[发明专利]一种基于无人机的公路绿化工程养护方法和系统

权利要求书

1.一种基于无人机的公路绿化工程养护方法，其特征在于，包括以下步骤：

利用无人机平台同时搭载多种影像传感器获取公路路域的多源航拍图像；

基于运动恢复形状和多视角立体视觉技术，根据所述多源航拍图像重建目标公路的三维信息，继而生成数字表面模型和拼接图像；

根据所述基于数字表面模型，生成冠层高度模型；进而对所述冠层高度模型进行分割，确定植被的位置和范围，得到植被的高度和株距；

根据获取的植被多源光谱信息，分别对所述拼接图像进行分割，得到相应的植被像素区域。

2.根据权利要求1所述的一种基于无人机的公路绿化工程养护方法，其特征在于，所述多种影像传感器，包括：

可见光相机、多光谱传感器、高光谱传感器和热红外相机。

3.根据权利要求1所述的一种基于无人机的公路绿化工程养护方法，其特征在于，所述利用无人机平台同时搭载多种影像传感器获取公路路域的多源航拍图像，包括：

在确定目标航拍路段之后，根据目标路段的实际情况，制定航拍计划；

设置飞行高度、飞行速度和相机的拍摄间隔参数以得到前后、左右相邻图像间合适的重叠度；

在场景内均匀放置多个地面控制点，并记录其准确位置信息；

在场景内放置多个光谱校正板，以便后期校正图像光谱信息；

航拍时段的天气状况为晴朗无风。

4.根据权利要求1所述的一种基于无人机的公路绿化工程养护方法，其特征在于，所述基于运动恢复形状和多视角立体视觉技术，根据所述多源航拍图像重建目标公路的三维信息，继而生成拼接图像，包括：

对图像进行预处理，在图像上提取特征点并进行匹配，根据相机位置计算并优化校准相机参数，结合地面控制点信息，生成稀疏三维点云和校准后的相机位置；

进行点云稠密化，基于估计的相机位置和稀疏点云，进行点云加密和过滤，生成密集的三维点云；

根据密集点云重建物体表面的三维多边形网格，即数字表面模型；

根据数字表面模型，进行网格纹理化和生成正射拼接图像。

5.根据权利要求4所述的一种基于无人机的公路绿化工程养护方法，其特征在于，所述数字表面模型、三维点云以及正射拼接图像中的对应元素具有相同的位置信息。

6.根据权利要求1所述的一种基于无人机的公路绿化工程养护方法，其特征在于，所述方法还包括：

基于数字表面模型，生成冠层高度模型，继而对冠层高度模型进行分割，确定植被的位置和范围，从而得到植被的高度和株距；

将多源拼接图像进行分割，分别得到植被区域。

7.根据权利要求1所述的一种基于无人机的公路绿化工程养护方法，其特征在于，所述方法还包括：

基于植被的位置、范围和高度，综合评估植被的结构状态，即是否侵入行车空间及遮挡行车视线，是否达到中央分隔带)植被防眩标准，并为植被修剪养护手段提供决策支持。

8.根据权利要求7所述的一种基于无人机的公路绿化工程养护方法，其特征在于，还包括：

基于已分割的植被范围的拼接图像像素，综合运用统计模型、机器学习算法构建识别和定量化植被水分状态、植被营养状态和植被病虫害状态的模型；根据构建的模型，评估植被的水分、营养和病虫害状态，并结合植被生长环境参数，从而为植被灌溉、施肥和施药养护手段提供决策支持。