[发明专利]果树冠层靶标探测装置、方法、计算设备及存储介质

权利要求书

1.一种果树冠层靶标探测装置，其特征在于，所述装置包括壳体、面阵激光雷达、九轴姿态传感器、旋转编码器和处理器；

所述面阵激光雷达设置在壳体上，用于采集果树冠层深度信息；

所述九轴姿态传感器设置在壳体内，用于采集壳体的姿态角；

所述旋转编码器，用于采集壳体的移动距离；

所述处理器分别与面阵激光雷达、九轴姿态传感器、旋转编码器连接，用于根据壳体的姿态角和壳体的移动距离，采用数据标准化处理算法处理果树冠层深度信息，并采用果树冠层靶标判别算法，提取出果树冠层靶标对象；

所述采用数据标准化处理算法处理果树冠层深度信息，并采用果树冠层靶标判别算法，提取出果树冠层靶标对象，具体包括：

对果树冠层深度信息进行数据标准化处理，如下：

其中，(r″_ij,w_ij,h_ij)为果树冠层与壳体之间以标准坐标系oxyz为坐标系的标准化距离数据；r_ij′表示单个采集点的测量距离，1≤i≤M，1≤j≤N；H表示壳体的安装高度；d表示壳体的移动距离；R_p、R_r、R_δ、R_θ、表示旋转矩阵，(p,r,δ)表示测量坐标系为o′x′y′z′与标准坐标系oxyz之间的偏差角，表示壳体的航向角、θ表示壳体的俯仰角，γ表示壳体的横滚角；

根据r″_ij的计算结果，建立果树冠层探测距离矩阵，如下：

采用最小值搜索算法，提取果树冠层探测距离矩阵T″的最小值r″_min，如下：

r″_min＝minT″

将果树冠层探测距离矩阵T″中大于探测门限值r″_th的元素置零，得到果树冠层靶标对象矩阵T，如下：

其中，

所述探测门限值r″_th的设置如下：

其中，F为果树冠层的平均直径。

2.根据权利要求1所述的果树冠层靶标探测装置，其特征在于，所述面阵激光雷达采用多点阵列的方式采集果树冠层深度信息，其采集面阵大小为M×N；其中，M≥2，N≥2。

3.根据权利要求2所述的果树冠层靶标探测装置，其特征在于，所述面阵激光雷达所在的测量坐标系为o′x′y′z′，每个采集点的测量角度与x′、y′、z′轴之间的夹角为(a′_ij,b′_ij,c′_ij)，测量坐标系为o′x′y′z′与标准坐标系oxyz之间的偏差角为(p,r,δ)；其中1≤i≤M，1≤j≤N。

4.根据权利要求1所述的果树冠层靶标探测装置，其特征在于，所述姿态角包括航向角、俯仰角和横滚角。