基于双目立体视觉和无人机的秸秆焚烧监测方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107977018A(43)申请公布日2018.05.01(21)申请号201711312111.6(22)申请日2017.12.12(71)申请人吉林大学地址130012吉林省长春市前进大街2699号(72)发明人孔丽娟于海业刘爽田东旭隋媛媛张雨晴张强张蕾(74)专利代理机构长春吉大专利代理有限责任公司22201代理人齐安全胡景阳(51)Int.Cl.G05D1/12(2006.01)权利要求书4页说明书14页附图4页(54)发明名称基于双目立体视觉和无人机的秸秆焚烧监测方法(57)摘要本发明公开了一种基于双目立体视觉和无人机的秸秆焚烧监测方法，为克服现有技术存在监测火点信息不准确、精度不高、受天气影响大、监管成本高与效率低的问题，其步骤：1)预设巡航路径；无人机起飞前由地面操作人员在无人机的GPS模块中对巡航规划，设置在待监测农田无人机的飞行路径，无人机启动后按照预设的巡航路径飞行；2)连接无人机与双目立体视觉平台、红外传感器；3)标定双目立体视觉平台；4)启动无人机；5)无人机进行巡航监测：无人机按预设巡航路径飞行，红外传感器监测红外热源异常区域的出现,双摄像头采集两幅不同角度的秸秆焚烧图像；6)图像处理；7)三维重建；8)监测结果判断与处理；9)依据闪光警报采取处理措。CN107977018ACN107977018A权利要求书1/4页1.一种基于双目立体视觉和无人机的秸秆焚烧监测方法，其特征在于，所述的基于双目立体视觉和无人机的秸秆焚烧监测方法的步骤如下：1)预设巡航路径；2)连接无人机与双目立体视觉平台、红外传感器；3)标定双目立体视觉平台；4)启动无人机；5)无人机进行巡航监测；6)图像处理；7)三维重建；8)监测结果判断与处理；9)依据闪光警报采取处理措。2.按照权利要求1所述的基于双目立体视觉和无人机的秸秆焚烧监测方法，其特征在于，所述的预设巡航路径是指：在无人机起飞前，由地面操作人员根据农田信息，用无人机自带的安装有与所采用的无人机配套的GJIGO软件的遥控器进行巡航规划，设无人机在待监测农田的巡航飞行路径，无人机启动后即按照既定巡航路径飞行。3.按照权利要求1所述的基于双目立体视觉和无人机的秸秆焚烧监测方法，其特征在于，所述的连接无人机与双目立体视觉平台、红外传感器是指：1)用M12连接器将红外传感器与无人机云台连接，固定在无人机自带的云台上，M12连接器一端采用螺钉连接、拧紧触点接线的方式与红外传感器相连，一端焊接于无人机的云台上；2)将左、右两个摄像机采用卡扣连接到无人机自带的云台上，即完成无人机与双目立体视觉平台的连接。4.按照权利要求1所述的基于双目立体视觉和无人机的秸秆焚烧监测方法，其特征在于，所述的标定双目立体视觉平台是指；标定双目立体视觉平台首先是分别获取左右相机的内外参数，之后通过立体标定对左右两幅图像进行立体校准和对齐，最后就是确定两个相机的相对位置关系，即中心距；1)本发明采用张氏平面标定法，该方法只需要摄像机对某个标定板从不同方向拍摄多幅图片，通过标定板上每个特征点和其像平面的像点间的对应关系，即每一幅图像的单应矩阵来进行摄像机的标定；摆放标定板时应在尽可能靠近焦点的前提下，彼此位姿越不同越好，因为位姿越不同的两张棋盘格图片，其利用角点坐标建立的方程就越独立，越有代表性；2)用OpenCV软件完成对两个摄像头的分别标定，即左目标定和右目标定及角点检测，完成左、右相机双目立体校正后的结果是左右相机对应匹配点基本上水平对齐；3)把左目和右目的单独标定结果放入双目程序中，确定出左、右摄像头内外参数，并得到旋转矩阵和平移矩阵。5.按照权利要求1所述的基于双目立体视觉和无人机的秸秆焚烧监测方法，其特征在于，所述的无人机进行巡航监测是指：无人机按预设巡航路径从起始位置开始巡航飞行，与此同时红外传感器监测红外热源2CN107977018A权利要求书2/4页异常区域,若出现红外异常情况,则无人机飞行至红外异常区域上方，双摄像头采集此刻此处两幅不同角度的秸秆焚烧图像。6.按照权利要求1所述的基于双目立体视觉和无人机的秸秆焚烧监测方法，其特征在于，所述的图像处理是指：1)图像压缩(1)将摄像头采集到的PNG格式的图片在计算机系统自带的画图板功能中打开，再将文件另存为JPEG图片的格式，重命名并保存，这种方法使图像质量损耗较小，且所占空间很小；(2)若想进一步对JPEG图片格式的图像进行压缩，可以在计算机上安装压缩软件，然后右击待压缩文件，打开文件选择列表，选择“添加到压缩文件夹”，选择压缩方式并确认，即可完成用压缩软件对图像的压缩；2)颜色空间选择对于有些图像色差比较明显的，或者需要选取指定颜色的部分，使用色彩范围来选取；(1)