[发明专利]林木的修整策略获取方法、装置与电子设备有效

专利信息
申请号: 201910343151.X 申请日: 2019-04-26
公开(公告)号: CN110070550B 公开(公告)日: 2021-09-28
发明(设计)人: 刘刚;郭彩玲 申请(专利权)人: 中国农业大学
主分类号: G06T7/11 分类号: G06T7/11;G06T7/62;G06T7/90;G06T11/00;G06T11/20
代理公司: 北京路浩知识产权代理有限公司 11002 代理人: 王庆龙;周永君
地址: 100193 *** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 林木 修整 策略 获取 方法 装置 电子设备
【权利要求书】:

1.一种林木的修整策略获取方法,其特征在于,包括:

基于待修整林木的地面激光雷达数据,分割出所述待修整林木的点云数据;

基于所述待修整林木的点云数据,分别选取出所述待修整林木中各单株树木的点云数据,并将所述单株树木的点云数据向垂直地面方向正投影,获取正投影点云图像;

基于所述正投影点云图像,构建天空区域的彩色图像,并基于所述彩色图像中孔隙像素数和天空区域的像素总数,计算所述单株树木的冠层孔隙度值,所述天空区域完整覆盖所述单株树木的正投影点云图像;

基于各所述单株树木的冠层孔隙度值以及各所述单株树木对应的修整标准,获取对所述待修整林木的修整策略;

所述将所述单株树木的点云数据向垂直地面方向正投影的步骤具体包括:

遍历所述单株树木的点云数据中的所有点,对遍历到的任意一点,基于所述任意一点的点云坐标获取所述任意一点在地面平面的正投影坐标,并基于所述正投影坐标在地面平面上绘制正投影点;

基于所有正投影点构成的正投影点集,截屏抓取正投影图像完成向垂直地面方向的正投影;

所述基于所述正投影点云图像,构建天空区域的彩色图像的步骤具体包括:

以所述正投影点云图像的中心为圆心,由内向外等间隔绘制多个同心圆环,直至所有所述同心圆环覆盖所述正投影点云图像的面积比例达到设定阈值,则以所有所述同心圆环的覆盖区域作为所述天空区域,并基于所述天空区域,绘制所述彩色图像;

所述绘制所述彩色图像的步骤具体包括:

以地面平面为XOY平面,利用下式分别计算所述天空区域的半径和所述圆心的坐标:

式中,R表示所述天空区域的半径,xmax、xmin分别表示所有正投影点沿x方向的最大坐标值和最小坐标值,ymax、ymin分别表示所有正投影点沿y方向的最大坐标值和最小坐标值,C(xc,yc)表示所述圆心的坐标;

将所述天空区域的半径按给定数量等分,获取所述等间隔的间隔尺寸,并基于所述间隔尺寸,获取各所述同心圆环的半径;

以所述圆心为圆心,根据各所述同心圆环的半径绘制各所述同心圆环,并设置所述正投影点的颜色为第一色彩,设置所述同心圆环内未覆盖到所述正投影点的区域的颜色为第二色彩,设置所述同心圆环外的颜色为第三色彩,绘制所述彩色图像;

相应的,所述计算所述单株树木的冠层孔隙度值的步骤具体包括:

将所述彩色图像进行灰度化处理,其中像素灰度值gray的计算公式如下:

gray=0.2989R+0.5870G+0.1140B;

式中,R、G、B分别表示所述彩色图像的对应彩色分量值;

基于灰度化处理后的彩色图像,分别统计所述第二色彩和所述第三色彩分别对应的像素数,并按下式计算所述单株树木的冠层孔隙度值:

式中,CGFr表示所述单株树木的冠层孔隙度值,Nsky表示所述孔隙像素数,Nregion表示天空区域的像素总数,M×N表示所述正投影点云图像的尺寸,M×N=(xmax-xmin)×(ymax-ymin),N2和N3分别表示所述第二色彩和所述第三色彩分别对应的像素数。

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