农业机械学报

作者：范永祥，冯仲科，苏珏颖，韦泽波，申朝永，闫飞?

单位：季华实验室,北京林业大学,北京林业大学,贵州省自然资源技术信息中心,贵州省自然资源技术信息中心,北京林业大学,

关键词：原木检尺;ToF相机;实时SLAM;增强现实

基金：广东省基础与应用基础研究基金项目（2020A1515110253）

将内嵌有ToF相机、面阵相机及IMU的智能手机作为硬件系统，RGB-D SLAM技术实时获取的深度图、位姿等为数据源，构建了RGB-D SLAM增强现实楞堆原木检尺系统。首先设计了基于ToF影像实时估计RGB影像像素深度的方法，实现对待测原木端面几何坐标的初步估计；其次，设计了散形分区去噪算法实现原木端面点云的精确过滤，设计了原木端面曲率估计算法实现对过滤点云可靠性判别；然后，基于PCA等算法实现原木长、短直径方向向量估计，并基于该向量对原木长、短直径进行了估计；最后，以所构建算法为基础在智能手机平台上搭建了增强现实楞堆检尺系统，实现智能手机对原木进行实时检尺、增强现实场景对测量结果实时监督。新型检尺系统通过对6个楞堆334根原木进行了检尺实验，以评估该设备的测量精度。结果显示：原木平均直径估计值的偏差及均方根误差分别为-0.13cm(-0.35%)及1.05cm(3.34%)；原木径阶化直径估计值的偏差及均方根误差分别为-0.10cm(-0.22%)及1.33cm(4.43%)；原木材积估计值的偏差及均方根误差分别为-0.007m3(-0.27%)及0.0939m3(7.23%)；楞堆材积相对误差绝对值均不大于2.23%，所有楞堆总材积相对误差为-0.68%。无论从单根原木还是楞堆角度来看，材积等测量结果均无偏且高精度，说明原木检尺系统是一种可高精度、高鲁棒性实时完成楞堆原木检尺的潜在方案。

来源：2023年第12期

《农业机械学报》期刊编辑部

查看农业机械学报杂志2023年第12期