[发明专利]一种田间玉米棒几何尺寸测量系统及方法

说明书

本发明涉及一种田间玉米棒几何尺寸测量系统及方法。所述测量系统包括：多相机探头阵列、连接件、无人机和相机遥控器；所述多相机探头阵列通过连接件与所述无人机连接；所述无人机用于调整所述多相机探头阵列的拍摄位置；所述多相机探头阵列包含多个相机，多个所述相机线性间隔排布；所述相机遥控器分别与多个所述相机无线连接，多个所述相机用于在所述相机遥控器的远程遥控下同步采集待测玉米棒的图像。本发明基于无人机平个设计，采用计算机视觉原理，通过多相机阵列对玉米棒一次成像，构建田间玉米棒高精度三维模型，高效准确地测量田间玉米棒的几何尺寸。

技术领域

本发明涉及计算机视觉领域，特别是涉及一种田间玉米棒几何尺寸测量系统及方法。

背景技术

玉米棒长度和直径田间测量是玉米估产的重要指标，目前玉米棒长度和直径田间测量主要有两种方法：一种是传统的地面人工测量方法，该方法对于大面积高密度玉米大田采样极为不便。另一种是基于计算机视觉(计算机视觉也称机器视觉，利用摄像机和电脑及其他相关设备，对生物视觉进行模拟，通过对采集的图片或视频进行处理，使计算机具有认知三维信息的能力)的被动测量方法，基于计算机视觉的被动测量是一种非接触式测量方法，无需人为设置辐射源，可以简单高效地获取田间玉米棒的实时影像，根据计算机视觉被动测量中视觉传感器的个数，可以将计算机视觉被动测量系统分为单目、双目和多目视觉被动测量系统。单目视觉系统由于摄像机标定精度及难以精确确定摄像机与被测物之间的相对位置等问题，整体测量的精度不如双目视觉和多目视觉。双目立体视觉测量方法中，当基线过长时，需要在相对较大的视觉范围内进行搜索，增加了计算工作量。多目视觉系统利用多基线立体匹配，并利用双目测距算法计算得到玉米棒的长度和直径，可以大幅度减少测量中的盲区，同时避免了双目视觉中由于特征点模糊而产生的误匹配现象，提高了视差测量的准确性。但是多目视觉系统中的单镜头测量需要将相机装在导轨上移动拍摄，且只能拍摄静物，当相机和被摄物存在相对运动时无法采集高质量多视点影像。

发明内容

本发明的目的是提供一种田间玉米棒几何尺寸测量系统及方法，能够高效准确地得到田间玉米棒的几何尺寸。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种田间玉米棒几何尺寸测量系统，所述测量系统包括：多相机探头阵列、连接件、无人机和相机遥控器；

所述多相机探头阵列通过连接件与所述无人机连接；

所述无人机用于调整所述多相机探头阵列的拍摄位置；

所述多相机探头阵列包含多个相机，多个所述相机线性间隔排布；

所述相机遥控器分别与多个所述相机无线连接，多个所述相机用于在所述相机遥控器的远程遥控下同步采集待测玉米棒的图像。

可选的，所述多相机探头阵列还包括：视频摄像头和视频信号发射机；

所述视频摄像头设置在所述多相机探头阵列上；所述视频信号发射机设置在所述无人机上；

所述视频摄像头的信号输出端通过信号传输线与所述视频信号发射机连接；所述视频信号发射机与地面控制站连接；所述视频摄像头用于采集所述待测玉米棒的视频信息，并将所述视频信息通过所述视频信号发射机传输至所述地面控制站；所述地面控制站用于根据所述视频信息控制所述无人机的高度或航向，使所述多相机探头阵列与所述待测玉米棒处于同一水平面。

可选的，所述多相机探头阵列还包括：视频摄像头和无人机数据链；

所述视频摄像头设置在所述多相机探头阵列上；所述无人机数据链设置在所述无人机上；