一种矮化密植果树冠层三维地图构建系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及一种矮化密植果树冠层三维地图构建系统，包括三目视觉相机、工控机和GPS，所述三目视觉相机安装在植保机械头部，所述GPS的卫星天线安装在所述植保机械的几何中心；所述三目视觉相机和GPS分别通过1394B接口和RS232接口与工控机电性相连。本发明专利技术通过长、短基线两套视觉系统同时对图像特征点检测与匹配，获得相机坐标系的空间坐标；工控机采集GPS的信息，转换到世界坐标系；将相机空间坐标转换到世界坐标系中；绕道果树另外一侧，按照同样的方法获取果树冠层点云坐标；两侧点云数据拼接，完成三维地图构建。本发明专利技术能够以较低的成本，创建较高精度的矮化密植果树冠层三维地图，为自走式植保机械的作业提供依据，避免了资源浪费，提高了农业机械的智能化水平。

Three dimensional map building system and method for dwarf and close planting fruit tree canopy

The invention relates to a fruit tree canopy close planting dwarf 3D map building system, including three vision camera, IPC and GPS, the three vision camera installed in the plant protection machine head, satellite antenna of the GPS installed in the geometric center of plant protection machinery; the three vision camera and GPS respectively by 1394B connected with the industrial control of electromechanical interface and RS232 interface. The long and short baseline vision system and two sets of image feature point detection and matching, obtain spatial coordinates camera coordinate system; industrial control computer collects the information of GPS, the conversion to the world coordinate system; the camera space coordinates to the world coordinates; bypass fruit trees on the other side, according to the same method to obtain the fruit of cloud the coordinate points on both sides of the canopy; point cloud data connection, complete 3D map building. The invention can lower the cost, to create a high precision 3D map canopy dwarfing close planting, provide the basis for self-propelled plant protection machinery operation, to avoid the waste of resources, improve the level of intelligent agricultural machinery.

【技术实现步骤摘要】
一种矮化密植果树冠层三维地图构建系统和方法
本专利技术涉及一种智能化农机装备，尤其是一种适用于矮化密植果树的机械运行时构建果树冠层三维地图的系统和方法，具体的说是一种矮化密植果树冠层三维地图构建系统和方法。
技术介绍
具有复式作业功能的自主导航植保机械能够在行驶过程中执行两种或两种以上的作业任务，如除草、施肥、喷雾等，能够大大提高作业效率。但是施肥和喷雾作业需要测得精准的果树冠层位置及体积等信息，依此调节肥量和雾量，实现变量作业，避免造成资源浪费。目前，常用的冠层信息检测方式是采用二维激光雷达周期性扫描，可以确定冠层截面，但是较难确定冠层体积。若采用三维激光雷达，则又价格昂贵，增加使用成本。因此，需要设计一种既能够准确测定冠层体积，又可不大幅增加成本的设备和方法，为智能农机的发展创造有利条件。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种矮化密植果树冠层三维地图构建系统和方法，可以有效提高对果树冠层测量的准确性，同时，又可节约成本，提高效益。本专利技术的技术方案是：一种矮化密植果树冠层三维地图构建系统，包括三目视觉相机、工控机和GPS，所述三目视觉相机安装在植保机械头部，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种矮化密植果树冠层三维地图构建系统，包括三目视觉相机、工控机和GPS，其特征是所述三目视觉相机安装在植保机械头部，距离地面高度1.2±0.1m，光轴与地面呈30±5°夹角；所述GPS的卫星天线安装在所述植保机械的几何中心；所述三目视觉相机和GPS分别通过1394B接口和RS232接口与所述工控机相连，使该工控机能够控制所述三目视觉相机和GPS采集和传输信息。

【技术特征摘要】
1.一种矮化密植果树冠层三维地图构建系统，包括三目视觉相机、工控机和GPS，其特征是所述三目视觉相机安装在植保机械头部，距离地面高度1.2±0.1m，光轴与地面呈30±5°夹角；所述GPS的卫星天线安装在所述植保机械的几何中心；所述三目视觉相机和GPS分别通过1394B接口和RS232接口与所述工控机相连，使该工控机能够控制所述三目视觉相机和GPS采集和传输信息。2.根据权利要求1所述的矮化密植果树冠层三维地图构建系统，其特征是所述三目视觉相机包括左、中和右三个相机，其中，右相机和中相机组合成短基线双目视觉系统，右相机和左相机组合成长基线双目视觉系统；该两套视觉系统空间坐标系原点均位于右相机光心，水平向右为x轴正方向，垂直向下为y轴正方向，按照右手定则确定z轴正方向。3.根据权利要求1所述的矮化密植果树冠层三维地图构建系统，其特征是所述短基线双目视觉系统中的短基线长度为10cm，所述长基线双目视觉系统中的长基线长度为20cm。4.根据权利要求1所述的矮化密植果树冠层三维地图构建系统，其特征是所述GPS为RT...

【专利技术属性】
技术研发人员：田光兆，顾宝兴，王海青，周俊，安秋，
申请(专利权)人：南京农业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32