應(yīng)用方案—采用紅外熱像儀自動檢測和識別野生生物

在農(nóng)業(yè)割草作業(yè)中，由于工作寬度和農(nóng)業(yè)機(jī)械速度的提高，每年有數(shù)千只野生動物受傷或被殺死，所以有必要開發(fā)能夠檢測農(nóng)作物中的野生動物而不需要停止耕種操作的自動系統(tǒng)。

在過去的二十年中，紅外熱成像技術(shù)在計算機(jī)視覺和數(shù)字圖像處理的研究和應(yīng)用中越來越受到關(guān)注。由于照明的不變性和熱像儀的低廉價格，熱成像已成為戶外監(jiān)視，行人檢測和農(nóng)業(yè)作業(yè)中一種廣泛可行的技術(shù)。再搭配無人機(jī)這種新興技術(shù)，可以用于許多檢測目的。由于良好的飛行能力以及為飛行器配備計算機(jī)和紅外熱像儀，使得無人機(jī)能夠執(zhí)行高級和高精度任務(wù)。

因此，在農(nóng)田內(nèi)檢測和識別野生動植物對于降低野生動植物的死亡率，從而促進(jìn)對野生動植物的友好養(yǎng)殖至關(guān)重要。

圖為用于捕獲視覺RGB和熱圖像的設(shè)置。

研究者提出的工作有助于紅外熱成像中動物的自動檢測和分類。該方法和結(jié)果都是基于從升降機(jī)手動拍攝的頂視圖圖像，以激勵人們進(jìn)行基于無人機(jī)的檢測和識別工作。

圖為視覺RGB和熱圖像從5 m（a），15 m（b）和30 m（c）捕獲相同的場景。

該方法是基于為每個幀動態(tài)擬合的閾值和新穎的特征提取算法，對于旋轉(zhuǎn)，縮放和部分姿勢都是不變的。在后續(xù)圖像中跟蹤檢測到的對象，以將時間信息包括在算法的識別部分內(nèi)。該算法已在野生動物友好型養(yǎng)殖的背景下通過使用真實(shí)動物的對照實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了測試。

目前，紅外熱像儀搭配無人機(jī)技術(shù)用于自動檢測和識別野生動植物是正在進(jìn)行的對野生動植物友好型農(nóng)業(yè)研究的一部分。使用來自實(shí)際無人機(jī)拍攝的錄像來檢測是識別野生動物，也是目前較為行之有效的方法。

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.