[發明專利]一種適用于水稻聯合收割機的作物高度在線測量方法

有效

• 申請號: 202110563040.7
• 申請日: 2021-05-24
• 公開（公告）號: CN113418456B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發明（設計）人: 魏新華;張敏;李林
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: G01B11/06
• 分類號: G01B11/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種適用于水稻聯合收割機的作物高度在線測量方法，其特征在于：

雙目相機獲取被測物體的三維坐標，結合被測物體到實時地面平面距離，得到被測物體的實際高度數據；

將感興趣區域中的高度數據劃分為m個區間，作出直方圖，計算直方圖對應曲線上的n個極大值點，計算每個極大值點的簇中心權值λ_i，確定初始聚類中心和聚類數目，對高度數據進行聚類；

所述簇中心權值λ_i＝ρ_i×σ_i，i＝1，2，...，n，其中ρ_i為n個極大值點對應的極大值構成密度，且ρ_i＝f(x_i)，σ_i為極大值點x_i的最小距離，且σ_i＝min(|x_i-x_j|×m)，ρ_j＞ρ_i，i≠j，i，j＝1，2，…，n，其中m為區間個數；

將高度數據聚類結果中均值最大的類作為作物高度計算候選區域，所述候選區域和作物目標區域進行與運算，獲得共同目標區域，將作物高度表示為：

其中，H_作物為作物高度，R_h為共同目標區域內的高度數據集，s為高度數據集中的數據個數。

2.根據權利要求1所述的適用于水稻聯合收割機的作物高度在線測量方法，其特征在于，所述對高度數據進行聚類的具體過程為：

計算除初始聚類中心外其余高度數據分別到各個初始聚類中心的距離，確定距離最小值，將高度數據歸為距離最小值對應的聚類中心所在類，其余高度數據遍歷完成并歸類后，分別對每一類高度數據計算均值，并將均值作為對應類新的聚類中心，計算所有高度數據分別到各個新的聚類中心的距離，將高度數據歸為其距離最小值對應的聚類中心所在類，直至聚類中心變化小于設定閾值。

3.根據權利要求1所述的適用于水稻聯合收割機的作物高度在線測量方法，其特征在于，所述初始聚類中心的確定過程為：

將所有簇中心權值降序排列，計算該極大值點與后一極大值點的差值，拐點之前的簇中心權值對應的極大值點為初始聚類中心。

4.根據權利要求3所述的適用于水稻聯合收割機的作物高度在線測量方法，其特征在于，所述拐點為首次出現且差值小于閾值的極大值點。

5.根據權利要求1所述的適用于水稻聯合收割機的作物高度在線測量方法，其特征在于，所述實時地面平面的獲取過程為：從初始地面平面上選取三點，計算旋轉后三點對應的新坐標，利用旋轉后新坐標擬合平面，獲得此時作業的實時地面平面。

6.根據權利要求1所述的適用于水稻聯合收割機的作物高度在線測量方法，其特征在于，所述作物目標區域的獲取過程為：對同時包含亮度和顏色信息的R、G、B分量進行歸一化，由RGB顏色空間轉換到rgb顏色空間，歸一化、灰度化、圖像分割，得到的二值化結果中包含作物目標區域。

7.根據權利要求1所述的適用于水稻聯合收割機的作物高度在線測量方法，其特征在于，所述感興趣區域為：距離割臺2m的待收割區域中作物與雙目相機距離小于5m的區域。