[發明專利]一種避障無人機抵近林冠處觀測林分結構的方法

在審

• 申請號: 201810472859.0
• 申請日: 2018-05-17
• 公開（公告）號: CN108680145A
• 公開（公告）日: 2018-10-19
• 發明（設計）人: 馮仲科;申朝永
• 申請（專利權）人: 北京林業大學
• 主分類號: G01C11/02
• 分類號: G01C11/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種避障無人機抵近林冠處觀測林分結構的方法。在無人機機翼兩側安裝一對傾斜向下的雙目相機，利用雙目基于特征匹配的深度測量原理，計算飛行方向障礙物三維坐標，將結果實時反饋給無人機飛控系統，由飛控系統操調節無人機的飛行高度，實現抵近林冠處航拍；通過連續圓形的飛行路線，實現林木的多角度拍攝，通過多片多角度連續攝影的方式構建森林的三維模型，實現林分結構的測量。

一、技術領域

本發明涉及一種觀測林分結構的方法，特別是；一種利用可避障無人機抵近林冠處利用攝影測量觀測的方法。

二、技術背景

隨著林業調查信息化的不斷發展，無人機攝影測量技術及三維建模越來越多的被應用在林業調查中，由于地形及樹木生長情況的復雜性，傳統的無人機為保證安全常常保持在一個相對較高的水平高度，且飛行方式為航帶法條飛行，這導致了拍攝的照片上的林木分辨率及重疊度過低，無法通過樹冠縫隙量測到地面及樹木胸徑，且缺乏多角度照片無法構建高精度三維立體模型。因此，在林業調查中，急需一種解決目前無人機抵近林冠處進行攝影測量和三維建模的技術和方法。

三、發明內容

為了克服傳統無人機森林調查的局限性，使無人機實現對森林林分結構的快速精確測量，本發明提供了一種避障無人機抵近林冠處觀測林分結構的方法。

主要發明內容：

在無人機機翼兩側安裝一對傾斜向下的雙目相機，利用雙目基于特征匹配的深度測量原理，計算飛行方向障礙物三維坐標，將結果實時反饋給無人機飛控系統，由飛控系統操調節無人機的飛行高度，實現抵近林冠處航拍；通過連續圓形的飛行路線，實現林木的多角度拍攝，通過多片多角度連續攝影的方式構建森林的三維模型，實現林分結構的測量。

本項發明與現有方法相比具有以下優點：

(1)彌補了傳統無人機森林調查的不足，實現了林分結構的全方位調查。

(2)實現大面積森林的精細三維建模調查，提高了調查精度。

四、附圖說明

下面結合附圖對本發明進一步說明。

圖1雙目相機安放示意圖

圖2無人機飛行路線

五、具體實施方式：

(1)如圖1所示，將雙目相機對稱安裝在無人機機翼兩側，相機連線中點為飛控中心，相機主光軸與無人機中軸線在飛行方向平行，向地面傾斜45°。

(2)利用雙目相機特征匹配，測量障礙物的三維坐標，并將障礙物坐標傳輸至飛行控制系統，飛行控制系統控制調整方向同時升降高度，實現無人機抵近樹冠飛行。

(3)如圖2所示，設計航線為連續前進的螺旋線，螺旋航線完整覆蓋林地范圍(如圖ABCD構成的范圍)，由于無人機抵近林木飛行，相片分辨率高，同時可透過樹冠拍攝到地面及樹干，利用多角度傾斜攝影測量建模技術可恢復整個林地的精細三維模型。通過林地的高精度三維模型可開展林分結構的精確測量。

本說明書未詳述之處，均為本技術領域技術人員的公知技術。