[發(fā)明專利]基于無人機(jī)的監(jiān)控林木生長狀態(tài)的方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201410383079.0
• 申請日: 2014-08-06
• 公開（公告）號: CN104298245A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 翁永飛;湯潔泉;沙敏;趙雪鳳;李亮
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇恒創(chuàng)軟件有限公司
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10
• 代理公司: 南京眾聯(lián)專利代理有限公司 32206
• 代理人: 呂書桁

1.一種基于無人機(jī)的監(jiān)控林木生長狀態(tài)的方法，其特征在于，所述的監(jiān)控林木生長狀態(tài)是通過監(jiān)測林木自身的生長高度來實(shí)現(xiàn)的，主要方法是通過無人機(jī)在特定的高度上飛行，通過無人機(jī)攜帶的距離測量儀和的成像設(shè)備進(jìn)行定點(diǎn)測量和拍攝，通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析得出林木生長狀態(tài)，具體包括以下幾個步驟：

a）根據(jù)通過勻速飛行的無人機(jī)沿著待測林場的邊沿飛行，根據(jù)實(shí)際的飛行時間計(jì)算得出待檢測林場內(nèi)不同種類林木的區(qū)域的實(shí)際占地面積；

b）根據(jù)林場內(nèi)不同種類的林木栽種區(qū)域以及不同種類林木的高度，制定出不同無人機(jī)的定向巡航的預(yù)飛行路線；

c）連通無人機(jī)進(jìn)行試飛，試飛過程中，無人機(jī)搭載成像設(shè)備和距離測量設(shè)備，全程拍攝和測量飛行區(qū)域內(nèi)的地面與無人機(jī)的實(shí)際飛行高度；

d）根據(jù)試飛過程中攝制的錄像對比距離測量設(shè)備記錄的數(shù)據(jù)，將無人機(jī)飛行的試飛高度，將無人機(jī)航拍獲取的多張影像或圖片導(dǎo)入三維仿真軟件中，根據(jù)不同種類林木的占地面積，配合不同種類林木的高度，通過計(jì)算機(jī)規(guī)劃實(shí)際的飛行路線和飛行高度H_機(jī)；

e）無人機(jī)沿實(shí)際飛行路線飛行，到達(dá)制定的拍攝點(diǎn)后，無人機(jī)懸停飛行，首先通過距離測量儀測得無人機(jī)的實(shí)際飛行高度H_高，同時測得并記錄無人機(jī)距離正下方樹木頂端的高度差H_差，在測量的同時配合機(jī)載成像設(shè)備進(jìn)行定點(diǎn)拍攝；

f）將步驟e）獲得的圖像數(shù)據(jù)錄入信息處理計(jì)算機(jī)，進(jìn)行建模和統(tǒng)一分析后得到林木的生長狀況，林木的實(shí)際生長高度：H_林=H_高-H_差。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無人機(jī)的監(jiān)控林木生長狀態(tài)的方法，其特征在于，所述的步驟d）中制定無人機(jī)實(shí)際飛行的路線和時間飛行高度H_機(jī)時，在不同種類的林區(qū)飛行時，需要根據(jù)不同種類林木的生長高度調(diào)節(jié)無人機(jī)的時間飛行高度，期間保持無人機(jī)距離正下方樹木頂端的高度差H_差≤1.5米。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無人機(jī)的監(jiān)控林木生長狀態(tài)的方法，其特征在于，所述無人機(jī)上攜帶有定位設(shè)備，所述的定位設(shè)備為GPS定位系統(tǒng)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無人機(jī)的監(jiān)控林木生長狀態(tài)的方法，其特征在于，所述的無人機(jī)同時攜帶有無線發(fā)射設(shè)備，當(dāng)無人機(jī)到達(dá)測量點(diǎn)進(jìn)行懸停飛行時，將測得的實(shí)際飛行高度H_高和無人機(jī)距離正下方樹木頂端的高度差H_差發(fā)送到信息處理計(jì)算機(jī)，接著機(jī)載成像設(shè)備啟動進(jìn)行拍攝。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無人機(jī)的監(jiān)控林木生長狀態(tài)的方法，其特征在于，所述步驟e)無人機(jī)飛行的過程中，在同一種類林木的區(qū)域內(nèi)，在制定的飛行路線上隨機(jī)選擇5個懸停測量點(diǎn)，通過測得的隨機(jī)的計(jì)算平均高度，該高度為該種林木的實(shí)際生長高度。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無人機(jī)的監(jiān)控林木生長狀態(tài)的方法，其特征在于，所述的無人機(jī)巡航飛行的過程中保持勻速前進(jìn)，相鄰的兩個懸停測量點(diǎn)的前進(jìn)飛行路線為弧形。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無人機(jī)的監(jiān)控農(nóng)田作物生長的方法，其特征在于，所述的無人機(jī)機(jī)載成像設(shè)備設(shè)置在機(jī)身外部，照相設(shè)備的像素≥1800萬，具有光學(xué)防抖裝置。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于無人機(jī)的監(jiān)控農(nóng)田作物生長的方法，其特征在于，所述的無人機(jī)機(jī)載成像設(shè)備固定和距離測量儀固定安裝在無人機(jī)底部，其豎直方向上的固定角度為－90°。