[发明专利]用于收获机械割台高度自动控制的冠层高度在线探测方法

权利要求书

1.一种用于收获机械割台高度自动控制的冠层高度在线探测方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、通过激光雷达获取收割机前方作物的点云数据，将激光雷达输出的点云数据从极坐标转换到世界坐标系内；

(2)、建立感兴趣区，将感兴趣区以外的点云数据剔除；

(3)、去除点云数据中的噪音点；

(4)、将步骤(3)获得的点云数据所在坐标系O-XYZ的XOY水平面划分为多个尺寸一致的单元格，以每个单元格为底面，建立多个直方体，在每个直方体内分别寻找高程值最大的点云，将寻找到的点云均作为第一控制点，将所有第一控制点映射到XOY平面上，基于XOY平面上的第一控制点并采用Delaunay不规则三角网生成法建立数字表面模型；

(5)、将步骤(3)获得的点云数据所在坐标系O-XYZ的XOY水平面划分为多个尺寸一致的单元格，以每个单元格为底面，建立多个直方体，在每个直方体内分别寻找高程值最小的点云，将寻找到的点云作为第二控制点，将所有第二控制点映射到XOY平面上，基于XOY平面上的第二控制点并采用Delaunay不规则三角网生成法建立数字地面模型；

(6)、将数字表面模型减去数字地面模型，得到冠层高度模型，进而获得冠层高度。

2.根据权利要求1所述的用于收获机械割台高度自动控制的冠层高度在线探测方法，其特征在于：

所述的步骤(1)具体包括：

将激光雷达安装在收割机中间位置，分别建立激光雷达坐标系O_L-X_LY_LZ_L和收割机坐标系O_V-X_VY_VZ_V；

通过激光雷达获取收割机前方作物的点云数据，将激光雷达输出的点云数据从极坐标转换到激光雷达笛卡尔坐标系O_L-X_LY_LZ_L内，将激光雷达坐标系O_L-X_LY_LZ_L内的点云数据转换到收割机坐标系O_V-X_VY_VZ_V内；将收割机坐标系O_V-X_VY_VZ_V内的点云数据转换到世界坐标系O-XYZ内。

3.根据权利要求2所述的用于收获机械割台高度自动控制的冠层高度在线探测方法，其特征在于：

所述的步骤(2)具体包括：

将收割机前方的一定范围设为感兴趣区，剔除感兴趣区以外的点云数据；

所述的步骤(3)具体包括：

设定强度阈值，滤除点云数据中反射强度小于强度阈值的点云数据，并采用KD-Tree点云去噪方法去除点云数据中的噪音点。

4.根据权利要求1所述的用于收获机械割台高度自动控制的冠层高度在线探测方法，其特征在于：

所述步骤(4)中基于XOY平面上的第一控制点并采用Delaunay不规则三角网生成法建立数字表面模型具体为：

(4.1)、将映射到XOY平面上的所有第一控制点放入点集中，将点集划分为两个点数相等的子点集；

(4.2)、在子点集中构造Delaunay三角网；

(4.3)、分别连接两个子点集所构成的Delaunay三角网的底线和顶线；

(4.4)、从底线到顶线合并两个子点集的Delaunay三角网，并利用Lawson局部优化算法对合并后的三角网进行优化，得到符合Delaunay规则的三角网；

(4.5)、将步骤(4.4)最终生成的三角网映射到O-XYZ三维空间坐标系中，得到数字表面模型。

5.根据权利要求1所述的用于收获机械割台高度自动控制的冠层高度在线探测方法，其特征在于：

所述步骤(5)中基于XOY平面上的第二控制点并采用Delaunay不规则三角网生成法建立数字地面模型具体为：

(5.1)、将映射到XOY平面上的所有第二控制点放入点集中，将点集划分为两个点数相等的子点集；

(5.2)、在子点集中构造Delaunay三角网；

(5.3)、分别连接两个子点集所构成的Delaunay三角网的底线和顶线；

(5.4)、从底线到顶线合并两个子点集的Delaunay三角网，并利用Lawson局部优化算法对合并后的三角网进行优化，得到符合Delaunay规则的三角网；

(5.5)、将步骤(5.4)最终生成的三角网映射到O-XYZ三维空间坐标系中，得到数字地面模型。