[發明專利]基于智能航拍影像識別技術的無人機采集系統

有效

• 申請號: 202110256318.6
• 申請日: 2021-03-09
• 公開（公告）號: CN113277101B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 朱軼群;李林琦;金國建;陳凡;李世旗;吳亨;黃松城;劉潔艷;張秀秀;吳煜心;王春杰;萬驥遠
• 申請（專利權）人: 溫州市勘察測繪研究院有限公司
• 主分類號: B64D47/08
• 分類號: B64D47/08
• 代理公司: 溫州宏盛知識產權代理事務所(普通合伙) 33408
• 代理人: 張立

基于智能航拍影像識別技術的無人機采集系統，包括無人機，該無人機上設有信號連接的通信收發模塊、中央處理器，所述無人機上裝載有云臺，該云臺上設置有與中央處理器信號連接的攝像裝置及采摘裝置，所述攝像裝置包括一對呈倒“八”字型展開的軌道、分別沿軌道做滑動位移的一對相機安裝座、及驅動相機安裝座沿軌道往復移動的第一驅動機構，該一對相機安裝座上均設有相機，所述相機攝取果實分布圖像，經通信收發模塊上傳至云服務器，由云服務器計算果實尺寸、相對無人機的深度距離，并回傳數據，所述中央處理器根據回傳數據，控制一對相機位移再攝取圖像計算，或控制采摘裝置摘取果實。

技術領域

本發明涉及無人機技術領域，具體涉及基于智能航拍影像識別技術的無人機采集系 統。

背景技術

我國果樹生產種植業有以下問題，1.產業化體系薄弱，勞動生產率較低，生產的單元 和規模小，機械化程度很低，大量適宜機械化作業的生產活動仍以手工操作為主。2.果品產 后商品化處理水平低，現代化分級包裝設備不足，導致水果大小、品質參差不齊，嚴重影響 品牌口碑的建立，導致市場競爭力不足。

從生產環節來看，依賴人工，導致效率低，效益低的原因在于：水果個體生長速率存在差異，同枝不同果，但市場認同的精品果實是具有標準尺寸的。由于機械化采摘無法智能識別繁密的眾多果實，只能通過統一采摘后，再根據不同果實尺寸，進行機械化分級。導致一批次生產中，只能誕生一定比例的精品果實，農戶出現經濟損失。

故而農戶寧肯人工分辨采摘，使未達到精品尺寸的果實保留在枝頭繼續生長，提高 一批次產品中的精品率，增加收入。

由上述可知，關鍵技術難點在于從枝頭繁密的果實中，識別達到精品尺寸的果實，并精準采摘，保留其余果實繼續生長。

發明內容

本發明為了解決上述技術的不足，提供了基于智能航拍影像識別技術的無人機采集 系統。

本發明的技術方案：基于智能航拍影像識別技術的無人機采集系統，包括無人機，該無人機上設有信號連接的通信收發模塊、中央處理器，所述無人機上裝載有云臺，該云臺上設置有與中央處理器信號連接的攝像裝置及采摘裝置，所述攝像裝置包括一對呈倒“八”字型展開的軌道、分別沿軌道做滑動位移的一對相機安裝座、及驅動相機安裝座沿軌道往復 移動的第一驅動機構，該一對相機安裝座上均設有相機，所述相機攝取果實分布圖像，經通 信收發模塊上傳至云服務器，由云服務器計算果實尺寸、相對無人機的深度距離，并回傳數 據，所述中央處理器根據回傳數據，控制一對相機位移再攝取圖像計算，或控制采摘裝置摘 取果實。

采用上述技術方案，動態攝影測量系統由多臺交會拍攝的相機組成，它們以較高幀 率同步采集被測物圖像，獲得不同采樣時刻被測物的瞬態空間三維信息，進而獲取被測物 4D模型(XYZ+Time)，對空間運動和變形的動態過程進行監測，其相對測量精度在1/1000- 1/20000。

本發明設置的一對相機，便是基于動態攝影測量技術，獲取果實圖像，進而測量果實尺寸數據，根據此數據判斷是否摘取當前果實。

但單純依靠動態攝影測量技術，也無法面對枝頭繁密的果實，特別是如附圖1所示，當果實出現前后重疊時，輪廓出現擴大化，極容易造成誤判。

因此，本發明使無人機保持懸停，保持機體方位參數不變，通過設置的倒八字型軌道，獲得兩組相機同步沿軌道運動，隨位置角度變化，攝取多組圖像進行比對，以確定重疊果實的真實尺寸，或最接近真實尺寸。

同時，通過雙目立體匹配(stereo matching)獲取果實相對相機的深度值。雙目匹配 采用三角測量原理完全基于圖像處理技術，通過尋找兩個圖像中的相同的特征點得到匹配 點，從而得到深度值。三角測量原理即目標點在左右兩幅視圖中成像的橫坐標之間存在的差 異(視差Disparity),與目標點到成像平面的距離成反比例的關系:Z＝ft/d；得到深度信息。

采摘裝置根據深度信息，準確抓取目標果實。