[发明专利]农作物冠层整齐度的自动测量方法及装置

权利要求书

1.一种农作物冠层整齐度的自动测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、获取农作物冠层图像；

S2、利用双目图像重建技术计算所述农作物冠层图像的三维点云数据；

S3、从所述三维点云数据中分离出农作物的行向点云数据；

S4、依据所述行向点云数据，计算农作物冠层整齐度的基础数据；

S5、依据所述基础数据计算农作物冠层整齐度指标。

2.如权利要求1所述的自动测量方法，其特征在于，步骤S3中包含步骤：

S31、依据所述农作物冠层图像的像素点的灰度值，从所述农作物冠层图像的像素点中分离出行向像素点；

S32、遍历所述行向像素点，以预订阈值对图像二值化，得到二值图像；

S33、对所述二值图像进行滤波去噪，去除孤岛像素，填充中间孔洞的操作后；与二值图像中白色像素对应的三维点云既是农作物行向点云数据。

3.如权利要求2所述的自动测量方法，其特征在于，步骤S4中包含步骤：

S41、将所述行向像素点使用最小二乘法，拟合出一条行向直线；

S42、将所述行向直线映射到所述三维点云数据中，以所述行向直线为中心轴，以预设半径的圆柱体内的冠层点云数据做为计算农作物冠层整齐度的基础数据。

4.如权利要求3所述的自动测量方法，其特征在于，步骤S5中包含：

S51、计算所述基础数据所包含空间点集的最小外包长方体；

S52、将所述最小外包长方体等分为2ⁿ个等分长方体，遍历每一等分长方体，对包含在每一等分长方体中的点云数据进行平面拟合，获得平面集合；

S53、计算所述平面集合中的平面与该平面的上下、前后、左右相邻的平面所形成的夹角α，以及所述平面与相邻平面的中心距离d_p，并计算所述平面与相邻平面的距离函数f；

S54、对所述距离函数f进行判断，若f小于阈值M，则合并所述平面与相邻平面；

S55、重复步骤S53～S54的操作，当所述平面集合中的任一平面距离函数f大于等于阈值M时，合并截止；并将所述平面集合中占据长方体个数小于阀值N的的平面去除。

5.如权利要求4所述的自动测量方法，其特征在于，步骤S53中计算距离函数f的表达式为：

f=e1α90+e2dplen]]>

式中，e₁=0.7，e₂=0.3，len是所述基础数据所包含空间点集的最小外包长方体长边的

6.如权利要求4所述的自动测量方法，其特征在于，步骤S54中合并所述平面与相邻平面的方法为：用两个相邻等分长方体中的点云拟合新的平面带代替原有平面。

7.如权利要求4所述的自动测量方法，其特征在于，步骤S5中计算农作物冠层整齐度指标的表达式为：

Uni=Σi=164piepi]]>

式中，p=t/sump,表示每个长方体中平面出现的概率，其中t=0或1，sump为平面个数之和。

8.如权利要求4所述的自动测量方法，其特征在于，步骤S5中的阈值M为0.45，阈值N为4。

9.一种农作物冠层整齐度的自动测量装置，其特征在于，包括以下模块：

获取冠层图像模块，通过双目立体相机获取农作物冠层图像；

计算三维点云数据模块，利用双目图像重建技术计算所述农作物冠层图像的三维点云数据；

分离行向点云数据模块，从所述三维点云数据中分离出农作物的行向点云数据；

计算基础数据模块，依据所述行向点云数据，计算农作物冠层整齐度的基础数据；

计算冠层整齐度指标模块，依据所述基础数据计算农作物冠层整齐度指标。