[发明专利]植物三维结构的重建方法、装置、电子设备及存储介质

说明书

本发明提供了一种植物三维结构的重建方法、装置、电子设备及存储介质，包括：获取待重建区域的地理信息；根据所述地理信息绘制所述待重建区域的交叉环绕航线，以使无人机按照所述交叉环绕航线执行图像采集任务，得到所述待重建区域处的植物多视角图像集合；其中，所述交叉环绕航线包括多个单圈环绕航线，相邻两个单圈环绕航线之间重叠；根据所述植物多视角图像集合，对所述待重建区域内种植的植物进行三维结构重建处理，得到所述待重建区域对应的植物三维结构。本发明可以高效、灵活、低成本、精准地构建植物三维结构。

技术领域

本发明涉及植物三维重建技术领域，尤其是涉及一种植物三维结构的重建方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

为提高粮食的产量，作物的改良育种至关重要，作物的改良育种需要高通量获取大面积植物三维结构信息，传统的植物三维结构数据获取大都依赖于人工完成，其耗时费力，且人为主观因素过大，得到的数据可靠性较低。

随着农业信息化的发展，国内外研究者利用不同类型的传感器来获取植物的三维结构，其中最常用的就是激光雷达。激光雷达是一种主动三维技术，能获取植物的精准三维结构。激光雷达按照搭载平台的不同分为地基激光雷达以及龙门激光雷达：地基激光雷达是将激光雷达搭载在三脚架上来探测植物三维结构的方法，其具有高精度，但是对于大面积田间植物而言，地基激光雷达将非常费时；龙门激光雷达是将激光雷达搭载在龙门架上获取大面积植物三维结构的方法，其精度高、且能获取大面积植物三维结构，但是其造价高昂且灵活性较差。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种植物三维结构的重建方法、装置、电子设备及存储介质，可以高效、灵活、低成本、精准地构建植物三维结构。

第一方面，本发明实施例提供了一种植物三维结构的重建方法，包括：获取待重建区域的地理信息；根据所述地理信息绘制所述待重建区域的交叉环绕航线，以使无人机按照所述交叉环绕航线执行图像采集任务，得到所述待重建区域处的植物多视角图像集合；其中，所述交叉环绕航线包括多个单圈环绕航线，相邻两个单圈环绕航线之间重叠；根据所述植物多视角图像集合，对所述待重建区域内种植的植物进行三维结构重建处理，得到所述待重建区域对应的植物三维结构。

在一种实施方式中，根据所述地理信息绘制所述待重建区域的交叉环绕航线，包括：获取无人机搭载的图像采集设备的设备参数；根据所述设备参数，确定单圈环绕航线的半径和圈内重叠率；其中，所述圈内重叠率表示单圈环绕航线所包含的航点个数；基于所述地理信息、所述半径、所述圈内重叠率和预设的圈间重叠率，绘制所述待重建区域的交叉环绕航线；其中，所述圈间重叠率表示相邻两个所述单圈环绕航线之间的重叠率。

在一种实施方式中，所述设备参数包括镜头倾斜角度、像素尺寸和焦距；根据所述设备参数，确定单圈环绕航线的半径，包括：将所述焦距与预设地面采样距离的乘积，与所述镜头倾斜角度的正弦值与所述像素尺寸的乘积之间的商值，确定为航线高度；其中，所述地理信息包括数字表面模型，所述航线高度表示所述交叉环绕航线相对于所述数字表面模型的高度；计算所述航线高度与所述镜头倾斜角度的正切值之间的商值，得到单圈环绕航线的半径。

在一种实施方式中，所述设备参数还包括镜头视场；根据所述设备参数，确定单圈环绕航线的圈内重叠率，包括：将所述镜头视场与指定数值的差值，与所述单圈环绕航线对应的预设图像采集数量与所述镜头视场的乘积之间的商值，确定为单圈环绕航线的圈内重叠率。

在一种实施方式中，所述地理信息还包括所述待重建区域对应的位置范围；基于所述地理信息、所述半径、所述圈内重叠率和预设的圈间重叠率，绘制所述待重建区域的交叉环绕航线，包括：根据预设的圈间重叠率，确定相邻两个所述单圈环绕航线之间的圆心间距；基于所述半径、所述圆心间距和所述圈内重叠率，在所述位置范围内绘制多个单圈环绕航线，以得到所述待重建区域的交叉环绕航线。

在一种实施方式中，根据预设的圈间重叠率，确定相邻两个所述单圈环绕航线之间的圆心间距，包括：按照如下公式确定相邻两个所述单圈环绕航线之间的圆心间距：