带叶树木的安全防护策略获取方法、装置与电子设备制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供一种带叶树木的安全防护策略获取方法、装置与电子设备，其中该方法包括：获取带叶树木在多个视角下的地面激光雷达数据和彩色图像数据，并基于地面激光雷达数据，分割出带叶树木的点云数据；从各彩色图像数据中提取枝干图像，并通过对枝干图像的R、G、B颜色分量拟合直线，确定枝干分割判别条件；基于该枝干分割判别条件，从带叶树木的点云数据中分割出树木枝干的颜色数据及其对应的树木枝干点云数据，并基于此构建带叶树木的枝干三维模型；基于该枝干三维模型，对带叶树木进行动力学计算和分析，确定对带叶树木的安全防护策略。本发明专利技术实施例能够有效降低数据处理过程的复杂程度，从而有效提高处理效率和处理结果的准确度。

Acquisition Method, Device and Electronic Equipment of Safety Protection Strategy for Leaved Trees

【技术实现步骤摘要】
带叶树木的安全防护策略获取方法、装置与电子设备
本专利技术涉及三维点云数据处理和图像处理
，更具体地，涉及一种带叶树木的安全防护策略获取方法、装置与电子设备。
技术介绍
当风以极高的速度吹过树冠时，风携带的动能可能会超过树木的强度，从而可能导致树干断裂、树茎折断，甚至整棵树被连根拔起。树木的生长环境和枝干结构特征使得树木在大风或者风暴期间具有一定的不稳定性和破坏性，这将会对公共安全产生广泛的影响。目前在进行树木的安全防护时，一方面，需用惯性测量传感器等附着在树枝上，以不断测量树枝在自然风力作用下的一系列振动运动；另一方面，需用三维激光扫描仪扫描获取树木冠层数据，并通过手动的方式，凭经验剔除该树木冠层数据中非枝干的数据，以模拟出树木的枝干结构。最后在获取树木枝干结构模型和树枝振动运动数据的基础上，评估动态风荷载对树木施加的载荷是否在树冠能承受的范围内，从而能有效避免树木对公共安全产生的危害。但是，上述数据剔除和枝干结构建模过程都比较复杂，耗时费力，且准确度不高。
技术实现思路
为了克服上述问题或者至少部分地解决上述问题，本专利技术实施例提供一种带叶树木的安全防护策略获取方法、装置与电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带叶树木的安全防护策略获取方法，其特征在于，包括：获取带叶树木在多个视角下的地面激光雷达数据和彩色图像数据，并基于所述地面激光雷达数据，分割出所述带叶树木的点云数据；从各视角下的所述彩色图像数据中提取枝干图像，并通过对所述枝干图像的R、G、B颜色分量进行拟合直线，确定对所述带叶树木的枝干分割判别条件；基于所述枝干分割判别条件，从所述带叶树木的点云数据中分割出树木枝干的颜色数据，以分割出所述颜色数据对应的树木枝干点云数据，并基于所述树木枝干点云数据，构建所述带叶树木的枝干三维模型；基于所述枝干三维模型，对所述带叶树木进行动力学计算和分析，以确定针对所述带叶树木的安全防护策略。

【技术特征摘要】
1.一种带叶树木的安全防护策略获取方法，其特征在于，包括：获取带叶树木在多个视角下的地面激光雷达数据和彩色图像数据，并基于所述地面激光雷达数据，分割出所述带叶树木的点云数据；从各视角下的所述彩色图像数据中提取枝干图像，并通过对所述枝干图像的R、G、B颜色分量进行拟合直线，确定对所述带叶树木的枝干分割判别条件；基于所述枝干分割判别条件，从所述带叶树木的点云数据中分割出树木枝干的颜色数据，以分割出所述颜色数据对应的树木枝干点云数据，并基于所述树木枝干点云数据，构建所述带叶树木的枝干三维模型；基于所述枝干三维模型，对所述带叶树木进行动力学计算和分析，以确定针对所述带叶树木的安全防护策略。2.根据权利要求1所述的带叶树木的安全防护策略获取方法，其特征在于，所述通过对所述枝干图像的R、G、B颜色分量进行拟合直线，确定对所述带叶树木的枝干分割判别条件的步骤具体包括：提取各所述枝干图像的所述R、G、B颜色分量，并对所述R、G、B颜色分量按下式拟合G-R直线：Gcolor(Rcolor)＝k1Rcolor+c1；或者，对所述R、G、B颜色分量按下式拟合G-B直线：Gcolor(Bcolor)＝k2Bcolor+c2；式中，k1、k2分别为拟合G-R直线、G-B直线的斜率，c1、c2分别为拟合G-R直线、G-B直线的常数项，Rcolor、Gcolor、Bcolor分别为所述枝干图像的R、G、B颜色分量；相应的，根据拟合的所述G-R直线获取斜率k1，或者，根据拟合的所述G-B直线获取斜率k2，并相应的根据所述斜率k1，或者，所述斜率k2，结合所述带叶树木的点云数据，确定所述枝干分割判别条件。3.根据权利要求1所述的带叶树木的安全防护策略获取方法，其特征在于，所述通过对所述枝干图像的R、G、B颜色分量进行拟合直线，确定对所述带叶树木的枝干分割判别条件的步骤具体包括：提取各所述枝干图像的所述R、G、B颜色分量，并分别对所述R、G、B颜色分量按下式拟合G-R直线和G-B直线：G-R直线：Gcolor1(Rcolor)＝k1Rcolor+c1；G-B直线：Gcolor2(Bcolor)＝k2Bcolor+c2；式中，k1、k2分别为拟合G-R直线、G-B直线的斜率，c1、c2分别为拟合G-R直线、G-B直线的常数项，Rcolor、Gcolori、Bcolor分别为所述枝干图像的R、G、B颜色分量，i＝1,2；按给定计算公式，分别计算所述G-R直线的第一决定系数和所述G-B直线的第二决定系数，并通过比较所述第一决定系数和所述第二决定系数，确定所述G-R直线或者所述G-B直线的斜率作为分割系数；基于所述分割系数，确定所述枝干分割判别条件。4.根据权利要求3所述的带叶树木的安全防护策略获取方法，其特征在于，具体根据如下计算公式，计算所述第一决定系数和所述第二决定系数：式中，Ri2表示所述第一决定系数或所述第二决定系数，i＝1,2，Gcolorij表示所述枝干图像的G颜色分量观测值，表示所述观测值的平均值，表示根据所述G-R直线或者所述G-B直线估计的G颜色分量值，i＝1,2，n表示所述枝干图像的像素数。5.根据权利要求3或4所述的带叶树木的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘刚，郭彩玲，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11