培育人工林是解决木材资源短缺的有效途径。人工林在我国已大面积推广,急待抚育,整枝抚育是保证高质量工业用材的重要环节。目前,国内工业用材林主要靠人工进行整枝抚育,效率低,整枝高度不能满足森林培育的要求,并且易出现伤亡事故。近年来,日本研制出了一种无线遥控型整枝机,较好的解决工业用材林整枝高度问题,但仍需要操作人员仰头注视目标进行遥控操作,眼和肩颈部疲劳大,有时也因下落的树枝致使工人伤亡。因此研制智能
按照项目计划,在北京西山采集了近百幅落叶松图像,并测量了489组立木枝干直径数据,从分杈枝识别、图像预处理、立木枝干自动识别测量、树干弯曲度测量、遮挡树枝识别和立木枝干三维重建几个方面对立木枝干计算机识别方法进行深入研究。主要研究成果包括(1)基于统计学和支撑向量机的分杈枝识别算法2种;(2)基于数学形态学和水平集的立木图像分割算法2种;(3)1种立木枝杈点自动识别算法;(4)1种立木枝干直径自动测量方法;(5)1种树干弯曲度自动测量方法;(6)1种遮挡树枝识别方法;(7)1种立木枝干三维重建方法。实验结果表明这些算法和方法能有效够解决立木枝干计算机识别中的主要问题。本研究已发表学术论文11篇,被EI收录6篇,申请国家发明专利1项;参加国际学术会议4次,其中在国外(美国和澳大利亚)召开的国际会议2次;参加国内学术会议1次;培养研究生5人,其中博士研究生2人,硕士研究生3人,已经取得博士学位1人,已经取得硕士学位1人。本项目的研究成果为智能型整枝机器人视觉系统的研究奠定了一定的理论基础,同时也为基于计算机视觉的树木测量和基于视觉林业机器人导航等领域的研究提供了一定的理论和技术基础。