一种基于视觉识别的茶园茶叶采摘规划系统及方法

本发明涉及农业采摘领域，更具体地说，它涉及一种基于视觉识别的茶园茶叶采摘规划系统及方法。

背景技术：

1、在传统茶园管理和茶叶采摘过程中，采摘工人的经验和直觉通常是决定茶叶采摘时机的主要依据。然而，这种方式在面对复杂的自然环境和茶树的生长状况时，往往难以达到理想的效果，特别是在确保茶叶优良品质方面存在一定的局限性。

2、首先，茶多酚是茶叶中的重要成分，其含量随着茶叶的生长逐渐增加。然而，茶叶的最佳采摘时机并不是在茶多酚含量最高时，而是在茶叶刚刚成熟且茶多酚含量较高，同时仍保持鲜嫩的状态下。传统的采摘方式由于无法精确选择采摘时机，可能导致采摘过早，茶多酚含量不足；或采摘过晚，茶叶老化；其次，茶叶的含水量对其后续加工和储存也具有重要影响。茶叶在过于鲜嫩时采摘，尽管茶多酚含量合适，但含水量较高，容易在运输过程中因机械损伤而导致茶叶破损，影响其外观和最终品质。传统采摘方式通常难以有效控制采摘时茶叶的含水量，造成茶叶在采摘和运输过程中品质受损。

技术实现思路

1、本发明提供一种基于视觉识别的茶园茶叶采摘规划系统及方法，解决背景技术中提出的技术问题。

2、第一方面，一种基于视觉识别的茶园茶叶采摘规划系统，包括：

3、数据采集模块：用于每日采集茶园m亩茶田的光照影像和昼夜温差数据，并对光照影像和昼夜温差数据进行预处理，得到预处理后的光照影像和昼夜温差数据；根据预处理后的光照影像，识别每亩茶田在白天的直接光照时间，并判断该茶田在预设时刻处于光照区域或者阴影区域；

4、图结构模块：用于构建拓扑图，其中，拓扑图的每个节点都映射为一亩茶田，在构建过程中，将每亩茶田的直接光照时间和昼夜温差作为对应节点的初始特征；其中，节点之间的边基于节点之间的特征相似度来构建，具体包括：设定一个特征相似度阈值，当任意两个节点之间的特征相似度大于预设的特征相似度阈值时，在两个节点之间建立边；根据两个节点所映射的两亩茶田之间的最小路径长度，确定两个节点之间边的权重；

5、图屏蔽模块：用于基于光照影像和茶田的采摘时间点屏蔽拓扑图的部分节点，以得到更新的拓扑图；

6、路径规划模块：用于基于更新的拓扑图确定茶园茶叶的采摘路径。

7、进一步的，基于每亩茶田在预设时刻处于光照区域或者阴影区域的判断结果，计算得到每亩茶田在预设时刻的持续光照时间和持续遮蔽时间。

8、进一步的，基于光照影像和茶田的采摘时间点屏蔽拓扑图的部分节点，以得到更新的拓扑图，包括：

9、基于每亩茶田的采摘时间点，结合每亩茶田的昼夜温差和每亩茶田每日的直接光照时间得到每亩茶田的茶叶生长因子，根据茶叶生长因子确定每亩茶田映射的节点的第一屏蔽时间；

10、基于每亩茶田在预设时刻的持续光照时间和持续遮蔽时间，计算得到每亩茶田茶叶的含水因子，根据含水因子确定每亩茶田映射的节点的第二屏蔽时间；

11、基于第一屏蔽时间和第二屏蔽时间屏蔽拓扑图的部分节点，得到更新的拓扑图。

12、进一步的，基于光照影像和茶田的采摘时间点屏蔽拓扑图的部分节点，以得到更新的拓扑图，还包括：

13、根据当日每亩茶田的直接光照时间和昼夜温差，对每亩茶田映射的节点的当前的特征进行更新，得到更新的拓扑图；其中，当前的特征通过该方式基于初始特征更新得到。进一步的，基于更新的拓扑图确定茶园茶叶的采摘路径，包括：

14、步骤s201：根据拓扑图每个节点的当前特征计算得到每个节点的茶叶生长评分；

15、步骤s202：根据第一屏蔽时间和第二屏蔽时间屏蔽图网络中的部分节点，确定待选择节点；

16、步骤s203：根据待选择节点，确定待选择节点的茶叶生长评分；基于待选择节点的茶叶生长评分，确定初始访问节点，并更新每个节点的屏蔽状态和每个节点的茶叶生长评分；

17、步骤s204：再次确定待选择点以及对应的节点的茶叶生长评分，结合当前访问的节点的边的权重，选择下一个访问节点，更新每个节点的屏蔽状态和每个节点的茶叶生长评分；

18、步骤s205：循环步骤s204，动态确定茶叶的采摘路径。

19、进一步的，对光照影像进行预处理，得到预处理后的光照影像，包括：

20、对光照影像去噪，得到去噪的光照影像；

21、对去噪后的光照影像灰度处理，得到灰度的光照影像；

22、对灰度的光照影像进行大气校正，得到预处理后的光照影像。

23、进一步的，在屏蔽节点的过程中，对待屏蔽的节点的特征向量添加一个屏蔽标记，该标记用于指示该节点在屏蔽期间不参与茶叶的采摘路径规划；在屏蔽时间结束后，移除该节点的屏蔽标记。

24、第二方面，一种基于视觉识别的茶园茶叶采摘规划方法，应用于所述的系统，包括：

25、每日采集茶园m亩茶田的光照影像和昼夜温差数据，并对光照影像和昼夜温差数据进行预处理，得到预处理后的光照影像和昼夜温差数据；根据预处理后的光照影像，识别每亩茶田在白天的直接光照时间，并判断该茶田在预设时刻处于光照区域或者阴影区域；

26、构建拓扑图，其中，拓扑图的每个节点都映射为一亩茶田，在构建过程中，将每亩茶田的直接光照时间和昼夜温差作为对应节点的初始特征；

27、基于光照影像和茶田的采摘时间点屏蔽拓扑图的部分节点，以得到更新的拓扑图；

28、基于更新的拓扑图动态确定茶园茶叶的采摘路径。

29、第三方面，一种计算设备，包括：

30、一个或多个处理器；

31、存储装置，用于存储一个或多个程序，当一个或多个程序被一个或多个处理器执行，使得一个或多个处理器实现所述的系统。

32、第四方面，一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有程序，该程序被处理器执行时实现所述的系统。

33、本发明的有益效果在于：

34、1、系统通过采集和分析茶园的光照影像和昼夜温差数据，结合茶叶生长环境的特征，来判断茶多酚含量可能较高的茶叶，系统基于这些环境因素，如直接光照时间、昼夜温差等，动态调整采摘计划，从而有针对性地选择刚刚成熟且茶多酚含量较高的茶叶进行采摘。

35、2、系统通过分析茶园的光照影像判断茶叶摘取时的水分，通过在茶叶含水量较低时进行采摘，避免了茶叶过于鲜嫩从而造成茶叶在运输至加工时外观的破损，提高了茶叶的品质和完整性。

技术特征：

1.一种基于视觉识别的茶园茶叶采摘规划系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种基于视觉识别的茶园茶叶采摘规划系统，其特征在于，基于每亩茶田在预设时刻处于光照区域或者阴影区域的判断结果，计算得到每亩茶田在预设时刻的持续光照时间和持续遮蔽时间。

3.根据权利要求2所述的一种基于视觉识别的茶园茶叶采摘规划系统，其特征在于，基于光照影像和茶田的采摘时间点屏蔽拓扑图的部分节点，以得到更新的拓扑图，包括：

4.根据权利要求2所述的一种基于视觉识别的茶园茶叶采摘规划系统，其特征在于，基于光照影像和茶田的采摘时间点屏蔽拓扑图的部分节点，以得到更新的拓扑图，还包括：

5.根据权利要求3或4所述的一种基于视觉识别的茶园茶叶采摘规划系统，其特征在于，基于更新的拓扑图确定茶园茶叶的采摘路径，包括：

6.根据权利要求1所述的一种基于视觉识别的茶园茶叶采摘规划系统，其特征在于，对光照影像进行预处理，得到预处理后的光照影像，包括：

7.根据权利要求3所述的一种基于视觉识别的茶园茶叶采摘规划系统，其特征在于，在屏蔽节点的过程中，对待屏蔽的节点的特征向量添加一个屏蔽标记，该标记用于指示该节点在屏蔽期间不参与茶叶的采摘路径规划；在屏蔽时间结束后，移除该节点的屏蔽标记。

8.一种基于视觉识别的茶园茶叶采摘规划方法，其特征在于，应用于如权利要求1至7中任一项所述的系统中，包括：

9.一种计算设备，其特征在于，包括：

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，计算机可读存储介质中存储有程序，该程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的系统。

技术总结本发明涉及农业采摘技术领域，公开了一种基于视觉识别的茶园茶叶采摘规划系统及方法，数据采集模块，用于每日采集茶园M亩茶田的光照影像和昼夜温差数据；图结构模块，用于构建拓扑图，拓扑图的每个节点都映射为一亩茶田，图屏蔽模块，用于基于光照影像和茶田的采摘时间点屏蔽拓扑图的部分节点，以得到更新的拓扑图，路径规划模块，用于基于更新的拓扑图确定茶园茶叶的采摘路径；本发明通过采集和分析茶园的光照影像和昼夜温差数据，结合茶叶生长环境的特征，来判断刚成熟且茶多酚含量较高的茶叶，从而有针对性地选择刚刚成熟且茶多酚含量较高的茶叶进行采摘。技术研发人员：黄戌霞受保护的技术使用者：宁德职业技术学院技术研发日：技术公布日：2024/11/14