一種智能手機攝影法測定果樹冠體及果品產(chǎn)量估測的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種智能手機攝影法測定果樹冠體及果品產(chǎn)量估測的方法。該發(fā)明利用豎直基線上安置兩個定焦智能手機，選擇合適的攝影點架設(shè)安置設(shè)備，對待測果樹進行攝影測量，形成立體像對；根據(jù)攝影測量理論，求得任意像點對應(yīng)的相對物方坐標，進而提取確定待測果樹冠體冠徑、樹高，以及任意果子橫向直徑和縱向高度值；建立果樹果子產(chǎn)量總體模型，并擬合建立果樹總體產(chǎn)量與樹冠冠徑和樹高的模型，形成新的快速、準確測定果樹果品產(chǎn)量的技術(shù)方法。
【專利說明】
一種智能手機攝影法測定果樹冠體及果品產(chǎn)量估測的方法 一、
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種果樹冠體的測定和果品產(chǎn)量的估測方法，特別是一種智能手機攝 影法測定果樹冠體及果品產(chǎn)量估測的方法。 二、 技術(shù)背景
[0002] 果樹作為經(jīng)濟林木的一種，其產(chǎn)量的確定一直是一個難題，而如何利用現(xiàn)有的技 術(shù)和手段進行果樹產(chǎn)量的估測更是一個值得研究的問題。針對果樹產(chǎn)量的問題，傳統(tǒng)的方 式只是等果樹果子成熟之后摘果稱重來確定果樹產(chǎn)量，這種估算方式工作量過大，成本較 高，且對于果樹果子成熟之后的產(chǎn)量確定意義不大。
[0003] 針對果樹集中區(qū)域，尤其是大片的果樹林區(qū)，傳統(tǒng)的果樹產(chǎn)量確定方式存在著較 大的不足和滯后性，亟需一種快捷、實用的果樹產(chǎn)量確定方法。而攝影測量技術(shù)的不斷發(fā) 展，為果樹冠體冠徑的確定以及果樹產(chǎn)量的快速、準確估測提供了一種可能。 三、

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了克服傳統(tǒng)的果樹產(chǎn)量確定存在的不足和滯后性，研究一種新的快速準確估測 果樹產(chǎn)量的技術(shù)方法，本發(fā)明提出一種智能手機攝影法測定果樹冠體及果品產(chǎn)量估測的方 法。
[0005] 本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：
[0006] 利用定焦的智能手機攝影法對果樹冠體及果品產(chǎn)量進行快速準確測定，首先，選 擇合適攝站點架設(shè)安置豎直基線，并在豎直基線上安置上下兩個智能手機，對待測果樹進 行攝影測量，形成立體像對;其次，根據(jù)攝影測量原理，通過像方坐標確定相對物方坐標，得 出任意像點對應(yīng)的相對物方坐標;根據(jù)坐標值，確定待測果樹冠體冠徑大小以及果樹果子 的產(chǎn)量模型;最后，擬合果樹總體產(chǎn)量與冠體冠徑和樹高的關(guān)系，建立估測模型。
[0007] 本項發(fā)明與傳統(tǒng)方法比具有以下優(yōu)點：
[0008] ①利用智能手機對果樹冠體以及果樹產(chǎn)量進行估測，方便靈活，快速準確；
[0009] ②利用攝影測量法進行測量，可極大減少傳統(tǒng)測定方法的工作量，縮短了測定時 間；
[0010] ③擬合建立果樹產(chǎn)量與果樹冠體冠徑大小和樹高的數(shù)學(xué)模型，為以后估測相應(yīng)果 樹的產(chǎn)量提供更為便捷的方式方法。 四、
【附圖說明】：
[0011]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0012] 圖1為豎直基線攝影測量設(shè)備示意圖，其中，1為兩手機攝影基線長；
[0013] 圖2為待測果樹攝影點位選擇示意圖，其中，51、52、&、54分別為選擇的攝站點，0為 冠徑，Η為樹高；
[0014] 圖3為果樹任意果子待測量示意圖，其中，cU為果子橫向直徑，ck為果子縱向高度。 五、【具體實施方式】：
[0015] 智能手機攝影法估測果樹冠體及果品產(chǎn)量的技術(shù)方法與傳統(tǒng)的果樹產(chǎn)量確定方 法相比，在理論實現(xiàn)和實際操作中都有了較大的改進和創(chuàng)新，具體表現(xiàn)為：
[0016] 1)如圖1所以，在豎直基線上安置兩個定焦的智能手機，其中手機攝影基線長為1， 配合固定豎直基線的三腳架構(gòu)成攝影測量設(shè)備；
[0017] 2)如圖2所示，在待測果樹周圍至少選擇&、&兩攝影站點架設(shè)攝影測量設(shè)備，要保證果 樹冠體和樹完整地成像在攝影像片內(nèi)，對待測果樹進行一上一下豎直拍攝，形成立體像對，根 據(jù)攝影測量原理
聯(lián)立確定待測果樹任意像點對應(yīng)物方點的相對三維坐標(X，Y，Z )，其中，m、N2為點投影系 數(shù)，ΔΧ、ΔΥ分別為攝影基線在X軸和Y軸的分量，（u，v)、U% v")分別為上下兩手機拍攝像 片的像方坐標，(Λ、，匕，為下方相機攝影中心的物方坐標(可假定為(〇,〇,〇));
[0018] 3)通過自動獲取冠徑和樹高對應(yīng)像點坐標，根據(jù)步驟2)，利用數(shù)學(xué)模型③
,求得待測果樹冠體冠徑大小D和樹高Η;
[0019] 4)如圖2所示，在待測果樹周圍選擇51、52、5 3、54攝影站點對果樹果子進行豎直像 對攝影，保證果樹上的果子能夠全部成像在拍攝像片上，同樣利用數(shù)學(xué)模型①、②、③，自動 求得如圖3所示的果子對應(yīng)的水平寬度di和豎直高度hi;
[0020] 5)利用數(shù)學(xué)模型④= ：ad?fif，（i'=l，2,…，η)，其中，wi為單個果子的產(chǎn)量，a、b、c 為系數(shù)，配合步驟4)求得的果子對應(yīng)的cU和lu，確定相應(yīng)果子的產(chǎn)量Wl;
[0021] 6)利用數(shù)學(xué)模型⑤W = aNS卻岈，W為待測果樹的整體產(chǎn)量，N為果樹上的果子量，確 定待測果樹的整體產(chǎn)量W;
[0022] 7)利用數(shù)學(xué)模型⑥兩= 配合步驟3)求得的果樹冠體冠徑D和樹高H，以及 對應(yīng)果樹的產(chǎn)量W，擬合出果樹整體產(chǎn)量與對應(yīng)果樹冠體和樹高的關(guān)系模型，最終利用冠體 大小和樹高值，即可確定果樹產(chǎn)量兩。
【主權(quán)項】
1. 一種智能手機攝影法測定果樹冠體及果品產(chǎn)量估測的方法，其特征是：在豎直基線 上上下安置兩個定焦智能手機，配合固定豎直基線的三腳架組成攝影測量設(shè)備，對待測果v 樹進行一上一下豎直拍攝，形成立體像對;利用數(shù)學(xué)模？ 和數(shù)學(xué)模型聯(lián)立確定任意像點對應(yīng)物方點的相對三維坐標(X，Y，Z)， 其中，見、他為點投影系數(shù)，ΔΧ、ΔΥ分別為攝影基線在X軸和Y軸的分量，（11，7)、（1!11，，)分別 為上下兩手機拍攝像片的像方坐標，1^，4,)為下方相機攝影中心的物方坐標;至少 在果樹周圍兩個方向上對果樹進行攝影，獲取完整的果樹冠體信息，通過自動獲取相應(yīng)待 測點的像方坐標，利用數(shù)學(xué)模型②和數(shù)學(xué)模里長得果樹冠徑D和樹 尚H〇2. 依據(jù)權(quán)利要求1 一種智能手機攝影法測定果樹冠體及果品產(chǎn)量估測的方法，其特征 是:利用豎直基線攝影測量設(shè)備對待測果樹進行攝影，至少選擇果樹周圍3個攝站點架設(shè)攝 影設(shè)備，保證待測果樹上的果子能夠成像在攝影像片上;通過獲取果樹上果子的相應(yīng)像點 坐標，利用數(shù)學(xué)模型①、②、③，自動求得果子對應(yīng)的水平寬度cU和豎直高度h 1;利用數(shù)學(xué)模 壟其中，Wl為單個果子的產(chǎn)量，a、b、c為系數(shù)，配合待求果子 對應(yīng)的cU和lu，求得相應(yīng)果子的產(chǎn)量Wl;利用數(shù)學(xué)?！綖榇郎y果樹的整體 產(chǎn)量，N為果樹上的果子量，確定待測果樹的整體產(chǎn)量。3. 依據(jù)權(quán)利要求1 一種智能手機攝影法測定果樹冠體及果品產(chǎn)量估測的方法，其特征 是:利用數(shù)學(xué)模型⑥職= 配合求得的果樹冠體冠徑D和樹高H，以及對應(yīng)果樹的產(chǎn) 量W，擬合出果樹整體產(chǎn)量與對應(yīng)果樹冠體和樹高的關(guān)系模型，最終利用冠體大小和樹高 值，即可確定果樹產(chǎn)量W。
【文檔編號】G01B11/08GK105865420SQ201610172399
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月24日
【發(fā)明人】馮仲科, 劉金成, 黃曉東
【申請人】北京林業(yè)大學(xué)