[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

说明书

本发明公开了一种果树冠层靶标探测装置、方法、计算设备及存储介质，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。本发明通过融合面阵激光雷达、旋转编码器以及九轴姿态传感器采集的信息，实现整棵果树冠层信息的准确快速探测。

技术领域

本发明涉及一种果树冠层靶标探测装置、方法、计算设备及存储介质，属于果树冠层靶标识别领域。

背景技术

果园冠层靶标的有效探测是实现果园精准施药的重要关键技术，目前普遍采用的靶标探测方式有超声波传感器，红外传感器，光谱检测，单点激光测距传感器，二维线扫激光雷达，图像传感器，其中单点激光雷达，二维线扫激光雷达以及图像传感器是当前采用的比较多的主流技术，但单点激光雷达和二维线扫激光雷达测量点数较少，无法同时探测整棵果树冠层靶标，图像传感器虽然可以同时对整颗果树进行拍摄，但需进行复杂的图形处理，实时性不足。

发明内容

本发明的第一个目的是为了解决上述现有技术的缺陷，提供一种果树冠层靶标探测装置，该装置通过融合面阵激光雷达、旋转编码器以及九轴姿态传感器采集的信息，实现整棵果树冠层靶标信息的准确快速探测。

本发明的第二个目的在于提供一种果树冠层靶标探测方法。

本发明的第三个目的在于提供一种计算设备。

本发明的第四个目的在于提供一种存储介质。

本发明的第一个目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种果树冠层靶标探测装置，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。

进一步的，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。

进一步的，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。

进一步的，所述姿态角包括航向角、俯仰角和横滚角。

本发明的第二个目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种果树冠层靶标探测方法，所述方法包括：

获取壳体上面阵激光雷达采集的果树冠层深度信息；

获取壳体内九轴姿态传感器采集的壳体姿态角；

获取旋转编码器采集的壳体移动距离；

根据壳体姿态角和壳体移动距离，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。