專利名稱：基于圖像的樹(shù)徑檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于圖像測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種利用數(shù)碼相機(jī)對(duì)樹(shù)徑進(jìn)行檢測(cè)方法，特 別適合于遠(yuǎn)距離測(cè)量樹(shù)干的直徑。
背景技術(shù)：
在森林資源調(diào)查中，樹(shù)徑的測(cè)量是一項(xiàng)非常重要的內(nèi)容。傳統(tǒng)的測(cè)量方式常用輪 尺、直徑卷尺和檢徑尺(鉤尺)直接進(jìn)行測(cè)量，但這些工具都只能測(cè)量樹(shù)木的胸徑，無(wú)法測(cè) 量樹(shù)木的上部直徑，而且測(cè)量效率比較低。采用圖像的方法進(jìn)行樹(shù)徑的非接觸測(cè)量能夠彌 補(bǔ)傳統(tǒng)測(cè)量方法的不足，目前已經(jīng)越來(lái)越受到重視。華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院提出用測(cè)量標(biāo)尺對(duì)相機(jī)進(jìn)行標(biāo)定，進(jìn)行測(cè)量的方法(宋 小春，康宜華等，基于數(shù)字圖像處理的林木自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)研究，計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)，2005， 26(5) 1187 1189.)，這種方法的不足之處是需要在要測(cè)量的樹(shù)干處放置標(biāo)尺，效率比較 低，而且由區(qū)一些無(wú)法靠近的樹(shù)木以及樹(shù)木高處的側(cè)干處無(wú)法放置標(biāo)尺，無(wú)法測(cè)量。在照相 時(shí)，被照物體和相機(jī)之間的距離不同時(shí)，放大倍率也不同。這種方法不能保證樹(shù)干與標(biāo)尺在 同一個(gè)平面上，這樣標(biāo)尺和樹(shù)干在相機(jī)成像時(shí)的放大倍數(shù)不同，容易產(chǎn)生測(cè)量誤差。北京林業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院提出一種近景普通樹(shù)碼相機(jī)測(cè)樹(shù)方法(馮仲科，姚 山，近景普通數(shù)碼相機(jī)測(cè)樹(shù)方法，中國(guó)專利=200610145564. X，2007-8 22.)，這種方法在每 次測(cè)量時(shí)需要選取照相機(jī)視場(chǎng)內(nèi)至少5個(gè)明顯標(biāo)志，用額外的測(cè)量設(shè)備測(cè)量其中心三維坐 標(biāo)，然后通過(guò)插值建立起空間坐標(biāo)和圖像坐標(biāo)之間的關(guān)系。這種方法的不足之處是需要借 助其它測(cè)量工具測(cè)量空間點(diǎn)的三維坐標(biāo)，數(shù)據(jù)處理量大，測(cè)量效率低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服了上述技術(shù)的不足，提供一種基于圖像的測(cè)量樹(shù)干直徑的方法，其目 的在于高效、非接觸測(cè)量樹(shù)徑。本發(fā)明的基于圖像的樹(shù)徑檢測(cè)方法，激光光束經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直擴(kuò)束后照射到需要測(cè)量樹(shù) 徑的樹(shù)干上，用數(shù)碼相機(jī)拍攝激光光斑所在位置樹(shù)干的圖像，根據(jù)激光光斑在圖像中的像 素?cái)?shù)測(cè)量樹(shù)徑，該方法按以下步驟進(jìn)行，(1)激光器發(fā)射的光束經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直擴(kuò)束后直徑為Cl1Him的光斑照射到需要測(cè)量樹(shù)徑的 樹(shù)干上，(2)用數(shù)碼相機(jī)拍攝激光光斑所在位置樹(shù)干的圖像，(3)如果要測(cè)量的樹(shù)干直徑較細(xì)，其直徑小于激光光束的直徑，激光光束在樹(shù)徑方 向不能完全照射到樹(shù)干上，有部分光束會(huì)穿過(guò)樹(shù)干，為了保證測(cè)量的通用性，在計(jì)算時(shí)選取 激光光束沿樹(shù)干高度方向的直徑作為標(biāo)準(zhǔn)尺寸。所拍攝的數(shù)字圖像上激光光斑直徑沿樹(shù)干 高度方向上所占的像素?cái)?shù)為H1,樹(shù)干沿直徑方向在圖像上所占的像素?cái)?shù)為n2，(4)計(jì)算所需測(cè)量的樹(shù)干直徑d
權(quán)利要求
1.基于圖像的樹(shù)徑檢測(cè)方法，激光光束經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直擴(kuò)束后照射到需要測(cè)量樹(shù)徑的樹(shù)干 上，用數(shù)碼相機(jī)拍攝激光光斑所在位置樹(shù)干的圖像，根據(jù)激光光斑在圖像中的像素?cái)?shù)測(cè)量 樹(shù)徑，其特征在于，該方法按以下步驟進(jìn)行，(1)激光器發(fā)射的光束經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直擴(kuò)束后直徑為ClllIim的光斑照射到需要測(cè)量樹(shù)徑的樹(shù)干上，(2)用數(shù)碼相機(jī)拍攝激光光斑所在位置樹(shù)干的圖像，(3)所拍攝的數(shù)字圖像上激光光斑直徑沿樹(shù)干高度方向上所占的像素?cái)?shù)為Ii1,樹(shù)干沿 直徑方向所占的像素?cái)?shù)為n2，(4)計(jì)算所需測(cè)量的樹(shù)干直徑
2.如權(quán)利要求1所述的基于圖像的樹(shù)徑檢測(cè)方法，其特征在于，用激光光束照射到樹(shù) 干上的光斑直徑作為樹(shù)徑測(cè)量的標(biāo)尺。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于圖像進(jìn)行樹(shù)徑測(cè)量的方法，屬于非接觸測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域。以激光光斑作為圖像測(cè)量的標(biāo)尺，激光光束經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直擴(kuò)束后照射到需要測(cè)量樹(shù)徑的樹(shù)干上產(chǎn)生光斑，用數(shù)碼相機(jī)拍攝激光光斑所在位置樹(shù)干的圖像，根據(jù)激光光斑在圖像中的像素?cái)?shù)測(cè)量樹(shù)徑。本測(cè)量方法所需硬件較少，計(jì)算量小，提高了樹(shù)徑的檢測(cè)精度和檢測(cè)效率。
文檔編號(hào)G01B11/08GK102003942SQ20101050330
公開(kāi)日2011年4月6日 申請(qǐng)日期2010年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月12日
發(fā)明者李曉慧, 程朋樂(lè) 申請(qǐng)人:北京林業(yè)大學(xué)