一种基于单目视觉的立木高度测量方法技术

本发明专利技术公开了一种基于单目视觉的立木高度测量方法。解决现有树高测量存在运算复杂、耗时较大，无法快速便捷检测立木高度的问题。方法包括对相机进行标定，获取相机内部参数，对输入图像进行立木轮廓提取，建立图像坐标系与世界坐标系距离的几何模型，获取立木图像深度关系式，建立高度像素坐标映射模型，获取待测目标高度关系式，根据相机拍摄高度与角度计算出立木高度。本发明专利技术测量成本低且工作效率高，只需采用现有智能手机，只需获取拍摄角度和拍摄高度，操作更加方便快捷。且本发明专利技术测量方法无需复杂的运算，耗时少，且算法精度高，自动化程度高，操作简单。

【技术实现步骤摘要】
一种基于单目视觉的立木高度测量方法
本专利技术涉及树木检测技术范围，尤其是涉及一种基于单目视觉的立木高度测量方法。
技术介绍
树木高度是评价立木质量和林木生长状况的重要标志之一，在森林资源调查中已成为一项必须的工作。树木测定工具及其算法作为获取基本测树因子的基本途径，其准确性、实用性极为重要，其现代化水平也体现了林业现代化水平[5]。目前，主流的测高仪器，如布鲁莱斯式测高器[6]因价格低廉、操作简单、能够满足一般精度的要求，应用较为广泛，但其受到需要测量水平距离的限制，在实际森林测量中容易受到遮挡的影响。三维激光扫描技术通过快速准确的获取物体三维坐标点云，达到树木高度快速精确自动测量的目的，但激光雷达测量具有设备成本高，不易携带且处理时间较长等缺点。近年来，机器视觉测量技术发展迅速，其在林业应用的深度与广度也在日益增大。目前主流的视觉测量系统可以分为两类，主要包括单目视觉测量系统和双目视觉测量系统。其中双目视觉测量系统的主要原理是利用两台相机从不同视觉对待测目标进行图像拍摄，通过两幅图像中相应的匹配点进行三维重建，从而获得待测目标在三维本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于单目视觉的立木高度测量方法，其特征在于：包括以下步骤，/nS1.对相机进行标定，获取相机内部参数；/nS2.对输入图像进行立木轮廓提取，获取立木高度像素差；/nS3.建立图像坐标系与世界坐标系距离的几何模型，获取立木图像深度关系式/n

【技术特征摘要】
1.一种基于单目视觉的立木高度测量方法，其特征在于：包括以下步骤，
S1.对相机进行标定，获取相机内部参数；
S2.对输入图像进行立木轮廓提取，获取立木高度像素差；
S3.建立图像坐标系与世界坐标系距离的几何模型，获取立木图像深度关系式



其中d为相机到待测目标深度值，h为镜头中心到地面的垂直水平高度，γ为相机的垂直俯视角，fy为图像平面y轴方向的焦距，v为图像坐标系中y轴坐标，v0为图像像平面y轴的主点；
S4.建立高度像素坐标映射模型，获取待测目标高度关系式



其中H为立木高度，yy′为立木高度像素差；
S5.根据相机拍摄高度与角度计算出立木高度。


2.根据权利要求1所述的一种基于单目视觉的立木高度测量方法，其特征是步骤S1中标定后获取的相机内部参数包括fx、fy、u0、v0，其中fx为图像平面x轴方向的焦距，u0为图像像平面x轴的主点。


3.根据权利要求1所述的一种基于单目视觉的立木高度测量方法，其特征是步骤S2具体过程包括：
S21.对输入图像进行预处理，获得突出立木图像特征的图像；
S22.对预处理后的图像进行前背景分割，获得立木轮廓图像；
S23.对立木轮廓图像进行扫描，获取立木轮廓图像的坐标分布情况；
S24.输出立木轮廓图像中的两个最值点，分别为立木轮廓在像平面坐标系下y轴的最大值和最小值，根据最值点计算出立木高度像素差。


4.根据权利要求1所述的一种基于单目视觉的立木高度测量方法，其特征是步骤S3中获取立木图像深度关系式的过程包括：
S31.根据相机成像原理，以及相机与地平面的关系建...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐爱俊，陈相武，
申请(专利权)人：浙江农林大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33