[发明专利]基于图像的立木信息采集方法和装置

权利要求书

1.一种基于图像的立木信息采集方法，其特征在于，所述方法包括：

获取摄像头的标定参数，所述标定参数为：世界坐标系与图像坐标系之间的坐标变换参数；

获取基于所述标定参数而拍摄的包含有被测立木的图像；

计量所述图像中的被测立木的被测参数所对应的像素数量；

根据被测参数所对应的像素数量、基于所述标定参数而拍摄的图像中的参照物所对应的像素数量以及基于所述标定参数反算出的所述参照物在世界坐标系中的坐标计算被测立木的被测参数。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述标定参数包括：外参数和内参数，其中，所述外参数为世界坐标系与摄像头坐标系之间的坐标变换参数，所述内参数为摄像头坐标系与图像坐标系之间的坐标变换参数。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取摄像头的标定参数的步骤包括：

利用所述摄像头拍摄包含有标定板的图像；

获取所述标定板中的多个目标点在世界坐标系中的坐标以及多个目标点在图像坐标系中的坐标；

根据所述多个目标点在世界坐标系中的坐标、在图像坐标系中的坐标以及下述公式计算所述摄像头的标定参数：

其中，s_x表示图像的水平比例因子，d_x和d_y表示在X方向和Y方向上该摄像头的相邻图像传感器之间的中心距离，且d_x′＝d_x×N_cx/N_fx，N_cx表示该摄像头在X方向上设置的图像传感器的数量，N_fx表示图像中的一行所包含的像素数量，X_f和Y_f表示三维摄像头坐标系中的坐标点(x，y，z)映射到图像坐标系中的坐标，C_x和C_y表示存储图像的帧存储器中心的像素列数和行数，k₁表示镜头径向畸变系数，且R表示在将世界坐标系转换成与摄像头坐标系一致的姿态时，世界坐标系绕其原点所旋转的矩阵，f表示摄像头的拍摄焦距，x_w、y_w和z_w表示世界坐标系中的坐标，且T表示世界坐标系中的原点O_w在摄像头坐标系中的坐标，r²＝X_d²+Y_d²，X_d和Y_d表示三维摄像头坐标系中的(x，y，z)坐标变换到实际图像物理坐标系中的坐标。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述获取基于所述标定参数而拍摄的包含有被测立木的图像的步骤包括：

在针对一棵被测立木拍摄图像时，使该被测立木的拍摄距离与所述标定板的拍摄距离相同，并使该被测立木的拍摄焦距与所述标定板的拍摄焦距相同；或者

在针对在水平方向上排列成一排的多棵被测立木拍摄图像时，使位于中间的被测立木的拍摄距离与所述标定板的拍摄距离相同，并使被测立木的拍摄焦距与所述标定板的拍摄焦距相同；或者

在针对没有在水平方向上排列成一排的多棵被测立木拍摄图像时，使距离摄像头最近的被测立木的拍摄距离与所述标定板的拍摄距离相同，并使被测立木的拍摄焦距与所述标定板的拍摄焦距相同。