[发明专利]一种农作物秧苗定位方法

权利要求书

1.一种农作物秧苗定位方法，采用相机图像与激光雷达点云相融合的策略，其特征在于：包括以下步骤：

S1、固定相机与激光雷达的相对位置；

S2、对比相机的拍摄帧率与激光雷达的扫描频率，以二者中频率较低者为基准，间隔提取频率较高者获得的数据，数据提取频率设定为二者中的较低频率，采用时间戳作为相机与激光雷达在时间维度对齐的标准；将相机坐标系和激光雷达坐标系分别进行齐次变换，然后按照如下公式将激光雷达坐标系融合到图像坐标系，

q_i＝K[RT]p_i

其中，q_i代表即将投射到图像坐标系上的第i个雷达数据，K代表相机的内参矩阵，R代表将雷达坐标系融合到图像坐标系的旋转矩阵，T代表将雷达坐标系融合到图像坐标系的平移矩阵，p_i代表雷达坐标系中的第i个雷达数据；

S3、改进一次拍摄检测(SSD)模型，采用相机拍摄农田中包含作物秧苗的图像，训练作物秧苗识别模型，而后用一个矩形方框包围识别出的农作物秧苗；

S4、将激光雷达点云投射到相机图像上；

S5、根据S3中识别出农作物秧苗包围框的左上角点和右下角点的坐标，获得包围框的竖直中心线，以该竖直中心线为中轴，将包围框在宽度尺度上缩小至原包围框的三分之一；对该小包围框中的雷达点云进行筛选，当雷达点符合下式时，该雷达点将被用来做聚类运算；然后求取用来做聚类运算的所有雷达点的三维坐标值的平均值，继而生成一个新的空间坐标点；

f(x)-R_th≤L_dd≤f(x)+R_th

其中，f(x)代表根据种植模式和相机位置而获得的图像坐标系原点到农作物秧苗的平均距离，L_dd代表新的空间坐标点到图像坐标系原点的检测距离，R_th代表设定的阈值；

S6、输出农作物秧苗的空间位置坐标。

2.根据权利要求1所述的一种农作物秧苗定位方法，其特征在于：步骤S1中根据相机图像的尺度，调整激光雷达的扫描中心平面对准相机图像的中心高度。

3.根据权利要求1所述的一种农作物秧苗定位方法，其特征在于：步骤S3保留了经典SSD模型中最后1个特征图与输出层的链节，放弃了前5个特征图与最后输出层的链节。

4.根据权利要求1所述的一种农作物秧苗定位方法，其特征在于：对于步骤S3中拍摄的包含作物秧苗的图像，采用可视化的图像标定工具，标定图像中的目标农作物秧苗，并且生成对应的标签，忽视图像中的背景物体。