[发明专利]一种避障无人机抵近林冠处观测林分结构的方法

说明书

本发明公开了一种避障无人机抵近林冠处观测林分结构的方法。在无人机机翼两侧安装一对倾斜向下的双目相机，利用双目基于特征匹配的深度测量原理，计算飞行方向障碍物三维坐标，将结果实时反馈给无人机飞控系统，由飞控系统操调节无人机的飞行高度，实现抵近林冠处航拍；通过连续圆形的飞行路线，实现林木的多角度拍摄，通过多片多角度连续摄影的方式构建森林的三维模型，实现林分结构的测量。

一、技术领域

本发明涉及一种观测林分结构的方法，特别是；一种利用可避障无人机抵近林冠处利用摄影测量观测的方法。

二、技术背景

随着林业调查信息化的不断发展，无人机摄影测量技术及三维建模越来越多的被应用在林业调查中，由于地形及树木生长情况的复杂性，传统的无人机为保证安全常常保持在一个相对较高的水平高度，且飞行方式为航带法条飞行，这导致了拍摄的照片上的林木分辨率及重叠度过低，无法通过树冠缝隙量测到地面及树木胸径，且缺乏多角度照片无法构建高精度三维立体模型。因此，在林业调查中，急需一种解决目前无人机抵近林冠处进行摄影测量和三维建模的技术和方法。

三、发明内容

为了克服传统无人机森林调查的局限性，使无人机实现对森林林分结构的快速精确测量，本发明提供了一种避障无人机抵近林冠处观测林分结构的方法。

主要发明内容：

在无人机机翼两侧安装一对倾斜向下的双目相机，利用双目基于特征匹配的深度测量原理，计算飞行方向障碍物三维坐标，将结果实时反馈给无人机飞控系统，由飞控系统操调节无人机的飞行高度，实现抵近林冠处航拍；通过连续圆形的飞行路线，实现林木的多角度拍摄，通过多片多角度连续摄影的方式构建森林的三维模型，实现林分结构的测量。

本项发明与现有方法相比具有以下优点：

(1)弥补了传统无人机森林调查的不足，实现了林分结构的全方位调查。

(2)实现大面积森林的精细三维建模调查，提高了调查精度。

四、附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1双目相机安放示意图

图2无人机飞行路线

五、具体实施方式：

(1)如图1所示，将双目相机对称安装在无人机机翼两侧，相机连线中点为飞控中心，相机主光轴与无人机中轴线在飞行方向平行，向地面倾斜45°。

(2)利用双目相机特征匹配，测量障碍物的三维坐标，并将障碍物坐标传输至飞行控制系统，飞行控制系统控制调整方向同时升降高度，实现无人机抵近树冠飞行。

(3)如图2所示，设计航线为连续前进的螺旋线，螺旋航线完整覆盖林地范围(如图ABCD构成的范围)，由于无人机抵近林木飞行，相片分辨率高，同时可透过树冠拍摄到地面及树干，利用多角度倾斜摄影测量建模技术可恢复整个林地的精细三维模型。通过林地的高精度三维模型可开展林分结构的精确测量。

本说明书未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。