本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)測量領域與人工智能領域，更具體地，涉及一種甘蔗生長高度的測量方法及系統(tǒng)。

背景技術：

1、甘蔗作為全球重要的糖料作物和能源作物，其產(chǎn)量和品質(zhì)對糖業(yè)及相關產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要影響。在甘蔗種植管理中，對甘蔗高度參數(shù)進行實時監(jiān)測和評估對于優(yōu)化栽培實踐、提高產(chǎn)量和品質(zhì)具有重要意義。

2、在實現(xiàn)本發(fā)明構思的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)相關技術中至少存在如下問題：通常對單個甘蔗進行高度測量時，采用多攝像頭測量，涉及多攝像頭之間的坐標轉(zhuǎn)換，計算復雜，高度測量效率低。

技術實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提供了一種甘蔗生長高度的測量方法及系統(tǒng)。

2、本發(fā)明的一個方面提供了一種甘蔗生長高度的測量方法，包括：將利用單個深度相機拍攝目標甘蔗所得到的多個圖像輸入目標檢測模型，得到目標甘蔗的甘蔗底部圖像和甘蔗頂梢圖像，深度相機搭載在云臺上，云臺用于控制深度相機的拍攝角度，目標檢測模型是基于針對甘蔗特征所改進的深度學習模型；根據(jù)甘蔗頂梢圖像和甘蔗底部圖像，從深度相機中獲取深度相機到甘蔗頂梢的第一距離以及深度相機到甘蔗底部的第二距離；從云臺獲取深度相機的目標角度，目標角度是根據(jù)拍攝甘蔗頂梢圖像的第一拍攝角度和拍攝甘蔗底部圖像的第二拍攝角度確定的；根據(jù)第一距離、第二距離和目標角度，得到目標甘蔗的目標生長高度；

3、目標檢測模型的損失函數(shù)如下：

4、（1）

5、leiou為所述目標檢測模型的所述損失函數(shù)，?liou是iou損失函數(shù)，ldis代表方向損失函數(shù)，?lasp?代表長寬比損失函數(shù)，?iou是交并比，用于衡量甘蔗預測框和所述甘蔗真實框之間的重疊程度，b是甘蔗預測框的坐標，bgt?是甘蔗真實框的坐標，ρ表示甘蔗預測框和甘蔗真實框之間的距離，c為最小閉包區(qū)域，ω表示甘蔗覆蓋預測框的寬度，ωgt表示甘蔗真實框的寬度，h為甘蔗覆蓋預測框的高度，hgt?是甘蔗真實框的高度，cω和?ch分別代表甘蔗覆蓋預測框和甘蔗真實框相交區(qū)域的最小邊界框的寬度和高度。

6、本發(fā)明的另一個方面提供了一種甘蔗生長高度的測量系統(tǒng)，包括：單個深度相機，用于拍攝目標甘蔗，以及生成深度相機到目標甘蔗的距離；云臺，用于搭載深度相機并控制深度相機的拍攝角度；服務器，與深度相機和云臺連接，用于執(zhí)行上述甘蔗生長高度的測量方法。

7、本發(fā)明的另一個方面提供了一種甘蔗生長高度的測量裝置，包括：輸入模塊，用于將利用單個深度相機拍攝目標甘蔗所得到的多個圖像輸入目標檢測模型，得到目標甘蔗的甘蔗底部圖像和甘蔗頂梢圖像，深度相機搭載在云臺上，云臺用于控制深度相機的拍攝角度，目標檢測模型是基于針對甘蔗特征所改進的深度學習模型，目標檢測模型的損失函數(shù)如公式（1）所示。第一獲取模塊，用于根據(jù)甘蔗頂梢圖像和甘蔗底部圖像，從深度相機中獲取深度相機到甘蔗頂梢的第一距離以及深度相機到甘蔗底部的第二距離。第二獲取模塊，用于從云臺獲取深度相機的目標角度，目標角度是根據(jù)拍攝甘蔗頂梢圖像的第一拍攝角度和拍攝甘蔗底部圖像的第二拍攝角度確定的。確定模塊，用于根據(jù)第一距離、第二距離和目標角度，得到目標甘蔗的目標生長高度。

8、本發(fā)明的另一個方面提供了一種電子設備，包括：

9、一個或多個處理器；

10、存儲器，用于存儲一個或多個程序，

11、其中，當所述一個或多個程序被上述一個或多個處理器執(zhí)行時，使得上述一個或多個處理器實現(xiàn)上述的方法。

12、本發(fā)明的另一方面提供了一種計算機可讀存儲介質(zhì)，存儲有計算機可執(zhí)行指令，上述指令在被執(zhí)行時用于實現(xiàn)上述的方法。

13、本發(fā)明的另一方面提供了一種計算機程序產(chǎn)品，上述計算機程序產(chǎn)品包括計算機可執(zhí)行指令，上述指令在被執(zhí)行時用于實現(xiàn)上述的方法。

14、根據(jù)本發(fā)明的實施例，僅僅利用單個深度相機拍攝目標甘蔗，再獲取深度相機到甘蔗頂梢的第一距離以及深度相機到甘蔗底部的第二距離，以及深度相機旋轉(zhuǎn)的目標角度，就可檢測得到目標甘蔗的目標生長高度，不需考慮坐標轉(zhuǎn)換等問題，大大減少計算量，提升高度測量效率。

技術特征：

1.一種甘蔗生長高度的測量方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述目標角度為所述第一拍攝角度與所述第二拍攝角度之間的差值；

3.根據(jù)權利要求1所述方法，其特征在于，在所述目標甘蔗的傾斜角度小于預設閾值的情況下，所述目標角度包括預設拍攝角度，所述預設拍攝角度是屬于所述第一拍攝角度與所述第二拍攝角度之間的角度值。

4.根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述第一距離、所述第二距離和所述目標角度，得到所述目標甘蔗的目標生長高度包括：

5.根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一生長高度h1的公式如下：

6.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：在所述甘蔗底部圖像的像素值不滿足像素閾值的情況下，將所述深度相機距離地面的高度作為第二生長高度，以及將預設拍攝角度與所述第一拍攝角度之間的差值作為所述目標角度；

7.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

8.根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述第一距離、所述第二距離、所述調(diào)整高度、所述第三拍攝角度和所述第四拍攝角度，計算得到所述目標甘蔗的所述目標生長高度包括：

9.根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

10.一種甘蔗生長高度的測量系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：

技術總結
本發(fā)明提供了一種甘蔗生長高度的測量方法及系統(tǒng)，可以應用于農(nóng)業(yè)測量領域與人工智能領域。該測量方法包括：將利用單個深度相機拍攝目標甘蔗所得到的多個圖像輸入目標檢測模型，得到目標甘蔗的甘蔗底部圖像和甘蔗頂梢圖像，目標檢測模型是基于針對甘蔗特征所改進的深度學習模型，深度相機搭載在云臺上，云臺用于控制深度相機的拍攝角度；根據(jù)甘蔗頂梢圖像和甘蔗底部圖像，從深度相機中獲取深度相機到甘蔗頂梢的第一距離以及深度相機到甘蔗底部的第二距離；獲取深度相機的目標角度，目標角度是根據(jù)拍攝甘蔗頂梢圖像的第一拍攝角度和拍攝甘蔗底部圖像的第二拍攝角度確定的；根據(jù)第一距離、第二距離和目標角度，得到目標甘蔗的目標生長高度。

技術研發(fā)人員：楊明浩,蔣正中
受保護的技術使用者：中國科學院自動化研究所
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/6