[發明專利]帶葉樹木的安全防護策略獲取方法、裝置與電子設備

有效

• 申請號: 201910447165.6
• 申請日: 2019-05-27
• 公開（公告）號: CN110211133B
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 劉剛;郭彩玲
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: G06T7/11
• 分類號: G06T7/11;G06T7/90
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王慶龍;苗曉靜

本發明實施例提供一種帶葉樹木的安全防護策略獲取方法、裝置與電子設備，其中該方法包括：獲取帶葉樹木在多個視角下的地面激光雷達數據和彩色圖像數據，并基于地面激光雷達數據，分割出帶葉樹木的點云數據；從各彩色圖像數據中提取枝干圖像，并通過對枝干圖像的R、G、B顏色分量擬合直線，確定枝干分割判別條件；基于該枝干分割判別條件，從帶葉樹木的點云數據中分割出樹木枝干的顏色數據及其對應的樹木枝干點云數據，并基于此構建帶葉樹木的枝干三維模型；基于該枝干三維模型，對帶葉樹木進行動力學計算和分析，確定對帶葉樹木的安全防護策略。本發明實施例能夠有效降低數據處理過程的復雜程度，從而有效提高處理效率和處理結果的準確度。

技術領域

本發明涉及三維點云數據處理和圖像處理技術領域，更具體地，涉及一種帶葉樹木的安全防護策略獲取方法、裝置與電子設備。

背景技術

當風以極高的速度吹過樹冠時，風攜帶的動能可能會超過樹木的強度，從而可能導致樹干斷裂、樹莖折斷，甚至整棵樹被連根拔起。樹木的生長環境和枝干結構特征使得樹木在大風或者風暴期間具有一定的不穩定性和破壞性，這將會對公共安全產生廣泛的影響。

目前在進行樹木的安全防護時，一方面，需用慣性測量傳感器等附著在樹枝上，以不斷測量樹枝在自然風力作用下的一系列振動運動；另一方面，需用三維激光掃描儀掃描獲取樹木冠層數據，并通過手動的方式，憑經驗剔除該樹木冠層數據中非枝干的數據，以模擬出樹木的枝干結構。最后在獲取樹木枝干結構模型和樹枝振動運動數據的基礎上，評估動態風荷載對樹木施加的載荷是否在樹冠能承受的范圍內，從而能有效避免樹木對公共安全產生的危害。

但是，上述數據剔除和枝干結構建模過程都比較復雜，耗時費力，且準確度不高。

發明內容

為了克服上述問題或者至少部分地解決上述問題，本發明實施例提供一種帶葉樹木的安全防護策略獲取方法、裝置與電子設備，用以有效降低數據處理過程的復雜程度，從而有效提高處理效率和處理結果的準確度。

第一方面，本發明實施例提供一種帶葉樹木的安全防護策略獲取方法，包括：

獲取帶葉樹木在多個視角下的地面激光雷達數據和彩色圖像數據，并基于所述地面激光雷達數據，分割出所述帶葉樹木的點云數據；

從各視角下的所述彩色圖像數據中提取枝干圖像，并通過對所述枝干圖像的R、G、B顏色分量進行擬合直線，確定對所述帶葉樹木的枝干分割判別條件；

基于所述枝干分割判別條件，從所述帶葉樹木的點云數據中分割出樹木枝干的顏色數據，以分割出所述顏色數據對應的樹木枝干點云數據，并基于所述樹木枝干點云數據，構建所述帶葉樹木的枝干三維模型；

基于所述枝干三維模型，對所述帶葉樹木進行動力學計算和分析，以確定針對所述帶葉樹木的安全防護策略。

第二方面，本發明實施例提供一種帶葉樹木的安全防護策略獲取裝置，包括：

數據獲取與分割模塊，用于獲取帶葉樹木在多個視角下的地面激光雷達數據和彩色圖像數據，并基于所述地面激光雷達數據，分割出所述帶葉樹木的點云數據；

擬合模塊，用于從各視角下的所述彩色圖像數據中提取枝干圖像，并通過對所述枝干圖像的R、G、B顏色分量進行擬合直線，確定對所述帶葉樹木的枝干分割判別條件；

枝干分割與建模模塊，用于基于所述枝干分割判別條件，從所述帶葉樹木的點云數據中分割出樹木枝干的顏色數據，以分割出所述顏色數據對應的樹木枝干點云數據，并基于所述樹木枝干點云數據，構建所述帶葉樹木的枝干三維模型；

分析計算模塊，用于基于所述枝干三維模型，對所述帶葉樹木進行動力學計算和分析，以確定針對所述帶葉樹木的安全防護策略。