CN109444937A - 树木建模及抚育方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

树木建模及抚育方法、装置、电子设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本公开实施例公开了树木建模及抚育方法、装置、电子设备及存储介质,其中,所述树木建模方法包括:基于卫星导航位置坐标和/或惯性导航数据,确定树木抚育装置中的测距模块在目标树木上螺旋运动时的第一三维空间坐标;获取所述树木抚育装置中的测距模块在目标树木上螺旋运动时与所述目标树木的三维表面上的对应点之间的距离信息;根据所述第一三维空间坐标以及所述距离信息确定第二三维空间坐标;根据所述第二三维空间坐标建立所述目标树木的三维模型。本公开树木抚育装置可以在攀爬行进过程中自动建立当前所抚育的目标树木的三维模型,从而大大提高了森林抚育工作的效率和自动化程度,有利于森林经济效益的增长。

Description

树木建模及抚育方法、装置、电子设备及存储介质
技术领域
本公开涉及计算机技术领域,具体涉及一种树木建模及抚育方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
在林业抚育领域,当树木生长到一定阶段时需要对树木进行剪枝抚育工作以使树木更好地生长。在进行修枝抚育时需要确认树木身份,记录修枝抚育作业数据,进一步地,需要验证是否对同一树木进行了重复作业或者说确认当前作业的是哪一科树木。现有技术中,通常通过人工或者一些手持设备来完成这项工作,自动化程度较低,造成了大量人力资源的浪费,效率低下且精度不高。
发明内容
本公开实施例提供一种树木建模及抚育方法、装置、电子设备及存储介质。
第一方面,本公开实施例中提供了一种树木建模方法。
具体的,所述树木建模方法,包括:
基于卫星导航位置坐标和/或惯性导航数据,确定树木抚育装置中的测距模块在目标树木上螺旋运动时的第一三维空间坐标;
获取所述树木抚育装置中的测距模块在目标树木上螺旋运动时与所述目标树木的三维表面上的对应点之间的距离信息;
根据所述第一三维空间坐标以及所述距离信息确定第二三维空间坐标;
根据所述第二三维空间坐标建立所述目标树木的三维模型。
进一步地,所述测距模块为激光测量模块或者结构光测量模块。
进一步地,获取所述树木抚育装置中的测距模块在目标树木上螺旋运动时与所述目标树木的三维表面上的对应点之间的距离信息,包括:
所述树木抚育装置在所述目标树木的树干上螺旋运动或垂直运动时,驱动所述测距模块按照等角度间隔发射测距光;
根据所述测距模块发射测距光和接收反射光的时间差确定所述测距模块与所述目标树木的三维表面上的对应点之间的距离信息。
第二方面,本公开实施例中提供了一种树木抚育方法。
具体的,所述树木抚育方法,包括:
获取目标树木的目标三维模型;所述三维模型通过上述的树木建模方法建立;
通过对所述目标树木的三维模型与现有三维模型库中的三维模型进行匹配,确定所述树木抚育装置是否对同一树木进行抚育作业。
进一步地,通过对所述目标树木的三维模型与现有三维模型库中的三维模型进行匹配,确定所述树木抚育装置是否对同一树木进行抚育作业,还包括:
现有三维模型库中存在与所述目标三维模型相匹配的三维模型时,使用所述目标树木的三维模型更新所述匹配的三维模型;
现有三维模型库中不存在与所述目标三维模型相匹配的三维模型时,将所述目标树木的三维模型添加至现有三维模型库中。
进一步地,上述树木建模方法还包括:
记录所述目标树木的作业数据。
第三方面,本公开实施例中提供了一种树木建模装置,包括:
第一确定模块,被配置为基于卫星导航位置坐标和/或惯性导航数据,确定树木抚育装置中的测距模块在目标树木上螺旋运动时的第一三维空间坐标;
第一获取模块,被配置为获取所述树木抚育装置中的测距模块在目标树木上螺旋运动时与所述目标树木的三维表面上的对应点之间的距离信息;
第二确定模块,被配置为根据所述第一三维空间坐标以及所述距离信息确定第二三维空间坐标;
建立模块,被配置为根据所述第二三维空间坐标建立所述目标树木的三维模型。
进一步地,上述测距模块为激光测量模块或者结构光测量模块。
进一步地,上述第一获取模块包括:
发射子模块,被配置为所述树木抚育装置在所述目标树木的树干上螺旋运动或垂直运动时,驱动所述测距模块按照等角度间隔发射测距光;
确定子模块,被配置为根据所述测距模块发射测距光和接收反射光的时间差确定所述测距模块与所述目标树木的三维表面上的对应点之间的距离信息。
第四方面,本公开实施例中提供了一种树木抚育装置,包括:
第二获取模块,被配置为获取目标树木的目标三维模型;所述三维模型通过上述的树木建模装置建立;
第三确定模块,被配置为通过对所述目标树木的三维模型与现有三维模型库中的三维模型进行匹配,确定所述树木抚育装置是否对同一树木进行抚育作业。
进一步地,所述第三确定模块包括:
更新子模块,被配置为现有三维模型库中存在与所述目标三维模型相匹配的三维模型时,使用所述目标树木的三维模型更新所述匹配的三维模型;
添加子模块,被配置为现有三维模型库中不存在与所述目标三维模型相匹配的三维模型时,将所述目标树木的三维模型添加至现有三维模型库中。
进一步的,上述的树木抚育装置还包括:
记录模块,被配置为记录所述目标树木的作业数据。
所述功能可以通过硬件实现,也可以通过硬件执行相应的软件实现。所述硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的模块。
在一个可能的设计中,树木建模及抚育装置的结构中包括存储器和处理器,所述存储器用于存储一条或多条支持树木建模及抚育装置执行上述第一方面和第二方面中树木建模及抚育方法的计算机指令,所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的计算机指令。所述树木建模及抚育装置还可以包括通信接口,用于树木建模及抚育装置与其他设备或通信网络通信。
第五方面,本公开实施例提供了一种电子设备,包括存储器和处理器;其中,所述存储器用于存储一条或多条计算机指令,其中,所述一条或多条计算机指令被所述处理器执行以实现第一方面或第二方面所述的方法步骤。
第六方面,本公开实施例提供了一种计算机可读存储介质,用于存储树木建模及抚育装置所用的计算机指令,其包含用于执行上述第一方面中树木建模方法或第二方面中树木抚育方法所涉及的计算机指令。
本公开实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果:
本公开实施例通过树木抚育装置在目标树木上进行螺旋运动时获得树木抚育装置上设置的测距模块的三维空间坐标,进而再根据测距模块获得的与目标树木表面上的距离信息确定所述目标树木表面的三维空间坐标,以此建立目标树木的三维模型。通过这种方式,树木抚育装置可以在攀爬行进过程中自动建立当前所抚育的目标树木的三维模型,从而大大提高了森林抚育工作的效率和自动化程度,有利于森林经济效益的增长。
应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本公开。
附图说明
结合附图,通过以下非限制性实施方式的详细描述,本公开的其它特征、目的和优点将变得更加明显。在附图中:
图1示出根据本公开一实施方式的树木建模方法的流程图;
图2示出根据本公开一实施方式利用树木抚育装置对树木建模的原理示意图;
图3示出根据图1所示实施方式的步骤S102的流程图;
图4示出根据本公开一实施方式的测距模块的测距原理示意图;
图5示出根据本公开一实施方式的树木抚育方法的流程图;
图6示出根据图5所示实施方式的步骤S502的流程图;
图7示出根据本公开一实施方式的树木建模装置的结构框图;
图8示出根据本公开一实施方式的树木抚育装置的流程图;
图9示出用来实现根据本公开一实施方式的树木建模方法的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下文中,将参考附图详细描述本公开的示例性实施方式,以使本领域技术人员可容易地实现它们。此外,为了清楚起见,在附图中省略了与描述示例性实施方式无关的部分。
在本公开中,应理解,诸如“包括”或“具有”等的术语旨在指示本说明书中所公开的特征、数字、步骤、行为、部件、部分或其组合的存在,并且不欲排除一个或多个其他特征、数字、步骤、行为、部件、部分或其组合存在或被添加的可能性。
另外还需要说明的是,在不冲突的情况下,本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。
图1示出根据本公开一实施方式的树木建模方法的流程图。如图1所示,所述树木建模方法包括以下步骤S101-S103:
在步骤S101中,基于卫星导航位置坐标和/或惯性导航数据,确定树木抚育装置中的测距模块在目标树木上螺旋运动时的第一三维空间坐标;
在步骤S102中,获取所述树木抚育装置中的测距模块在目标树木上螺旋运动时与所述目标树木的三维表面上的对应点之间的距离信息;
在步骤S103中,根据所述第一三维空间坐标以及所述距离信息确定第二三维空间坐标;
在步骤S104中,根据所述第二三维空间坐标建立所述目标树木的三维模型。
本实施例中,树木抚育装置可以是一种自动对树木实施抚育策略的设备。树木抚育装置至少包括卫星导航模块、惯性导航模块、测距模块、控制模块、升降模块和抚育执行模块。树木抚育装置可以在控制模块的控制下在森林中自动寻找抚育目标树木,并根据目标树木的状态实施抚育策略。卫星导航模块可以接收卫星数据,进而确定树木抚育装置所处的位置。惯性导航模块可以获取树木抚育装置的惯性导航数据,进而结合卫星导航模块获取的卫星数据对树木抚育装置进行定位,例如可以树木抚育装置在目标树木上攀爬时可以确定树木抚育装置的在目标树木上的具体位置等。目标树木可以是人工森林、园林等处生长的树木,例如杉树、棕榈树、马尾松等等。测距模块可以设置在树木抚育装置上,树木抚育装置攀爬在目标树木上时,可以测量与目标树木之间的距离。
为了更加清楚的说明本实施例公开的树木建模方法,下面先对树木抚育装置的一实施结构以及工作原理加以说明。
在一实施例中,树木抚育装置包括卫星导航模块、惯性导航模块、测距模块、控制模块、升降模块和抚育执行模块。如前所述,卫星导航模块和惯性导航模块分别用于获取树木抚育装置的卫星导航位置坐标和惯性导航数据。测距模块用于在树木抚育装置攀爬在目标树木上攀爬时,测量与目标树木之间的距离。
升降装置可以包括框架单元、滑动单元和驱动单元;所述滑动单元、驱动单元设置在框架单元上,框架单元包括可控弹性单元,其可以通过接收控制模块输出的控制信号,根据树木的实际尺寸改变框架单元的内径大小,进而将树木抚育装置压紧到目标树木表面,使得树木抚育装置固定于目标树木之上。滑动单元可以设置在可控弹性单元内部,并在可控弹性单元收缩内径尺寸时,能够压紧在目标树木表面,滑动单元可以在控制模块输出的控制信号的控制下在目标树木外表面上下滑动。滑动单元可以是滑轮或履带,树木抚育装置可以承载在框架单元上。
在一实施例中,抚育执行模块可以是切割模块,用于切割目标树木上的树枝。切割模块可以设置在框架单元上,并在工作时,围绕树中心旋转运动。也就切割模块可以相对于框架单元进行旋转运动,树木抚育装置在对目标树木进行修枝抚育时,可以通过滑动单元向上攀爬,同时切割模块可以沿着框架单元旋转,进而实现在目标树木上的螺旋运动。
在一实施例中,所述卫星导航模块设置在树木抚育装置上,能够根据卫星导航数据确定树木抚育装置的全球定位坐标,而惯性导航模块可以设置在切割模块上,不但能够记录树木抚育装置在目标树木上的上升或下降运动,还能够记录切割模块的旋转运动;这样测距模块也可以设置在切割模块上,随着切割模块的旋转运动而旋转,并在旋转的同时测量与目标树木表面之间的距离信息。测距模块与惯性导航模块可以设置在一起,这样通过惯性导航模块获取的相对位置信息就可以作为测距模块的相对位置,进而根据卫星导航模块测得的全球位置坐标,就可以解算出测距模块的第一三维空间坐标。当然,在其他实施例中,测距模块和惯性导航模块也可以具有一定的距离,而该距离由于是固定的,因此在确定了惯性导航模块的相对位置后,测距模块的相对位置也可以确定,进而再根据卫星导航模块的全球位置坐标就能够确定测距模块的第一三维空间坐标。
在一实施例中,卫星导航模块所获得的卫星导航数据可以解算出树木抚育装置在大地平面上的二维位置坐标,但是无法解算出树木抚育装置在目标树木上的高度,因此可以通过惯性导航数据确定树木抚育装置在目标树木上所上升的高度,进而再根据卫星导航数据就可以确定树木抚育装置上的切割模块做螺旋运动时的三维空间坐标,也即能够获得测距模块的第一三维空间坐标。
本实施例中,树木抚育装置在对目标树木进行抚育的过程中,切割模块会沿着树木中心进行旋转运动,同时滑动单元会带动整个树木抚育装置沿着目标树木向上攀爬,因此最终树木抚育装置上的切割模块会以螺旋运动沿着目标树木向上攀爬。在该螺旋运动中,设置在切割模块上的测距模块可以以预设的频率测量与目标树木表面上之间的距离信息。测距模块可以一次测量与目标树木表面上一点之间的距离信息,进而根据距离信息以及测距模块的第一三维空间坐标确定树木表面上该点的第二三维空间坐标。在经过一段时间的螺旋运动后,可以获得目标树木表面上的点云数据,也即目标树木表面上大片面积上点的第二三维空间坐标,根据这些第二三维空间坐标就可以建立目标树木对应面积上的三维模型。
在一实施例中,目标树木的三维表面上的对应点是指测距模块所测量得到的距离对应于目标树木的三维表面上的点。在测距模块的螺旋运动中,每次测量对应的对应点都不同。
需要说明的是,目标树木三维模型的建立可以是树木抚育装置在对目标数据进行抚育的过程中建立,也可以单独执行的模型建立过程,该模型建立过程中,通过控制树木抚育装置上的切割模块在目标树木上进行螺旋运动,获得目标树木的三维模型。还需要说明的是,对于目标树木的一次建模可以是目标树木的一部分三维模型,也可以是整个目标树木的三维模型,具体根据实际情况设置,对此不做限制。
本公开实施例通过树木抚育装置在目标树木上进行螺旋运动时获得树木抚育装置上设置的测距模块的三维空间坐标,进而再根据测距模块获得的与目标树木表面上的距离信息确定所述目标树木表面的三维空间坐标,以此建立目标树木的三维模型。通过这种方式,树木抚育装置可以在攀爬行进过程中自动建立当前所抚育的目标树木的三维模型,从而大大提高了森林抚育工作的效率和自动化程度,有利于森林经济效益的增长。
在本实施例的一个可选实现方式中,所述测距模块为激光测量模块或者结构光测模块。
该可选的实现方式中,测距模块可以是激光测模块或者结构光测量模块。如图2所示,测距模块包括激光或者结构光发射子模块以及激光或者结构光的接收子模块。激光或者结构光发射子模块按照预设的频率发射激光或者结构光,而激光或者结构光接收子模块接收被目标树木表面反射回的激光或者结构光,之后根据发射光和反射光的时间差以及光的传播速度计算得到测距模块与目标树木上对应点也即光的反射点之间的距离信息。
在本实施例的一个可选实现方式中,如图3所示,所述步骤S102,即确定所述树木抚育装置中的测距模块在目标树木上螺旋运动时与所述目标树木的三维表面上的对应点之间的距离信息的步骤,进一步包括以下步骤S301-S302:
在步骤S301中,所述树木抚育装置在所述目标树木的树干上螺旋运动或垂直运动时,驱动所述测距模块按照等角度间隔发射测距光;
在步骤S302中,根据所述测距模块发射测距光和接收反射光的时间差确定所述测距模块与所述目标树木的三维表面上的对应点之间的距离信息。
在该可选的实施例中,测距模块可以设置在切割模块上,能够围绕树木中心进行旋转。当然,在其他实施例中,也可以将测距模块设置在其他能够围绕树木中心进行旋转的模块上。例如框架单元上可以设置一外环和内环,外环相对树木抚育装置固定,而内环相对外环可以旋转移动,而测距模块则可以设置在内环上。无论树木抚育装置是否在对目标树木进行抚育作业,都可以通过驱动内环带动测距模块围绕树木中心移动,进而测量得到目标树木外表面上的点云数据,并据此进行建模。
该可选的实现方式中,如图4所示,测距模块可以按照预设的频率发射测距光,之后接收目标树木表面对测距光的反射光,进而根据测距光和反射光之间的时间差以及测距光在空气中的传播速度计算得到测距模块与目标数目对应点之间的距离信息。
在一实施例中,控制模块可以按等角度间隔控制测距模块发射激光或结构光,所述间隔需要按照所需建模的模型分辨率和目标树木半径计算得到。之后控制模块在确认完成建模后再驱动升降装置向上移动一个预定义间隔,从而使得抚育作业所需的移动不会影响激光或结构光的发射和接收。
下面举例说明测距模块的测量过程。
在树木抚育装置的一次抚育作业中,树木抚育装置攀爬行进到目标树木一点处,通过卫星导航模块和惯性导航模块得到实时的坐标为 (30,40,45),本实施例中采用的坐标系的(x,y)平面为地面,原点为目标树木的树干中心点,单位为厘米;同时,该树木抚育装置的激光或结构光发射子模块向目标树木发射激光或结构光,并激光或结构光接收子模块接收从目标树木反射回来的激光或结构光,发射接收时间差t为2×10-10s,则该树木抚育装置与目标树木上一点的距离d=ct/2=3cm,其中c为光传播速度;进一步,控制模块基于上述坐标和距离信息解算得到目标树木上该点的坐标,比如该点正好位于x轴,则目标树木上该点的坐标为(27,40,45);该点正好位于y轴,则树木上该点的坐标为(30,37,45);若该点位于空间中某一点(除去x轴和y轴),则控制模块中的算法可以根据距离和角度(激光或结构光发射出去的角度)等信息解算出树木上该点的精确坐标。
图5示出根据本公开一实施方式的树木抚育方法的流程图。如图5所示,所述树木抚育方法包括以下步骤S501-S502:
在步骤S501中,获取目标树木的目标三维模型;所述三维模型通过上述树木建模方法建立;
在步骤S502中,通过对所述目标树木的三维模型与现有三维模型库中的三维模型进行匹配,确定所述树木抚育装置是否对同一树木进行抚育作业。
该可选的实现方式中,在树木抚育过程中,通过上述树木建模方法建立了目标树木的目标三维模型后,可以将该建立的目标三维模型与数据库中的三维模型进行匹配,如果匹配成功,则可以确定之前对该目标树木进行过抚育作业。上述树木建模方法所建立的目标三维模块可以用于标识目标树木的身份,进而可以根据该目标三维模块与现有三维模型库中的三维模型匹配,以确定是否对该目标树木进行了重复作业,也即验证了本次抚育作业的有效性。
在本实施例的一个可选实现方式中,如图6所示,所述步骤S502,即通过对所述目标树木的三维模型与现有三维模型库中的三维模型进行匹配,确定所述树木抚育装置是否对同一树木进行抚育作业的步骤,进一步包括以下步骤S601-S602:
在步骤S601中,现有三维模型库中存在与所述目标三维模型相匹配的三维模型时,使用所述目标树木的三维模型更新所述匹配的三维模型;
在步骤S602中,现有三维模型库中不存在与所述目标三维模型相匹配的三维模型时,将所述目标树木的三维模型添加至现有三维模型库中。
该可选的实现方式中,如果现有三维模型库中已经存在了与所建立的目标三维模型相匹配的模型,则说明之前对该目标树木进行过抚育作业,此时可以通过比较目标三维模型和相匹配的三维模型之间的差别来确定是否对该目标树木进行了重复作业。如果目标三维模型与现有三维模型库中的三维模型对应的目标树木高度一致,则可以认为两次进行了重复作业,而如果本次目标三维模型的模型高度比现有三维模型库中的三维模型的模型高度要高,则说明虽然之前对目标树木进行过抚育作业,但是两次所抚育的部位不同,因此可以认为本次并非重复作业,而且所建立的模型要不已有模型的数据更多,因此使用本次目标三维模型更新现有三维模型库中相匹配的三维模型。通过这种方式,不但可以能够分析本次抚育作业的有效性,还能够不断对目标树木的三维模型进行更新,是的目标树木的模型数据越来越全面。
在本实施例的一个可选实现方式中,所述方法还包括以下步骤:
记录所述目标树木的作业数据。
该可选的实现方式中,在树木抚育过程中,不但可以建立目标树木的三维模型,还可以通过与现有三维模型库进行匹配后,通过分析处理得到目标树木的一些作业数据。例如,本次对目标树木抚育的部位等,目标树木当前的状态等。例如,树木抚育装置在一次修枝作业后,通过分析所建立的目标三维模型可得到此次修枝作业的高度为2米(因为所建立的目标三维模型的高度为2米)。经过一段时间后,再次使用该树木抚育装置对该目标树木进行了修枝作业,同时第二次建立了目标三维模块,将第二次建立的目标三维模型与现有三维模型库中的三维模型进行匹配,通过树木下面2米的三维模型对比,确认两次抚育作业的目标树木为同一棵树木,但第二次抚育工作建立的目标三维模型要比第一次的高1米,从而可以实现对一棵树木进行抚育作业全面的数据记录,即共进行两次抚育作业,第一次修枝高度为2米,第二次又增加了1米,实现了数据记录的全面性。
下述为本公开装置实施例,可以用于执行本公开方法实施例。
图7示出根据本公开一实施方式的树木建模装置的结构框图,该装置可以通过软件、硬件或者两者的结合实现成为电子设备的部分或者全部。如图7所示,所述树木建模装置包括第一确定模块701、第一获取模块702、第二确定模块703和建立模块704:
第一确定模块701,被配置为基于卫星导航位置坐标和/或惯性导航数据,确定树木抚育装置中的测距模块在目标树木上螺旋运动时的第一三维空间坐标;
第一获取模块702,被配置为获取所述树木抚育装置中的测距模块在目标树木上螺旋运动时与所述目标树木的三维表面上的对应点之间的距离信息;
第二确定模块703,被配置为根据所述第一三维空间坐标以及所述距离信息确定第二三维空间坐标;
建立模块704,被配置为根据所述第二三维空间坐标建立所述目标树木的三维模型。
本实施例提出的树木建模装置与图1所示实施例及相关实施例中提出的树木建模方法对应一致,具体细节可参见上述对树木建模方法的描述,在此不再赘述。
在本实施例的一个可选实现方式中,所述测距模块为激光测量模块或者结构光测量模块。
在本实施例的一个可选实现方式中,所述第一获取模块702包括:
发射子模块,被配置为所述树木抚育装置在所述目标树木的树干上螺旋运动或垂直运动时,驱动所述测距模块按照等角度间隔发射测距光;
确定子模块,被配置为根据所述测距模块发射测距光和接收反射光的时间差确定所述测距模块与所述目标树木的三维表面上的对应点之间的距离信息。
图8示出根据本公开一实施方式的树木抚育装置的结构框图,该装置可以通过软件、硬件或者两者的结合实现成为电子设备的部分或者全部。如图8所示,所述树木建模装置包括第二获取模块801和第三确定模块 802:
第二获取模块801,被配置为获取目标树木的目标三维模型;所述三维模型通过上述树木建模装置建立;
第三确定模块802,被配置为通过对所述目标树木的三维模型与现有三维模型库中的三维模型进行匹配,确定所述树木抚育装置是否对同一树木进行抚育作业。
本实施例提出的树木抚育装置与图5所示实施例及相关实施例中提出的树木抚育方法对应一致,具体细节可参见上述对树木抚育方法的描述,在此不再赘述。
在本实施例的一个可选实现方式中,所述第三确定模块802包括:
更新子模块,被配置为现有三维模型库中存在与所述目标三维模型相匹配的三维模型时,使用所述目标树木的三维模型更新所述匹配的三维模型;
添加子模块,被配置为现有三维模型库中不存在与所述目标三维模型相匹配的三维模型时,将所述目标树木的三维模型添加至现有三维模型库中。
在本实施例的一个可选实现方式中,所述树木抚育装置还包括:
记录模块,被配置为记录所述目标树木的作业数据。
图9是适于用来实现根据本公开实施方式的树木建模方法的电子设备的结构示意图。
如图9所示,电子设备900包括中央处理单元(CPU)901,其可以根据存储在只读存储器(ROM)902中的程序或者从存储部分909加载到随机访问存储器(RAM)903中的程序而执行上述图1所示的实施方式中的各种处理。在RAM903中,还存储有电子设备900操作所需的各种程序和数据。 CPU901、ROM902以及RAM903通过总线904彼此相连。输入/输出(I/O) 接口905也连接至总线904。
以下部件连接至I/O接口905:包括键盘、鼠标等的输入部分906;包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分907;包括硬盘等的存储部分908;以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分909。通信部分909经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器910也根据需要连接至I/O接口905。可拆卸介质 911,诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等,根据需要安装在驱动器910上,以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分 908。
特别地,根据本公开的实施方式,上文参考图1描述的方法可以被实现为计算机软件程序。例如,本公开的实施方式包括一种计算机程序产品,其包括有形地包含在及其可读介质上的计算机程序,所述计算机程序包含用于执行图1的方法的程序代码。在这样的实施方式中,该计算机程序可以通过通信部分909从网络上被下载和安装,和/或从可拆卸介质911被安装。
图9所示的电子设备同样也适用于实现图6所示实施例中树木抚育方法。
附图中的流程图和框图,图示了按照本公开各种实施方式的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上,路程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分,所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意,在有些作为替换的实现中,方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如,两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行,它们有时也可以按相反的顺序执行,这依所涉及的功能而定。也要注意的是,框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合,可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现,或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
描述于本公开实施方式中所涉及到的单元或模块可以通过软件的方式实现,也可以通过硬件的方式来实现。所描述的单元或模块也可以设置在处理器中,这些单元或模块的名称在某种情况下并不构成对该单元或模块本身的限定。
作为另一方面,本公开还提供了一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质可以是上述实施方式中所述装置中所包含的计算机可读存储介质;也可以是单独存在,未装配入设备中的计算机可读存储介质。计算机可读存储介质存储有一个或者一个以上程序,所述程序被一个或者一个以上的处理器用来执行描述于本公开的方法。
以上描述仅为本公开的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解,本公开中所涉及的发明范围,并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案,同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下,由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本公开中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种树木建模方法,其特征在于,包括:
基于卫星导航位置坐标和/或惯性导航数据,确定树木抚育装置中的测距模块在目标树木上螺旋运动时的第一三维空间坐标;
获取所述树木抚育装置中的测距模块在目标树木上螺旋运动时与所述目标树木的三维表面上的对应点之间的距离信息;
根据所述第一三维空间坐标以及所述距离信息确定第二三维空间坐标;
根据所述第二三维空间坐标建立所述目标树木的三维模型。
2.根据权利要求1所述的树木建模方法,其特征在于,所述测距模块为激光测量模块或者结构光测量模块。
3.根据权利要求1或2所述的树木建模方法,其特征在于,获取所述树木抚育装置中的测距模块在目标树木上螺旋运动时与所述目标树木的三维表面上的对应点之间的距离信息,包括:
所述树木抚育装置在所述目标树木的树干上螺旋运动或垂直运动时,驱动所述测距模块按照等角度间隔发射测距光;
根据所述测距模块发射测距光和接收反射光的时间差确定所述测距模块与所述目标树木的三维表面上的对应点之间的距离信息。
4.一种树木抚育方法,其特征在于,包括:
获取目标树木的目标三维模型;所述三维模型通过权利要求1-3任一项所述的树木建模方法建立;
通过对所述目标树木的三维模型与现有三维模型库中的三维模型进行匹配,确定所述树木抚育装置是否对同一树木进行抚育作业。
5.根据权利要求4所述的树木建模方法,其特征在于,通过对所述目标树木的三维模型与现有三维模型库中的三维模型进行匹配,确定所述树木抚育装置是否对同一树木进行抚育作业,包括:
现有三维模型库中存在与所述目标三维模型相匹配的三维模型时,使用所述目标树木的三维模型更新所述匹配的三维模型;
现有三维模型库中不存在与所述目标三维模型相匹配的三维模型时,将所述目标树木的三维模型添加至现有三维模型库中。
6.根据权利要求5所述的树木建模方法,其特征在于,还包括:
记录所述目标树木的作业数据。
7.一种树木建模装置,其特征在于,包括:
第一确定模块,被配置为基于卫星导航位置坐标和/或惯性导航数据,确定树木抚育装置中的测距模块在目标树木上螺旋运动时的第一三维空间坐标;
第一获取模块,被配置为获取所述树木抚育装置中的测距模块在目标树木上螺旋运动时与所述目标树木的三维表面上的对应点之间的距离信息;
第二确定模块,被配置为根据所述第一三维空间坐标以及所述距离信息确定第二三维空间坐标;
建立模块,被配置为根据所述第二三维空间坐标建立所述目标树木的三维模型。
8.一种树木抚育装置,其特征在于,包括:
第二获取模块,被配置为获取目标树木的目标三维模型;所述三维模型通过权利要求7所述的树木建模装置建立;
第三确定模块,被配置为通过对所述目标树木的三维模型与现有三维模型库中的三维模型进行匹配,确定所述树木抚育装置是否对同一树木进行抚育作业。
9.一种电子设备,其特征在于,包括存储器和处理器;其中,
所述存储器用于存储一条或多条计算机指令,其中,所述一条或多条计算机指令被所述处理器执行以实现权利要求1-6任一项所述的方法步骤。
10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机指令,其特征在于,该计算机指令被处理器执行时实现权利要求1-6任一项所述的方法步骤。
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管西鹏 等: "基于三维激光扫描的树木点云三维建模", 《电脑编程技巧与维护》 *

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