[发明专利]一种适用于水稻联合收割机的作物高度在线测量方法

权利要求书

1.一种适用于水稻联合收割机的作物高度在线测量方法，其特征在于：

双目相机获取被测物体的三维坐标，结合被测物体到实时地面平面距离，得到被测物体的实际高度数据；

将感兴趣区域中的高度数据划分为m个区间，作出直方图，计算直方图对应曲线上的n个极大值点，计算每个极大值点的簇中心权值λ_i，确定初始聚类中心和聚类数目，对高度数据进行聚类；

所述簇中心权值λ_i＝ρ_i×σ_i，i＝1，2，...，n，其中ρ_i为n个极大值点对应的极大值构成密度，且ρ_i＝f(x_i)，σ_i为极大值点x_i的最小距离，且σ_i＝min(|x_i-x_j|×m)，ρ_j＞ρ_i，i≠j，i，j＝1，2，…，n，其中m为区间个数；

将高度数据聚类结果中均值最大的类作为作物高度计算候选区域，所述候选区域和作物目标区域进行与运算，获得共同目标区域，将作物高度表示为：

其中，H_作物为作物高度，R_h为共同目标区域内的高度数据集，s为高度数据集中的数据个数。

2.根据权利要求1所述的适用于水稻联合收割机的作物高度在线测量方法，其特征在于，所述对高度数据进行聚类的具体过程为：

计算除初始聚类中心外其余高度数据分别到各个初始聚类中心的距离，确定距离最小值，将高度数据归为距离最小值对应的聚类中心所在类，其余高度数据遍历完成并归类后，分别对每一类高度数据计算均值，并将均值作为对应类新的聚类中心，计算所有高度数据分别到各个新的聚类中心的距离，将高度数据归为其距离最小值对应的聚类中心所在类，直至聚类中心变化小于设定阈值。

3.根据权利要求1所述的适用于水稻联合收割机的作物高度在线测量方法，其特征在于，所述初始聚类中心的确定过程为：

将所有簇中心权值降序排列，计算该极大值点与后一极大值点的差值，拐点之前的簇中心权值对应的极大值点为初始聚类中心。

4.根据权利要求3所述的适用于水稻联合收割机的作物高度在线测量方法，其特征在于，所述拐点为首次出现且差值小于阈值的极大值点。

5.根据权利要求1所述的适用于水稻联合收割机的作物高度在线测量方法，其特征在于，所述实时地面平面的获取过程为：从初始地面平面上选取三点，计算旋转后三点对应的新坐标，利用旋转后新坐标拟合平面，获得此时作业的实时地面平面。

6.根据权利要求1所述的适用于水稻联合收割机的作物高度在线测量方法，其特征在于，所述作物目标区域的获取过程为：对同时包含亮度和颜色信息的R、G、B分量进行归一化，由RGB颜色空间转换到rgb颜色空间，归一化、灰度化、图像分割，得到的二值化结果中包含作物目标区域。

7.根据权利要求1所述的适用于水稻联合收割机的作物高度在线测量方法，其特征在于，所述感兴趣区域为：距离割台2m的待收割区域中作物与双目相机距离小于5m的区域。