基于可见光图像的水稻颖花开花状态检测方法

张亚莉，肖文蔚，卢小阳，刘爱民，祁 媛， 刘含超，施泽坤，兰玉彬

（1. 华南农业大学工程学院，广州 510642； 2. 国家精准农业航空施药技术国际联合研究中心，广州 510642； 3. 袁隆平农业高科技股份有限公司，长沙 410125； 4. 海南大学植物保护学院，海口 570228； 5. 华南农业大学电子工程学院，广州 510642；6. 华南农业大学人工智能学院，广州 510642）

0 引言

杂交水稻制种是水稻异交结实，需父系花粉传播到母系柱头上受精结实，其异交结实率高低，取决于父本花粉散落到母本柱头上的有无与数量。杂交水稻制种授粉时期需父本与母本同期抽穗开花，父系水稻开花时间为每日10:00－12:00，开花时需人工辅助授粉。水稻颖花开花需要一定的温光条件，一般在亚热带或热带环境下，开花温度为24～35 ℃，相对湿度为70%～90%。水稻开花期约10 d，每天开花1.5～2 h，花粉寿命为4～5 min，为保证制种母系的结实率，人工辅助授粉需在花期内完成[1]。因授粉时间短，每天需准确把握授粉时机，要在父系开花高峰期时授粉。

目前，水稻父系颖花开花信息等表型数据的获取主要依靠人工观察[2]，适用于人工辅助授粉，但对于大规模全程机械化制种，采用无人机辅助授粉时，人工观察难以有效准确地获取全部农田水稻开花状态，也难以实现智能授粉作业。通过采集田间水稻颖花可见光图像自动检测开花状态信息[3]，为实现无人农场提供数据支持与决策参考，是降低劳动成本、提高制种率、实现科学制种的重要举措，对实现杂交水稻制种授粉智能化决策与农场无人化作业有积极意义。……