[发明专利]基于聚集度和Delaunay三角重构的巡回作业区域边界提取方法

说明书

一种基于聚集度和Delaunay三角重构的巡回作业区域边界提取方法。定义两个数据点相关度，基于等距压缩的加速优化算法：对数据点进行等距离压缩；感兴趣区域边界的精提取。1、数据点预处理，2、为点集S求取Delaunay三角网M，3.利用alpha‑shape算法求取点集S凹包的边列表。粗提取阶段充分利用了巡航作业点稠密的分布特性，提出聚集度计算的概念和应用等距压缩算法，有效提升巡航区域自动定位的速度。精提取阶段应用基于统计均值信息的alpha‑shape凹包边缘求取算法，自动将Delaunay三角剖分得到的不合理三角形进行识别并且删除，并确保了对于不同的三角形网格均具有较强的适应性，边缘提取的准确度大为提高。

技术领域

本发明涉及一种基于聚集度和Delaunay三角重构的巡回作业区域边界提取方法，属于视觉测量-感兴趣区域提取-二维点云边界提取技术领域。

背景技术

巡回作业区域测量系统广泛应用于生活、生产和国防领域，特别是在农机深耕作业面积测量、无人机农药喷洒、森林防火预警等存在多区域巡回作业需求的应用中尤甚。因此开发出高性能的作业区域测量系统具有十分重要的现实意义和经济意义。

巡回作业区域测量系统一般包括硬件系统和软件系统两个部分。硬件系统包括巡航器本体、摄像头、GPS接收设备和存储设备等器件组成。巡航器在指定工作区内完成巡回作业任务，摄像头用于工作人员查看巡航器的实际作业情况，GPS接收设备用于等间隔地记录巡航器的GPS坐标数据，并将其保存至存储设备中。每个巡航器在完成作业后将作业数据、GPS坐标数据统一上传至数据服务器中，供进一步分析和处理。软件系统包括实时数据采集存储系统、数据库服务系统和巡回作业区域测量软件系统等部分组成。巡回作业区域测量软件主要应用计算机图像识别技术实现巡回作业区域的定位和作业特征参数的计算(如作业面积、作业时长等)。衡量一个巡回作业区域测量软件系统性能好坏的主要指标有：边界提取准确度、误识率、识别速度、用户界面的友好性，产品的稳定性，易用性及可行性等。

一般的巡回作业区域测量软件主要由下面几个部分组成：

1、GPS数据输入与坐标转换

数据输入：巡航器运动的经纬度数据通过机载的GPS接收设备完成采集和存储，其存储格式如表-1所示。

表-1GPS数据点存储格式