多源林區(qū)采育目標(biāo)檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種快速、準(zhǔn)確、對(duì)林區(qū)采育目標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)的系統(tǒng)。是一種應(yīng)用在聯(lián)合林木采育機(jī)上進(jìn)行采育作業(yè)的智能輔助系統(tǒng)，能夠幫助操作員確認(rèn)采育目標(biāo)的信息，提高林木采育機(jī)的工作效率并降低作業(yè)危險(xiǎn)。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003]為滿足我國(guó)林業(yè)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的需要，林業(yè)采育作業(yè)機(jī)械裝備逐漸代替人工作業(yè)，目前國(guó)內(nèi)研制的多功能采育機(jī)，能夠完成人工林采育的全部作業(yè)過(guò)程，作業(yè)效率最高可達(dá)人工采育生產(chǎn)的80倍以上。但由于林地環(huán)境復(fù)雜，障礙物的影響，造成了連續(xù)采育作業(yè)的間斷，并增加了操作員的危險(xiǎn)性，降低了作業(yè)效率。準(zhǔn)確識(shí)別采育目標(biāo)，檢測(cè)作業(yè)環(huán)境信息，并及時(shí)反饋進(jìn)行安全預(yù)警，可以提高作業(yè)效率，增強(qiáng)作業(yè)能力，同時(shí)也降低了操作員的操作危險(xiǎn)。
[0004]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]由于林地環(huán)境復(fù)雜，障礙物的影響，會(huì)造成采育機(jī)連續(xù)采育作業(yè)的間斷，增加操作危險(xiǎn)性，并降低了作業(yè)效率。然而單一傳感器獲取的信息不夠充分，不足以表達(dá)復(fù)雜的林區(qū)環(huán)境，因此本發(fā)明采用多傳感器融合技術(shù)，通過(guò)融合各傳感器提供的互補(bǔ)特征，可以快速、有效、準(zhǔn)確的對(duì)林區(qū)采育目標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)。
[0006]具體有以下幾方面內(nèi)容:
1.搭建基于二維激光測(cè)距儀(圖2中I)、紅外熱像儀(圖2中2)的林區(qū)采育目標(biāo)信息采集系統(tǒng)。二者固定于同一平面上，置于二自由度云臺(tái)(圖2中3)上，由三腳架(圖2中4)支撐，并分別連接至上位機(jī)(圖2中5)，由上位機(jī)對(duì)傳感器的數(shù)據(jù)采集進(jìn)行統(tǒng)一控制。
[0007]2.對(duì)所采集的激光數(shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)濾、去噪等優(yōu)化處理；同時(shí)對(duì)紅外圖像及可見(jiàn)光圖像進(jìn)行圖像分割、特征提取等處理。
[0008]3.通過(guò)圖像融合技術(shù)，豐富檢測(cè)目標(biāo)的圖像信息，獲取單一圖像中的隱藏目標(biāo)，提高圖像數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。通過(guò)激光與圖像配準(zhǔn)，可以明確檢測(cè)目標(biāo)，同時(shí)確定目標(biāo)的位置信息
4.通過(guò)對(duì)大量樣本數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)，建立支持向量機(jī)分類器模型，基于提取的目標(biāo)特征對(duì)采育目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別，可以快速有效的檢測(cè)出林區(qū)立木。
[0009]本發(fā)明的有益效果在于:
①搭建基于紅外熱像儀和二維激光掃描儀的信息采集系統(tǒng)，二者固定于同一平面上，便于數(shù)據(jù)的融合標(biāo)定，獲取真實(shí)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。
②充分利用多源信息，將各傳感器圖像的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，最大限度地獲得對(duì)各種特征的信息描述，并減少由單一傳感器所引起的不確定性。
[0010]③支持向量機(jī)分類器模型的建立，是基于對(duì)大量樣本數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)，可靠性高，可以快速準(zhǔn)確的檢測(cè)到林區(qū)立木。
[0011]
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本發(fā)明整體流程圖；
圖2為本發(fā)明數(shù)據(jù)采集平臺(tái)結(jié)構(gòu)；
圖3為本發(fā)明算法流程圖。
[0013]
【具體實(shí)施方式】
[0014]本發(fā)明具體的實(shí)施方式如下:
1.根據(jù)圖1，確立系統(tǒng)總體方案，建立總體方案文檔，包括:
a.檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)備選取，主要功能、技術(shù)指標(biāo)、原理性方框圖及文字說(shuō)明；
b.數(shù)據(jù)融合方法原理及說(shuō)明；
2.根據(jù)圖2，搭建數(shù)據(jù)采集平臺(tái)，采集數(shù)據(jù)，建立數(shù)據(jù)庫(kù)。
[0015]3.根據(jù)圖3，對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的算法處理，提取特征數(shù)據(jù)，對(duì)支持向量機(jī)進(jìn)行訓(xùn)練，用訓(xùn)練好的模型來(lái)識(shí)別檢測(cè)林區(qū)采育目標(biāo)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.基于多傳感器信息融合技術(shù)的林區(qū)采育目標(biāo)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:(1)是由紅外熱像儀和激光測(cè)距儀搭建，來(lái)進(jìn)行林區(qū)數(shù)據(jù)采集的，采集到的數(shù)據(jù)包括采育目標(biāo)一林區(qū)立木的紅外熱圖像、可見(jiàn)光圖像和二維激光數(shù)據(jù)。
2.(2)基于紅外熱圖像和可見(jiàn)光圖像提取采育目標(biāo)的顏色、溫度以及區(qū)域特征，基于激光數(shù)據(jù)提取寬度和位置信息，并通過(guò)激光數(shù)據(jù)和圖像的標(biāo)定來(lái)定位目標(biāo)的位置。
3.(3)基于提取的各項(xiàng)特征，運(yùn)用支持向量機(jī)分類器對(duì)采集到的信息進(jìn)行分類，識(shí)別出采育目標(biāo)，在可見(jiàn)光圖像中以最小外接矩形的方式顯示出來(lái)。
【專利摘要】本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種基于多傳感器融合的林區(qū)采育目標(biāo)檢測(cè)系統(tǒng)。本系統(tǒng)由二維激光測(cè)距儀和紅外熱像儀搭建而成，對(duì)林區(qū)采育目標(biāo)的紅外熱圖像、可見(jiàn)光圖像和激光數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。通過(guò)圖像分割、圖像融合等方法對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，提取采育目標(biāo)的顏色、溫度、區(qū)域等特征；同時(shí)通過(guò)過(guò)濾、去噪等方法獲取有效激光數(shù)據(jù)點(diǎn)，并將激光數(shù)據(jù)與圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行配準(zhǔn)關(guān)聯(lián)，以獲取目標(biāo)的寬度和位置信息。最后建立支持向量機(jī)模型，通過(guò)融合不同傳感器提取的互補(bǔ)特征，可以有效對(duì)林區(qū)采育目標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)和識(shí)別。本方案充分利用多源信息，將各傳感器的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，減少由單一傳感器所引起的不確定性，可以有效檢測(cè)林區(qū)采育目標(biāo)，提高林區(qū)作業(yè)效率，增強(qiáng)作業(yè)能力。
【IPC分類】G06K9-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104636710
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310561647
【發(fā)明人】閆磊, 劉晉浩, 丁小康, 于征, 孔建磊
【申請(qǐng)人】北京林業(yè)大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年5月20日
【申請(qǐng)日】2013年11月13日