[发明专利]基于云镜摄系统参数和视频帧的植物三维测量方法和系统

摘要

本发明涉及数字图像测量领域，提出基于云镜摄系统参数和视频帧的植物三维测量方法和系统。该方法包括S1云镜摄系统参数标定轴像距、像方物方对应系数、像移速率俯仰值拟合方程及系数。S2同名像点配准模型帧间像向量转换模型、光轴运动向量、同名像点二维配准矩阵和差分优化校验。S3点云世界坐标算法同名像点三维转换矩阵、帧间双光学系统矢量投影关系模型、云镜摄系统运动矢量测量模型、三维点云坐标获取、灰度材质校正因子。S4植物局部测量方法。该系统包括S1云镜摄系统参数获取模块；S2同名像点配准模块；S3三维测量模块；S4植物局部测量模块。相比其他数字测图技术，无需物方控制点，环境适应强，设备兼容性高，降低了成本。

主权项

一种基于云镜摄系统参数和视频帧的植物三维测量方法，其特征在于，其步骤包括：S1、对所述云镜摄系统的参数进行标定，获取所述云镜摄系统的轴像距以及像方和物方对应系数；根据所述云镜摄系统的运动规律，获取像平面上像移速率值；对所述像平面上像移速率值与所述云镜摄系统的俯仰值进行拟合，获取拟合的像平面上像移速率值与所述云镜摄系统俯仰值的拟合方程及其系数；其中，轴像距为图像采集设备的轴心站点与像平面的中心的距离；S2、根据所述云镜摄系统的参数，建立差分同名像点的几何配准模型，获取帧间同名像点；具体步骤包括：建立差分帧间同名像点的几何配准模型，以从视频帧中获取差分帧间光轴运动向量；建立帧间植物局部图像配准方法和帧间同名像点的二维配准矩阵，以获取目标区域的所有同名像点对；进行配准和差分优化校验，以获取最优配准结果；S3、根据所述帧间同名像点，获得植物目标部位的点云世界坐标，具体步骤包括：建立同名像点的三维世界坐标转换矩阵；建立帧间双光学系统矢量投影关系模型、建立云镜摄系统运动矢量测量模型进行植物目标部位同名像点的矢量变换；获取目标部位的点云物方三维点云坐标；获取点云坐标的灰度和材质校正因子；S4、根据所述植物目标部位点云世界坐标，获取待测数据；具体步骤包括：测量叶面积；测量果实体积；测量茎秆直径。