[发明专利]一种田间玉米棒几何尺寸测量系统及方法

权利要求书

1.一种田间玉米棒几何尺寸测量系统，其特征在于，所述测量系统包括：多相机探头阵列、连接件、无人机和相机遥控器；

所述多相机探头阵列通过连接件与所述无人机连接；

所述无人机用于调整所述多相机探头阵列的拍摄位置；

所述多相机探头阵列包含多个相机，多个所述相机线性间隔排布；

所述相机遥控器分别与多个所述相机无线连接，多个所述相机用于在所述相机遥控器的远程遥控下同步采集待测玉米棒的图像。

2.根据权利要求1所述的田间玉米棒几何尺寸测量系统，其特征在于，所述多相机探头阵列还包括：视频摄像头和视频信号发射机；

所述视频摄像头设置在所述多相机探头阵列上；所述视频信号发射机设置在所述无人机上；

所述视频摄像头的信号输出端通过信号传输线与所述视频信号发射机连接；所述视频信号发射机与地面控制站连接；所述视频摄像头用于采集所述待测玉米棒的视频信息，并将所述视频信息通过所述视频信号发射机传输至所述地面控制站；所述地面控制站用于根据所述视频信息控制所述无人机的高度或航向，使所述多相机探头阵列与所述待测玉米棒处于同一水平面。

3.根据权利要求1所述的田间玉米棒几何尺寸测量系统，其特征在于，所述多相机探头阵列还包括：视频摄像头和无人机数据链；

所述视频摄像头设置在所述多相机探头阵列上；所述无人机数据链设置在所述无人机上；

所述视频摄像头的电源输入端与所述无人机的电源模块连接，所述视频摄像头的信号输出端通过信号传输线与所述无人机数据链连接；所述无人机数据链与地面控制站连接；所述视频摄像头用于采集所述待测玉米棒的视频信息，并将所述视频信息通过所述无人机数据链传输至所述地面控制站；所述地面控制站用于根据所述视频信息控制所述无人机的高度或航向，使所述视频摄像头与所述待测玉米棒处于同一水平面。

4.根据权利要求1所述的田间玉米棒几何尺寸测量系统，其特征在于，所述多相机探头阵列还包括：凹槽；

多个所述相机均固定在所述凹槽的内部；所述凹槽通过所述连接件与所述无人机连接。

5.根据权利要求1所述的田间玉米棒几何尺寸测量系统，其特征在于，所述连接件为伸缩式碳纤维杆；

所述伸缩式碳纤维杆的一端与所述多相机探头阵列连接，所述伸缩式碳纤维杆的另一端通过万向节与所述无人机连接。

6.一种田间玉米棒几何尺寸测量方法，其特征在于，所述测量方法包括：

通过多相机探头阵列的多个相机对田间的玉米棒进行同步采像，获取所述玉米棒的多个采集图像；

对多个所述采集图像进行双目校正，得到多个校正图像；

利用基于特征的立体匹配算法，对所述玉米棒的每个待测特征点在多个所述校正图像的对应点进行匹配，得到多个匹配图像；

根据多个所述匹配图像，利用多目立体视觉成像原理，确定所述玉米棒的每个待测特征点的空间位置坐标；

根据所述玉米棒的多个待测特征点的空间位置坐标，计算所述玉米棒的几何尺寸；所述玉米棒几何尺寸包括玉米棒的长度或玉米棒的直径。

7.根据权利要求6所述的田间玉米棒几何尺寸测量方法，其特征在于，所述通过多相机探头阵列的多个相机对田间的玉米棒进行同步采像，获取所述玉米棒的多个采集图像，之前还包括：

对每个所述相机进行单目标定，得到每个所述相机的内参数矩阵和畸变参数向量；

利用所述每个所述相机的内参数矩阵和畸变参数向量，对多个所述相机进行立体标定。

8.根据权利要求6所述的田间玉米棒几何尺寸测量方法，其特征在于，所述根据多个所述匹配图像，利用多目立体视觉成像原理，确定所述玉米棒的每个待测特征点的空间位置坐标，具体包括：

获取所述玉米棒的每个待测特征点在每个所述匹配图像的平面坐标；

根据每个所述待测特征点在每个所述匹配图像的平面坐标，确定每个所述待测特征点在多个所述匹配图像之间的三维视差坐标；

分别计算每个所述待测特征点的所有三维视差坐标的平均值作为每个所述待测特征点的空间位置坐标。