濰坊市園林環衛集團有限公司;國家(青島)軍民融合創新示范區古鎮口核心區管理委員會趙德海獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉濰坊市園林環衛集團有限公司;國家(青島)軍民融合創新示范區古鎮口核心區管理委員會申請的專利基于多模態邊緣計算的農作物病蟲害實時識別防控決策方法與系統獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN120339889B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-02發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202510811531.7,技術領域涉及:G06V20/17;該發明授權基于多模態邊緣計算的農作物病蟲害實時識別防控決策方法與系統是由趙德海;單云華;王金祿設計研發完成,并于2025-06-18向國家知識產權局提交的專利申請。
本基于多模態邊緣計算的農作物病蟲害實時識別防控決策方法與系統在說明書摘要公布了:本發明涉及計算機視覺領域,具體是一種基于多模態邊緣計算的農作物病蟲害實時識別防控決策方法與系統。包括:獲取無人機多光譜影像、紅外熱成像及NDVI指數,結合田間物聯網傳感數據進行預處理,生成多模態特征輸入序列;基于Transformer注意力機制構建光譜?環境融合特征矩陣,并利用YOLOv7?Spectral模型進行病蟲害檢測,生成病蟲害分布熱圖;基于歷史數據計算病害風險指數(BRI)及施藥優先級地圖;采用蟻群優化算法規劃無人機施藥路徑,并結合風速濕度參數優化施藥方案;無人機按優化路徑精準施藥,并監測病害變化趨勢;通過施藥反饋數據調整模型,并采用聯邦學習優化病蟲害防控策略。本發明提高識別精度,減少農藥使用,實現精準、高效、智能化防控。
本發明授權基于多模態邊緣計算的農作物病蟲害實時識別防控決策方法與系統在權利要求書中公布了:1.一種基于多模態邊緣計算的農作物病蟲害實時識別防控決策方法,其特征在于,所述方法包括以下步驟: 調用無人機載高光譜成像設備,獲取作物冠層光譜反射率數據,所述數據覆蓋400-1000nm波段,按照設定的空間分辨率采集多光譜影像,生成多光譜影像數據集;利用無人機搭載的紅外熱成像設備,對作物葉片表面溫度進行測量,生成紅外熱成像數據集;從田間物聯網傳感器獲取溫濕度、風速及土壤水分數據,對所述數據進行同步預處理,生成多模態特征輸入序列; 對所述多模態特征輸入序列進行歸一化處理,并基于Transformer注意力機制進行多維特征映射,生成光譜-環境融合特征矩陣,具體包括: 對標準化特征數據序列進行特征分解,形成特征子集:; 其中,為光譜反射率矩陣,為葉面溫度矩陣,為歸一化后的NDVI指數矩陣,為環境因子矩陣; 基于所述特征子集,采用Transformer自注意力機制計算多模態特征的權重分布:;; 其中,為注意力加權后的融合特征;分別為查詢、鍵和值矩陣;為查詢、鍵和值的權重矩陣,為特征維度歸一化因子; 將注意力機制加權后的融合特征矩陣進行變換,生成光譜-環境融合特征矩陣:; 其中,為線性變換權重矩陣,為偏置參數; 基于所述光譜-環境融合特征矩陣與預訓練的YOLOv7-Spectral模型,在JetsonAGXXavier邊緣計算設備上進行病蟲害目標檢測,生成病蟲害分布熱圖,并對識別結果進行置信度篩選與特征提取,提取病蟲害特征區域; 從所述病蟲害分布熱圖和田間物聯網傳感器獲取的數據中提取空間位置特征,并結合歷史病害趨勢數據,計算病害嚴重程度指數,生成病害風險指數BRI及施藥優先級地圖,其中所述病害風險指數BRI的計算公式為:; 其中,為網格的病害風險指數;為網格處的病害嚴重程度指數,計算方式為:;其中,為網格的歷史病害指數;為病蟲害目標的置信度分數;為目標到網格的歐式距離;為空間影響尺度參數;為權重參數;為網格的環境因子數據;為病害與環境影響因子的權重; 基于所述施藥優先級地圖與無人機作業參數,構建蟻群優化路徑規劃模型,并結合風速與濕度參數,生成無人機施藥優化路徑序列; 獲取所述無人機施藥優化路徑序列,并控制無人機按優化路徑執行精準施藥,同時監測施藥區域的氣象數據和實時圖像,更新病害變化趨勢序列; 基于所述病害變化趨勢序列及施藥后反饋數據,調整YOLOv7-Spectral模型的參數權重,并通過聯邦學習優化病害識別與施藥路徑規劃模型,生成更新后的智能防控模型,具體包括: 基于施藥效果反饋序列,計算模型損失函數:;其中,為實際病害標簽,為模型預測的病害標簽; 采用Adam優化算法更新模型參數:其中為模型在時刻的參數,為學習率; 基于跨農場數據,計算每個農場子模型的參數更新:其中為農場處的模型損失; 采用聯邦平均算法FedAvg計算全局模型參數:其中為農場處的數據權重。
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