[發(fā)明專利]多源林區(qū)采育目標(biāo)檢測系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310561647.7
• 申請日: 2013-11-13
• 公開（公告）號: CN104636710B
• 公開（公告）日: 2018-08-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 閆磊;劉晉浩;丁小康;于征;孔建磊
• 申請（專利權(quán)）人: 北京林業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明設(shè)計了一種基于多傳感器融合的林區(qū)采育目標(biāo)檢測系統(tǒng)。本系統(tǒng)由二維激光測距儀和紅外熱像儀搭建而成，對林區(qū)采育目標(biāo)的紅外熱圖像、可見光圖像和激光數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。通過圖像分割、圖像融合等方法對圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，提取采育目標(biāo)的顏色、溫度、區(qū)域等特征；同時通過過濾、去噪等方法獲取有效激光數(shù)據(jù)點，并將激光數(shù)據(jù)與圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行配準(zhǔn)關(guān)聯(lián)，以獲取目標(biāo)的寬度和位置信息。最后建立支持向量機模型，通過融合不同傳感器提取的互補特征，可以有效對林區(qū)采育目標(biāo)進(jìn)行檢測和識別。本方案充分利用多源信息，將各傳感器的優(yōu)點結(jié)合起來，減少由單一傳感器所引起的不確定性，可以有效檢測林區(qū)采育目標(biāo)，提高林區(qū)作業(yè)效率，增強作業(yè)能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種快速、準(zhǔn)確、對林區(qū)采育目標(biāo)進(jìn)行檢測的系統(tǒng)。是一種應(yīng)用在聯(lián)合林木采育機上進(jìn)行采育作業(yè)的智能輔助系統(tǒng)，能夠幫助操作員確認(rèn)采育目標(biāo)的信息，提高林木采育機的工作效率并降低作業(yè)危險。

背景技術(shù)

為滿足我國林業(yè)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的需要，林業(yè)采育作業(yè)機械裝備逐漸代替人工作業(yè)，目前國內(nèi)研制的多功能采育機，能夠完成人工林采育的全部作業(yè)過程，作業(yè)效率最高可達(dá)人工采育生產(chǎn)的80倍以上。但由于林地環(huán)境復(fù)雜，障礙物的影響，造成了連續(xù)采育作業(yè)的間斷，并增加了操作員的危險性，降低了作業(yè)效率。準(zhǔn)確識別采育目標(biāo)，檢測作業(yè)環(huán)境信息，并及時反饋進(jìn)行安全預(yù)警，可以提高作業(yè)效率，增強作業(yè)能力，同時也降低了操作員的操作危險。

發(fā)明內(nèi)容

由于林地環(huán)境復(fù)雜，障礙物的影響，會造成采育機連續(xù)采育作業(yè)的間斷，增加操作危險性，并降低了作業(yè)效率。然而單一傳感器獲取的信息不夠充分，不足以表達(dá)復(fù)雜的林區(qū)環(huán)境，因此本發(fā)明采用多傳感器融合技術(shù)，通過融合各傳感器提供的互補特征，可以快速、有效、準(zhǔn)確的對林區(qū)采育目標(biāo)進(jìn)行檢測。

具體有以下幾方面內(nèi)容：

1.搭建基于二維激光測距儀（圖2中1）、紅外熱像儀（圖2中2）的林區(qū)采育目標(biāo)信息采集系統(tǒng)。二者固定于同一平面上，置于二自由度云臺（圖2中3）上，由三腳架（圖2中4）支撐，并分別連接至上位機（圖2中5），由上位機對傳感器的數(shù)據(jù)采集進(jìn)行統(tǒng)一控制。

2.對所采集的激光數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾、去噪等優(yōu)化處理；同時對紅外圖像及可見光圖像進(jìn)行圖像分割、特征提取等處理。

3.通過圖像融合技術(shù)，豐富檢測目標(biāo)的圖像信息，獲取單一圖像中的隱藏目標(biāo)，提高圖像數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。通過激光與圖像配準(zhǔn)，可以明確檢測目標(biāo)，同時確定目標(biāo)的位置信息

4.通過對大量樣本數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)，建立支持向量機分類器模型，基于提取的目標(biāo)特征對采育目標(biāo)進(jìn)行識別，可以快速有效的檢測出林區(qū)立木。

本發(fā)明的有益效果在于：

①搭建基于紅外熱像儀和二維激光掃描儀的信息采集系統(tǒng)，二者固定于同一平面上，便于數(shù)據(jù)的融合標(biāo)定，獲取真實準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。

②充分利用多源信息，將各傳感器圖像的優(yōu)點結(jié)合起來，最大限度地獲得對各種特征的信息描述，并減少由單一傳感器所引起的不確定性。

③支持向量機分類器模型的建立，是基于對大量樣本數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)，可靠性高，可以快速準(zhǔn)確的檢測到林區(qū)立木。

附圖說明

圖1為本發(fā)明整體流程圖；

圖2為本發(fā)明數(shù)據(jù)采集平臺結(jié)構(gòu)；

圖3為本發(fā)明算法流程圖。

具體實施方式

本發(fā)明具體的實施方式如下：

1.根據(jù)圖1，確立系統(tǒng)總體方案，建立總體方案文檔，包括：

a.檢測系統(tǒng)設(shè)備選取，主要功能、技術(shù)指標(biāo)、原理性方框圖及文字說明；

b.數(shù)據(jù)融合方法原理及說明；