南充市农业科学院蒲全波获国家专利权
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龙图腾网获悉南充市农业科学院申请的专利一种基于图像数据处理的水肥管理控制方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120218684B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-25发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510695940.5,技术领域涉及:G06Q10/0637;该发明授权一种基于图像数据处理的水肥管理控制方法是由蒲全波;马雪清;夏清清;李仕伟;王鹏;金容;符鹏;韩玉浩;郑祖平;李钟设计研发完成,并于2025-05-28向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于图像数据处理的水肥管理控制方法在说明书摘要公布了:本发明涉及一种基于图像数据处理的水肥管理控制方法,采集作物可见光图像、多光谱图像和热红外图像并进行特征提取,计算作物的植株形态学参数、植被指数和植被冠层温度分布,创建三维生理特征矩阵,创建图像分割网络模型,将可见光图像、多光谱图像和热红外图像和三维生理特征矩阵输入图像分割网络模型对植株器官进行分割,并量化器官级表型参数,建立基于强化学习的水肥决策模型,以三维生理特征矩阵、器官级表型参数、土壤指定参数的实时数据为状态输入,以水肥配比方案为动作空间,通过动态优化控制策略,进行水肥管理方案实施。解决了传统的水肥调控方案存在的单一传感器数据整合不足、表型解析精度受限以及决策模型适应性缺陷的技术问题。
本发明授权一种基于图像数据处理的水肥管理控制方法在权利要求书中公布了:1.一种基于图像数据处理的水肥管理控制方法,其特征在于,包括以下步骤: S1:通过图像采集模块采集作物的可见光图像、多光谱图像和热红外图像,分别对所述可见光图像、多光谱图像和热红外图像进行特征提取,获取可见光图像特征、多光谱图像特征和热红外图像特征; S2:通过可见光图像特征计算作物的植株形态学参数,通过所述多光谱图像特征计算作物的植被指数,提供所述热红外图像特征获取植被冠层温度分布; S3:基于所述植株形态学参数、植被指数和冠层温度分布创建作物的三维生理特征矩阵; S4:创建图像分割网络模型,将所述可见光图像、多光谱图像和热红外图像和三维生理特征矩阵输入所述图像分割网络模型对植株器官进行分割,并量化器官级表型参数; S41:将所述可见光图像、多光谱图像和热红外图像建立在统一的空间坐标系中,并基于所述空间坐标系进行配准; S42:将所述三维生理特征矩阵通过双线性插值重采样至二维图像分辨率,建立体素-像素映射关系; S43:所述图像分割网络模型设置12输入通道,其中三通道输入可见光图像,三通道输入多光谱图像的840nm近红外波段反射率,710nm红边波段反射率和660nm红光波段反射率,剩余通道输入三维生理特征矩阵的特征值; S44:所述图像分割网络模型的主干网络模块采用指定编码器,嵌入空洞空间金字塔池化模块,扩展感受野至指定像素,在解码器中引入高效通道注意力模块,标记候选区域,输出植株整体区域; S45:所述图像分割网络模型的次级网络模块对所述候选区域进行植株器官级分割; S46:基于分割掩膜轮廓傅里叶描述子分析量化叶片面积、叶片锯齿度、叶片曲率,基于三维骨架化处理和热红外温度梯度映射量化茎秆高度、弯曲度和直径,基于三维点云凸包算法和多光谱异常反射分析量化果实体积和表面斑块; S5:建立基于强化学习的水肥决策模型,以三维生理特征矩阵、器官级表型参数、土壤指定参数的实时数据为状态输入,以水肥配比方案为动作空间,通过Q-learning算法动态优化控制策略; S6:基于优化后的所述控制策略进行水肥管理方案实施。
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