應用方案—采用紅外熱像儀自(zi)動檢測(ce)和識別野生(sheng)生(sheng)物

在農(nong)業(ye)割(ge)草作業(ye)中，由于工作寬度(du)和農(nong)業(ye)機(ji)械(xie)速度(du)的提高，每年有數千只野(ye)生動物受傷(shang)或被殺(sha)死，所以有必要(yao)開(kai)發(fa)能夠(gou)檢測農(nong)作物中的野(ye)生動物而不需要(yao)停止耕種操作的自動系統。

在過去的(de)二十年中(zhong)，紅(hong)外熱成像(xiang)(xiang)技術在計(ji)算機(ji)(ji)視覺和數(shu)字圖像(xiang)(xiang)處理的(de)研究和應用中(zhong)越(yue)(yue)來(lai)越(yue)(yue)受到關注。由于(yu)照明的(de)不變(bian)性和熱像(xiang)(xiang)儀的(de)低廉價格，熱成像(xiang)(xiang)已成為戶外監(jian)視，行人(ren)檢測(ce)和農業(ye)作業(ye)中(zhong)一種廣泛可行的(de)技術。再搭配無人(ren)機(ji)(ji)這種新(xin)興技術，可以用于(yu)許多(duo)檢測(ce)目(mu)的(de)。由于(yu)良好的(de)飛行能(neng)力以及為飛行器配備計(ji)算機(ji)(ji)和紅(hong)外熱像(xiang)(xiang)儀，使得無人(ren)機(ji)(ji)能(neng)夠執行高(gao)級和高(gao)精(jing)度(du)任務。

因此(ci)，在(zai)農田(tian)內(nei)檢測(ce)和識別野(ye)(ye)生(sheng)動植(zhi)物對于降(jiang)低野(ye)(ye)生(sheng)動植(zhi)物的(de)死亡率(lv)，從而促(cu)進對野(ye)(ye)生(sheng)動植(zhi)物的(de)友(you)好(hao)養殖至關重要。

圖(tu)為用于捕獲視覺(jue)RGB和熱圖(tu)像的設置。

研(yan)究者(zhe)提(ti)出的工(gong)作有助(zhu)于紅外熱成像中動物(wu)的自(zi)動檢測和(he)分類。該(gai)方法(fa)和(he)結(jie)果(guo)都(dou)是基(ji)于從升降機手(shou)動拍(pai)攝的頂視圖(tu)圖(tu)像，以激勵人們進行基(ji)于無人機的檢測和(he)識別工(gong)作。

圖為視覺(jue)RGB和熱圖像(xiang)從5 m（a），15 m（b）和30 m（c）捕獲(huo)相(xiang)同(tong)的場景(jing)。

該方法(fa)(fa)是基于為每個幀(zhen)動(dong)態擬合的(de)閾值和(he)新穎的(de)特征提(ti)取算法(fa)(fa)，對(dui)于旋(xuan)轉，縮放和(he)部分姿勢都是不變的(de)。在(zai)后續圖像中跟蹤檢測(ce)(ce)到的(de)對(dui)象，以將時間(jian)信息包括在(zai)算法(fa)(fa)的(de)識別部分內。該算法(fa)(fa)已在(zai)野(ye)生(sheng)動(dong)物(wu)友好型養殖的(de)背景下通過使用真實動(dong)物(wu)的(de)對(dui)照實驗進行(xing)了(le)測(ce)(ce)試。

目前，紅(hong)外(wai)熱像儀搭配無人機技術用于自動(dong)(dong)(dong)檢(jian)測和(he)識別野(ye)生(sheng)(sheng)動(dong)(dong)(dong)植物是正在進行的(de)對野(ye)生(sheng)(sheng)動(dong)(dong)(dong)植物友好型農業(ye)研(yan)究的(de)一部分(fen)。使用來自實(shi)際無人機拍(pai)攝的(de)錄像來檢(jian)測是識別野(ye)生(sheng)(sheng)動(dong)(dong)(dong)物，也(ye)是目前較為(wei)行之有效(xiao)的(de)方法。

參考資料：

Peter Christiansen, Kim Arild Steen, et al. Automated Detection and Recognition of Wildlife Using Thermal Cameras [J]. Sensors. 14:13778-13793, 2014.