[發(fā)明專利]一種激光輔助下的樹木胸徑視覺測量方法與系統(tǒng)在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202010435589.3 | 申請日： | 2020-05-21 |
| 公開（公告）號： | CN111854616A | 公開（公告）日： | 2020-10-30 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 任桐煒;王博;田宇;張馨中 | 申請（專利權(quán)）人： | 南京鴻亦沄智能科技有限公司;南京大學(xué) |
| 主分類號： | G01B11/08 | 分類號： | G01B11/08;G06T7/11;G06N3/04;G06K17/00 |
| 代理公司： | 南京天翼專利代理有限責任公司 32112 | 代理人： | 奚銘 |
| 地址： | 210093 江*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 激光 輔助 樹木 胸徑 視覺 測量方法 系統(tǒng) | ||
1.一種激光輔助下的樹木胸徑視覺測量方法，其特征是樹木設(shè)有RFID標簽，通過向待測樹木發(fā)射兩束平行激光標記樹木，采集帶有激光點的樹木照片，使照片中兩個點激光位于待測量樹木胸徑位置，兩個激光點連線平行于樹木生長延伸方向，對該照片進行圖像處理，獲得待測樹木的胸徑，同時，由RFID讀寫設(shè)備識別樹木的RFDI標簽，并將測得胸徑與對應(yīng)樹木標簽對應(yīng)存儲；其中，所述圖像處理為：通過特征點查找確定照片中激光點位置，根據(jù)2個激光點圖像中像素距離與兩束激光的激光發(fā)射器的實際距離計算獲得與待測量樹木胸徑的拍攝距離，得到像素與實際的幾何關(guān)系；再由據(jù)圖像分割算法獲得樹木輪廓，進一步獲得實際樹木胸徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光輔助下的樹木胸徑視覺測量方法，其特征是在采集照片前進行傾斜度校驗，通過智能手機采集照片，由智能手機內(nèi)部的陀螺儀獲取當前智能手機的傾斜度，當所述傾斜度在允許區(qū)間內(nèi)時，允許進行照片采集。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光輔助下的樹木胸徑視覺測量方法，其特征是所述特征點查找具體為：將圖像由RGB顏色空間轉(zhuǎn)換為HSV顏色空間，使用基于經(jīng)驗設(shè)置的閾值過濾出圖像中的激光顏色區(qū)域并膨脹；再將圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖像，根據(jù)設(shè)定的閾值過濾出高亮度區(qū)域；對膨脹區(qū)域及高亮度區(qū)域的交集計算連通區(qū)域以及每個連通區(qū)域的質(zhì)心，獲得高亮度激光點對的位置；如無法檢測到高亮度激光點，則對激光顏色區(qū)域進行閉運算后直接執(zhí)行后續(xù)步驟。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光輔助下的樹木胸徑視覺測量方法，其特征是所述圖像分割及胸徑計算具體為：移除照片中的兩個激光點，再對圖像進行切割，降低圖像背景的復(fù)雜度，減小圖像面積；采用基于深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的交互式圖像分割算法對圖像中的樹干區(qū)域進行分割，獲得輪廓線寬度為一個像素的樹干輪廓；將樹干輪廓沿樹木垂直方向分為等高的四份，樹干輪廓被對應(yīng)分割為4組近似平行邊緣，對每一組邊緣上的像素點應(yīng)用最小二乘法進行線性回歸，估計出2條邊緣直線表達式，并計算2條邊緣直線之間的夾角，若夾角小于規(guī)定閾值且2條直線的均方誤差小于指定閾值，則測量2條邊緣直線之間的近似距離，最后對測得的近似距離取平均值，得到樹木像素胸徑；根據(jù)幾何關(guān)系將樹木像素胸徑轉(zhuǎn)換為實際胸徑。
5.一種激光輔助下的樹木胸徑視覺測量系統(tǒng)，其特征是包括：智能手機、激光發(fā)射設(shè)備、RFID讀寫設(shè)備和手持設(shè)備，手持設(shè)備用于裝載智能手機、激光發(fā)射設(shè)備和RFID讀寫設(shè)備，智能手機中配置有計算機程序，所述程序被執(zhí)行時實現(xiàn)權(quán)利要求1-3任一項所述的方法；激光發(fā)射設(shè)備包括兩個點激光器，兩個點激光器距離固定，用于發(fā)射兩束平行激光，在待測樹木上標記兩個紅色激光點；RFID讀寫設(shè)備用于讀取樹木的RFID標簽。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種激光輔助下的樹木胸徑視覺測量系統(tǒng)，其特征是智能手機通過串口為激光發(fā)射設(shè)備和RFID讀寫設(shè)備供電，并接收來自RFID讀寫設(shè)備的數(shù)據(jù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種激光輔助下的樹木胸徑視覺測量系統(tǒng)，其特征是所述手持設(shè)備裝有寬度可調(diào)節(jié)的手機支架，用于適用于不同型號手機裝載支持；手持設(shè)備設(shè)置兩個開關(guān)，兩個開關(guān)設(shè)置于串口線路上，分別用于控制激光發(fā)射設(shè)備電路和RFID讀寫設(shè)備的電源通斷，手持設(shè)備還設(shè)有充電插口，充電插口連接串口線路，用于外部充電。
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