果最近的距离除以次近的距离得到的比率ratio少于0.4， 则接受这 一对匹配点。 8.一种桃园果实状态识别与计数系统， 其特征在于： 包括无人机主体(1)、 飞行支架 (2)、 旋翼(3)、 动力装置(4)、 飞行控制装置(5)、 无线传输装置(6)、 定位装置(7)、 激光雷达 (8)、 中央处理器(9)、 前置摄像头(10)以及远程主机(11)； 所述无人机主体(1)的四角连接 有四个飞行支架(2)， 每个飞行支架(2)的末端上方连接有一个旋翼(3)， 旋翼(3)与动力装 置(4)以及飞行控制装置(5)相连用于控制飞行器的飞行方向； 动力装置(4)、 飞行控制装置 (5)、 无线传输装置(6)均位于无人机主体(1)内部靠中心位置， 定位装置(7)安装于无人机 主体(1)上表 面前侧， 激光雷达(8)安装于无人机主体(1)上表 面中间， 前置摄像头(10)位于权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114898361 A 2无人机主体(1)正前端， 中央处理器(9)位于无人机主体(1)内部中心偏上位置并与其他所 有部件相连； 中央处 理器(9)通过 无线传输装置(6)连接远程主机(1 1)进行通讯。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114898361 A 3