一種航空施藥?kù)F滴分布指標(biāo)的檢測(cè)方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種航空施藥?kù)F滴分布指標(biāo)的檢測(cè)方法及系統(tǒng)，涉及計(jì)算機(jī)工程【技術(shù)領(lǐng)域】，所述檢測(cè)方法包括：S1：獲取濕敏試紙的掃描圖像；S2：獲得二值圖，提取所述二值圖的圖像邊緣多邊形，計(jì)算所述圖像邊緣多邊形的四至坐標(biāo)，對(duì)所述二值圖進(jìn)行分割，以獲得單個(gè)濕敏試紙二值圖；S3：搜索并標(biāo)記全部的沉積多邊形，將所述沉積多邊形作為沉積點(diǎn)；S4：計(jì)算所述沉積點(diǎn)的霧滴直徑，對(duì)所述沉積點(diǎn)的霧滴直徑進(jìn)行排序，并計(jì)算累計(jì)藥液量，根據(jù)所述沉積點(diǎn)的排序結(jié)果及所述累計(jì)藥液量獲得霧滴分布指標(biāo)。本發(fā)明通過對(duì)濕敏試紙的掃描圖像進(jìn)行處理，獲得霧滴分布指標(biāo)，降低了霧滴分布指標(biāo)的測(cè)量誤差、減少了人力并提高了測(cè)量效率。
【專利說明】一種航空施藥?kù)F滴分布指標(biāo)的檢測(cè)方法及系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)工程【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種航空施藥?kù)F滴分布指標(biāo)的檢測(cè)方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國(guó)開放各行業(yè)航空應(yīng)用，航空施藥已經(jīng)成為我國(guó)當(dāng)前研究的重點(diǎn)問題。為研究霧化機(jī)構(gòu)和助劑對(duì)航化施藥藥液沉積率/回收率的影響，以及細(xì)粒藥液隨風(fēng)漂移帶來的環(huán)境效應(yīng)，經(jīng)常需要使用濕敏試紙做噴藥實(shí)驗(yàn)，如圖1所示。
[0003]傳統(tǒng)的指標(biāo)檢測(cè)方法需根據(jù)霧滴密度不同，使用不同尺寸的孔板紙，在放大鏡下觀察，人工計(jì)數(shù)，如果需計(jì)算霧滴尺寸則需使用如圖2?3所示的顯微鏡和專用工具，由于通過人工計(jì)數(shù)和測(cè)量霧滴尺寸，導(dǎo)致誤差較大、浪費(fèi)大量人力且測(cè)量效率很低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004](一)要解決的技術(shù)問題
[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:如何降低霧滴分布指標(biāo)的測(cè)量誤差、減少人力并提高測(cè)量效率。
[0006](二)技術(shù)方案
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種航空施藥?kù)F滴分布指標(biāo)的檢測(cè)方法，所述檢測(cè)方法包括以下步驟:
[0008]S1:獲取濕敏試紙的掃描圖像；
[0009]S2:對(duì)所述掃描圖像進(jìn)行二值化處理，以獲得二值圖，提取所述二值圖中的圖像邊緣多邊形，計(jì)算所述圖像邊緣多邊形的四至坐標(biāo)，根據(jù)所述四至坐標(biāo)對(duì)所述二值圖進(jìn)行分害I]，以獲得至少一幅單個(gè)濕敏試紙二值圖；
[0010]S3:搜索并標(biāo)記所述單個(gè)濕敏試紙二值圖中全部的沉積多邊形，將所述沉積多邊形作為沉積點(diǎn)，根據(jù)所述單個(gè)濕敏試紙二值圖的分辨率計(jì)算所述沉積點(diǎn)的面積；
[0011]S4:根據(jù)所述沉積點(diǎn)的面積及所述濕敏試紙的擴(kuò)散系數(shù)計(jì)算所述沉積點(diǎn)的霧滴直徑，對(duì)所述沉積點(diǎn)的霧滴直徑進(jìn)行排序，并計(jì)算累計(jì)藥液量，根據(jù)所述沉積點(diǎn)的排序結(jié)果及所述累計(jì)藥液量獲得霧滴分布指標(biāo)。
[0012]其中，所述霧滴分布指標(biāo)包括:DV.1、DV.5、DV.9、Count.1、Count.5、Count.9、覆蓋率、沉積點(diǎn)數(shù)、沉積量、采樣面積、沉積點(diǎn)密度和沉積量密度中的至少一個(gè)，其中，Count.1為直徑小于DV.1的沉積點(diǎn)數(shù)量，Count.5為直徑小于DV.5且大于DV.1的沉積點(diǎn)數(shù)量，Count.9為直徑小于DV.9且大于DV.5的沉積點(diǎn)數(shù)量。
[0013]其中，步驟S2中，對(duì)所述掃描圖像進(jìn)行二值化處理時(shí)，所述二值化處理的閾值標(biāo)準(zhǔn)從所述濕敏試紙的發(fā)光度、亮度、飽和度、色相、紅色、綠色和藍(lán)色七項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)中挑選灰階分布層次最多的一項(xiàng)，并通過下式獲得所述二值化處理在選中的閾值標(biāo)準(zhǔn)下的推薦閾值，
[0014]Thresholdrecommended = (Thr e sho I dotsu+Gr ey Seal emedian)[0015]其中，Thresholdrecommended為所述推薦閾值,Threshold0tsu為對(duì)選中的閾值指標(biāo)根據(jù)最大類間差法OTSU計(jì)算所得閾值，GreyScaleffledian為選中的閾值指標(biāo)下的灰階中值。
[0016]其中，步驟S2中，獲取所述選中的閾值標(biāo)準(zhǔn)下的推薦閾值之后，還包括:接收預(yù)設(shè)閾值標(biāo)準(zhǔn)和/或預(yù)設(shè)閾值，并將所述預(yù)設(shè)閾值標(biāo)準(zhǔn)和/或預(yù)設(shè)閾值作為所述二值化處理的閾值標(biāo)準(zhǔn)和/或閾值。
[0017]其中，步驟S3之前，還包括:選取所述單個(gè)濕敏試紙二值圖中心預(yù)設(shè)比例的區(qū)域作為新的單個(gè)濕敏試紙二值圖。
[0018]其中，步驟S3中，獲得所述沉積點(diǎn)的面積之前還包括:
[0019]計(jì)算所述沉積點(diǎn)的像素分布概率，并將像素分布概率小于預(yù)設(shè)概率的沉積點(diǎn)濾除。
[0020]其中，步驟S4中，根據(jù)所述沉積點(diǎn)的面積通過由所述濕敏試紙的擴(kuò)散系數(shù)所確定的公式計(jì)算所述沉積點(diǎn)的霧滴直徑，
【權(quán)利要求】
1.一種航空施藥?kù)F滴分布指標(biāo)的檢測(cè)方法，其特征在于，所述檢測(cè)方法包括以下步驟: S1:獲取濕敏試紙的掃描圖像； S2:對(duì)所述掃描圖像進(jìn)行二值化處理，以獲得二值圖，提取所述二值圖中的圖像邊緣多邊形，計(jì)算所述圖像邊緣多邊形的四至坐標(biāo)，根據(jù)所述四至坐標(biāo)對(duì)所述二值圖進(jìn)行分割，以獲得至少一幅單個(gè)濕敏試紙二值圖； S3:搜索并標(biāo)記所述單個(gè)濕敏試紙二值圖中全部的沉積多邊形，將所述沉積多邊形作為沉積點(diǎn)，根據(jù)所述單個(gè)濕敏試紙二值圖的分辨率計(jì)算所述沉積點(diǎn)的面積； S4:根據(jù)所述沉積點(diǎn)的面積及所述濕敏試紙的擴(kuò)散系數(shù)計(jì)算所述沉積點(diǎn)的霧滴直徑，對(duì)所述沉積點(diǎn)的霧滴直徑進(jìn)行排序，并計(jì)算累計(jì)藥液量，根據(jù)所述沉積點(diǎn)的排序結(jié)果及所述累計(jì)藥液量獲得霧滴分布指標(biāo)。
2.如權(quán)利要求1所述的檢測(cè)方法，其特征在于，所述霧滴分布指標(biāo)包括:DV.1、DV.5、DV.9、Count.1、Count.5、Count.9、覆蓋率、沉積點(diǎn)數(shù)、沉積量、采樣面積、沉積點(diǎn)密度和沉積量密度中的至少一個(gè)，其中，Count.1為直徑小于DV.1的沉積點(diǎn)數(shù)量，Count.5為直徑小于DV.5且大于DV.1的沉積點(diǎn)數(shù)量，Count.9為直徑小于DV.9且大于DV.5的沉積點(diǎn)數(shù)量。
3.如權(quán)利要求1所述的檢測(cè)方法，其特征在于，步驟S2中，對(duì)所述掃描圖像進(jìn)行二值化處理時(shí)，所述二值化處理的閾值標(biāo)準(zhǔn)從所述濕敏試紙的發(fā)光度、亮度、飽和度、色相、紅色、綠色和藍(lán)色七項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)中挑選灰階分布層次最多的一項(xiàng)，并通過下式獲得所述二值化處理在選中的閾值標(biāo)準(zhǔn)下的推薦閾值，
Thresholdreconimended = (Thr e sho I dotsu+Gr ey Scal`




?median^ 其中,ThreshoIdrecon]mended為所述推薦閾值,ThreshoIdotsu為對(duì)選中的閾值指標(biāo)根據(jù)最大類間差法OTSU計(jì)算所得閾值，GreyScaleffledian為選中的閾值指標(biāo)下的灰階中值。
4.如權(quán)利要求3所述的檢測(cè)方法，其特征在于，步驟S2中，獲取所述選中的閾值標(biāo)準(zhǔn)下的推薦閾值之后，還包括:接收預(yù)設(shè)閾值標(biāo)準(zhǔn)和/或預(yù)設(shè)閾值，并將所述預(yù)設(shè)閾值標(biāo)準(zhǔn)和/或預(yù)設(shè)閾值作為所述二值化處理的閾值標(biāo)準(zhǔn)和/或閾值。
5.如權(quán)利要求1所述的檢測(cè)方法，其特征在于，步驟S3之前，還包括:選取所述單個(gè)濕敏試紙二值圖中心預(yù)設(shè)比例的區(qū)域作為新的單個(gè)濕敏試紙二值圖。
6.如權(quán)利要求1所述的檢測(cè)方法，其特征在于，步驟S3中，獲得所述沉積點(diǎn)的面積之前還包括: 計(jì)算所述沉積點(diǎn)的像素分布概率，并將像素分布概率小于預(yù)設(shè)概率的沉積點(diǎn)濾除。
7.如權(quán)利要求1所述的檢測(cè)方法，其特征在于，步驟S4中，根據(jù)所述沉積點(diǎn)的面積通過由所述濕敏試紙的擴(kuò)散系數(shù)所確定的公式計(jì)算所述沉積點(diǎn)的霧滴直徑，
I'? π J 其中，d為所述沉積點(diǎn)的霧滴直徑，A為所述沉積點(diǎn)的面積，α和β為常數(shù)、且由所述濕敏試紙的擴(kuò)散系數(shù)決定。
8.如權(quán)利要求2所述的檢測(cè)方法，其特征在于，步驟SI具體包括:獲取設(shè)置于施藥區(qū)域內(nèi)各個(gè)采集點(diǎn)的多個(gè)濕敏試紙的掃描圖像；步驟S4之后,還包括: 55:判斷是否已經(jīng)對(duì)步驟SI中獲取的掃描圖像均進(jìn)行處理，若否，則返回步驟S2，若是，則執(zhí)行步驟S6 ； 56:以采集點(diǎn)為單位，分別計(jì)算各個(gè)采集點(diǎn)的多個(gè)濕敏試紙對(duì)應(yīng)的霧滴分布指標(biāo)的數(shù)學(xué)期望和方差，并生成統(tǒng)計(jì)圖表； 57:結(jié)合所述采集點(diǎn)的位置信息、采集點(diǎn)沉積覆蓋率和沉積量密度，生成各個(gè)高程的藥液回收率和沉積覆蓋率的渲染圖。
9.如權(quán)利要求8所述的檢測(cè)方法，其特征在于，步驟S7之后還包括: 58:根據(jù)所述沉積量密度與采樣點(diǎn)的位置信息計(jì)算總藥液回收量，并根據(jù)航空施藥總量和所述總藥液回收量通過下式來計(jì)算總藥液逸散量，
10.一種航空施藥?kù)F滴分布指標(biāo)的檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述檢測(cè)系統(tǒng)包括: 圖像獲取模塊，用于獲取濕敏試紙的掃描圖像； 分割模塊，用于對(duì)所述掃描圖像進(jìn)行二值化處理，以獲得二值圖，提取所述二值圖中的圖像邊緣多邊形，計(jì)算所述圖像邊緣多邊形的四至坐標(biāo)，根據(jù)所述四至坐標(biāo)對(duì)所述二值圖進(jìn)行分割，以獲得至少一幅單個(gè)濕敏試紙二值圖； 搜索標(biāo)記模塊，用于搜索并標(biāo)記所述單個(gè)濕敏試紙二值圖中全部的沉積多邊形，將所述沉積多邊形作為沉積點(diǎn)，根據(jù)所述單個(gè)濕敏試紙二值圖的分辨率計(jì)算所述沉積點(diǎn)的面積； 分布指標(biāo)獲取模塊，用于根據(jù)所述沉積點(diǎn)的面積及所述濕敏試紙的擴(kuò)散系數(shù)計(jì)算所述沉積點(diǎn)的霧滴直徑，對(duì)所述沉積點(diǎn)的霧滴直徑進(jìn)行排序，并計(jì)算累計(jì)藥液量，根據(jù)所述沉積點(diǎn)的排序結(jié)果及所述累計(jì)藥液量獲得霧滴分布指標(biāo)。
【文檔編號(hào)】G01N21/84GK103487437SQ201310425564
【公開日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2013年9月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月17日
【發(fā)明者】陳立平, 徐剛, 張瑞瑞 申請(qǐng)人:北京農(nóng)業(yè)信息技術(shù)研究中心