[发明专利]基于车载图像采集技术的乔木生物量的测算方法

说明书

本发明公开了基于车载图像采集技术的乔木生物量的测算方法，包括如下步骤：步骤1、通过车载的IMU、GPS和激光雷达采集所有树木的数据；步骤2、计算所有树木的位置；步骤3、计算所有树木的胸径，每两颗相邻的树木之间的间距和所有树木的数目；步骤4、进行数据融合，并输出结果。本发明通过对绿化资源的调查采用全新的智能化测算方法，能够给各类有需求的单位提供便捷的绿化资源的调查服务，并且在远期的城市绿化资源管理层面可以能够提供更加多元的调查咨询手段。

技术领域

本发明涉及城市绿化管理技术领域，特别涉及基于车载图像采集技术的乔木生物量的测算方法。

背景技术

在现有的城市绿化管理方法中，通常采用比较原始的绿化数据采集方式，如主要是通过人工调查的方式，对行道树的数量、分布、间距、种类、胸径和健康状况进行人工收集。

而随着遥感技术的普及，调查工作开始渐渐利用遥感影像进行科学测量。其中，视觉图像采集技术和激光雷达的发展，也为绿化资源的调查提供了新的可能性和有效途径。

因此，如何将视觉图像采集技术和激光雷达技术应用到城市绿化管理中，提高工作效率成为本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供基于车载图像采集技术的乔木生物量的测算方法，实现的目的是通过车载图像的软硬件设备和技术，实现智能化城市绿化资源管理，产生巨大的经济和社会效益。

为实现上述目的，本发明公开了基于车载图像采集技术的乔木生物量的测算方法；包括如下步骤：

步骤1、通过车载的IMU、GPS和激光雷达采集所有树木的数据；

步骤2、计算所有所述树木的位置；

步骤3、计算所有所述树木的胸径，每两颗相邻的所述树木之间的间距和所有所述树木的数目；

步骤4、进行数据融合，并输出结果。

优选的，所述步骤2包括如下步骤：

步骤2.1、对所述IMU、所述GPS和所述激光雷达标定，确定所述IMU、所述GPS和所述激光雷的坐标系之间的转换关系；

步骤2.2、通过所述GPS提供绝对定位，通过所述IMU惯性测量单元和所述激光雷达作为里程计充当相对定位，高频率的给出机身的姿态信息；

步骤2.3、利用卡尔曼滤波器，通过输入所述GPS的定位信息，以及所述IMU惯性测量单元、所述激光雷达的加速度和姿态角信息，得出最优估计的定位，实现所述IMU、所述GPS和所述激光雷达的融合，得到机身精确位置；

步骤2.4、根据所述机身精确位置实现激光雷达点云的三维重建，获取三维信息；

步骤2.5、将对应所有树木的树干的的点云数据进行圆形拟合，获取圆心坐标，得到树木的位置信息。

更优选的，所述步骤3包括如下步骤：

步骤3.1、对激光雷达的反馈的乔木及周边环境数据进行点云滤波处理，即去除数据中不需要的信息点，包括地面、墙面、车辆和行人；

步骤3.2、进行点云匹配拼接，具体为将从激光雷达数据中获得的多帧的雷达点云拼接成一张点云图；

步骤3.3、点云聚类，将点云中属于同一个物体的点聚合在一个集群里，具体为：

对于临近点的点云聚类，通过判断距离某点云集群最近的点到该点云集群的距离来判断该点是否属于该点云集群，反之则生成一个新的点云集群；

步骤3.4、用区域增长结合阈值判断的方法，进行单木分割，获取树木的数量信息；