[发明专利]一种植物三维结构及光谱信息的同步测量系统及测量方法

权利要求书

1.一种植物三维结构及光谱信息的同步测量系统，其特征在于，包括：

采集装置和处理中心；

其中，所述采集装置用于同步采集植物的高光谱图像、全色图像和双目RGB图像，并将所述高光谱图像、所述全色图像和所述双目RGB图像发送至所述处理中心；

所述处理中心用于接收所述高光谱图像、所述全色图像和所述双目RGB图像，并对所述高光谱图像、所述全色图像和所述双目RGB图像进行处理进而获得所述植物的三维结构及光谱信息。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述采集装置集成有面阵式成像高光谱传感器、全色图像传感器、双目RGB相机和单片机；

其中，所述面阵式成像高光谱传感器用于采集所述植物的预设波段的高光谱图像；

所述全色图像传感器用于采集所述植物的全色图像；

所述双目RGB相机用于采集所述植物的双目RGB图像，所述双目RGB相机由两台同型号的RGB相机构成；

所述单片机用于统一控制所述面阵式成像高光谱传感器、所述全色图像传感器和所述双目RGB相机的曝光时间，并将所述高光谱图像、所述全色图像和所述双目RGB图像发送至所述处理中心。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述全色图像传感器和所述RGB相机的像素数和成像速率相同。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述处理中心在用于对所述高光谱图像、所述全色图像和所述双目RGB图像进行处理进而获得所述植物的三维结构及光谱信息时，具体用于：

对所述RGB相机采集的所述双目RGB图像进行实时计算，包括内定向、同名点匹配、空三加密及所述RGB相机的外方位元素计算，生成三维点云数据，从而获取所述植物的三维结构信息；

利用空间光谱融合算法将所述面阵式成像高光谱传感器采集的所述高光谱图像和所述全色图像传感器采集的所述全色图像进行实时融合，生成融合高光谱数据，从而获取所述植物的光谱信息；

利用传感器定标参数获取所述双目RGB图像和所述高光谱图像的空间对应关系，利用所述外方位元素获取所述双目RGB图像与所述三维点云数据的对应关系，进而建立所述三维点云数据与所述融合高光谱数据的对应关系，从而获取所述植物的所述三维结构信息及对应的所述光谱信息。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

定标装置，所述定标装置用于对所述面阵式成像高光谱传感器、所述全色图像传感器和所述双目RGB相机进行统一空间定标，以所述面阵式成像高光谱传感器为中心，分别标出所述面阵式成像高光谱传感器、所述全色图像传感器和所述双目RGB相机的成像中心位置坐标，获取传感器定标参数；并将所述传感器定标参数发送至所述处理中心。

6.一种植物三维结构及光谱信息的同步测量方法，其特征在于，包括：

利用采集装置同步采集植物的高光谱图像、全色图像和双目RGB图像，并将所述高光谱图像、所述全色图像和所述双目RGB图像发送至处理中心；

所述处理中心接收所述高光谱图像、所述全色图像和所述双目RGB图像，并对所述高光谱图像、所述全色图像和所述双目RGB图像进行处理进而获得所述植物的三维结构及光谱信息。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述采集装置集成有面阵式成像高光谱传感器、全色图像传感器、双目RGB相机和单片机，所述利用采集装置同步采集植物的高光谱图像、全色图像和双目RGB图像，并将所述高光谱图像、所述全色图像和所述双目RGB图像发送至处理中心具体包括：

利用面阵式成像高光谱传感器采集所述植物的预设波段的高光谱图像；

利用全色图像传感器采集所述植物的全色图像；

利用双目RGB相机采集所述植物的双目RGB图像，所述双目RGB相机由两台同型号的RGB相机构成；

利用单片机统一控制所述面阵式成像高光谱传感器、所述全色图像传感器和所述双目RGB相机的曝光时间，并将所述高光谱图像、所述全色图像和所述双目RGB图像发送至所述处理中心。