標(biāo)定參數(shù)模塊300可以根據(jù)攝像頭生產(chǎn)商或者銷售商提供的相應(yīng)參數(shù)計(jì)算 出在X方向和Y方向上該攝像頭的相鄰圖像傳感器之間的中心距離(d x，dy)。
[0100] 在標(biāo)定參數(shù)過程中，標(biāo)定參數(shù)模塊300可以首先利用徑向排列約束來求解旋轉(zhuǎn)矩 陣R、平移向量T的兩個(gè)分量Tx和T y以及圖像的水平比例因子sx;然后，標(biāo)定參數(shù)模塊300再求 解拍攝焦距f、平移向量T中的在z方向上的分量T z以及鏡頭徑向畸變系數(shù)h。
[0101] 標(biāo)定參數(shù)模塊300可以利用標(biāo)定參數(shù)成功建立三維世界坐標(biāo)系中的坐標(biāo)與計(jì)算機(jī) 圖像坐標(biāo)系中的坐標(biāo)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。本實(shí)施例應(yīng)向標(biāo)定參數(shù)模塊300提供標(biāo)定板中標(biāo)示 出的各目標(biāo)點(diǎn)在世界坐標(biāo)系中的坐標(biāo)以及各目標(biāo)點(diǎn)在計(jì)算機(jī)圖像坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，當(dāng)然， 標(biāo)定參數(shù)模塊300也可以根據(jù)拍攝的圖像以及與用戶的交互來自主確定各目標(biāo)點(diǎn)在計(jì)算機(jī) 圖像坐標(biāo)系中的坐標(biāo);然后，標(biāo)定參數(shù)模塊300利用獲得的各坐標(biāo)對(duì)上述公式進(jìn)行求解就可 以獲得拍攝標(biāo)定板的攝像頭（如數(shù)碼相機(jī)或者具有拍攝功能的電話或者平板電腦等）的標(biāo) 定參數(shù)。本實(shí)施例不對(duì)標(biāo)定參數(shù)模塊300求解獲得標(biāo)定參數(shù)的過程進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0102] 需要特別說明的是，在利用攝像頭(如數(shù)碼相機(jī)等)對(duì)標(biāo)定板進(jìn)行拍攝時(shí)，可以記 錄該攝像頭距離標(biāo)定板的拍攝距離以及攝像頭所采用的拍攝焦距，并在對(duì)被測(cè)立木進(jìn)行拍 攝時(shí)，可以采用相同的拍攝距離以及拍攝焦距進(jìn)行拍攝，這樣，標(biāo)定參數(shù)模塊300-次標(biāo)定 獲得的參數(shù)可以用于對(duì)多張圖像中的被測(cè)立木的被測(cè)參數(shù)的計(jì)算過程。當(dāng)然，本實(shí)施例也 不排除在拍攝被測(cè)立木的圖像的過程中，由于拍攝距離和/或者拍攝焦距發(fā)生了變化，而需 要標(biāo)定參數(shù)模塊300重新獲得相應(yīng)的標(biāo)定參數(shù)的情況。
[0103] 圖像獲取模塊310主要用于獲取基于標(biāo)定參數(shù)而拍攝的包含有被測(cè)立木的圖像。
[0104] 具體的，在包含有被測(cè)立木的圖像是利用數(shù)碼相機(jī)拍攝而獲得的情況下，圖像獲 取模塊310可以通過讀取數(shù)碼相機(jī)中的照片獲取包含有被測(cè)立木的圖像。
[0105] 本實(shí)施例在對(duì)被測(cè)立木進(jìn)行拍攝時(shí)，通?？梢圆辉诒粶y(cè)立木處設(shè)置標(biāo)定板，因此， 對(duì)被測(cè)立木進(jìn)行拍攝所采用的拍攝距離以及拍攝焦距通常應(yīng)與對(duì)標(biāo)定板進(jìn)行拍攝時(shí)所采 用的拍攝距離以及拍攝焦距相同。
[0106] 本實(shí)施例可以通過智能移動(dòng)電子設(shè)備中安裝的多種距離測(cè)量應(yīng)用程序來保證攝 像頭與被測(cè)立木之間的拍攝距離與標(biāo)定參數(shù)過程中的拍攝距離相同；本實(shí)施例也可以通過 腳步丈量等方式來保證攝像頭與被測(cè)立木之間的拍攝距離與標(biāo)定參數(shù)過程中的拍攝距離 相同。
[0107] 在僅需要獲得一棵被測(cè)立木的被測(cè)參數(shù)的情況下，本實(shí)施例可以在拍攝該被測(cè)立 木的圖像時(shí)，使攝像頭與該被測(cè)立木的拍攝距離與標(biāo)定參數(shù)過程中攝像頭與標(biāo)定板的拍攝 距離相同，并使用標(biāo)定參數(shù)過程中拍攝標(biāo)定板的拍攝焦距。
[0108] 在需要獲得在水平方向上排列成一排的被測(cè)立木各自的被測(cè)參數(shù)的情況下，本實(shí) 施例可以在拍攝排列成一排的被測(cè)立木的圖像時(shí)，使攝像頭與位于中間的被測(cè)立木的拍攝 距離與標(biāo)定參數(shù)過程中攝像頭與標(biāo)定板的拍攝距離相同，并使用標(biāo)定參數(shù)過程中拍攝標(biāo)定 板的拍攝焦距。
[0109] 在需要獲得排列雜亂無序的多棵被測(cè)立木（即沒有在水平方向上排列成一排的多 棵被測(cè)立木)各自的被測(cè)參數(shù)的情況下，本實(shí)施例可以在拍攝排列無序的多棵被測(cè)立木的 圖像時(shí)，使攝像頭與最近的被測(cè)立木的拍攝距離與標(biāo)定參數(shù)過程中攝像頭與標(biāo)定板的拍攝 距離相同，并使用標(biāo)定參數(shù)過程中拍攝標(biāo)定板的拍攝焦距。
[0110]像素計(jì)量模塊320主要用于計(jì)量圖像中的被測(cè)立木的被測(cè)參數(shù)所對(duì)應(yīng)的像素?cái)?shù) 量。
[0111] 具體的，本實(shí)施例中的被測(cè)立木的被測(cè)參數(shù)可以具體為被測(cè)立木的高度，也可以 具體為被測(cè)立木的胸徑。需要說明的是，本實(shí)施例的裝置在計(jì)算被測(cè)立木的高度時(shí)所使用 的標(biāo)定參數(shù)通常會(huì)與計(jì)算被測(cè)立木的胸徑時(shí)所使用的標(biāo)定參數(shù)不相同；例如，本實(shí)施例的 裝置在為計(jì)算圖像中的被測(cè)立木的高度而設(shè)置標(biāo)定參數(shù)時(shí)，攝像頭與標(biāo)定板之間的拍攝距 離通常會(huì)比較遠(yuǎn);本實(shí)施例的裝置在為計(jì)算圖像中的一棵被測(cè)立木的胸徑而設(shè)置標(biāo)定參數(shù) 時(shí)，攝像頭與標(biāo)定板之間的拍攝距離通常會(huì)比較近;而本實(shí)施例的裝置在為計(jì)算圖像中的 多棵被測(cè)立木的胸徑而設(shè)置標(biāo)定參數(shù)時(shí)，攝像頭與標(biāo)定板之間的拍攝距離通常會(huì)介于前述 兩個(gè)拍攝距離之間。
[0112] 本實(shí)施例的裝置在通過目標(biāo)點(diǎn)在世界坐標(biāo)系中的坐標(biāo)、目標(biāo)點(diǎn)在圖像坐標(biāo)系中的 坐標(biāo)以及世界坐標(biāo)系中的坐標(biāo)與圖像坐標(biāo)系中的坐標(biāo)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系來標(biāo)定攝像頭的內(nèi) 參數(shù)以及外參數(shù)的過程中，往往默認(rèn)攝像頭成像是均勻的。然而，在實(shí)際測(cè)量被測(cè)立木的高 度時(shí)，由于被測(cè)立木的最低點(diǎn)（如樹基處)和被測(cè)立木的最高點(diǎn)（如樹梢處)幾乎分布在圖像 的上下兩端，而標(biāo)定板通常由于較小而位于圖像中的某一小塊區(qū)域(如圖像中心位置處）， 從而使目標(biāo)點(diǎn)僅可以在較小的區(qū)域中選取;如果利用該方式標(biāo)定出的參數(shù)來反算被測(cè)立木 的最低點(diǎn)和最高點(diǎn)在世界坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，從而獲得被測(cè)立木的高度的話，則會(huì)產(chǎn)生較大 的誤差。為了獲得較準(zhǔn)確的被測(cè)參數(shù)，本實(shí)施例的裝置利用像素?cái)?shù)量的比例關(guān)系來確定被 測(cè)參數(shù)。
[0113] 像素計(jì)量模塊320可以通過多種方式計(jì)量圖像中的被測(cè)立木的被測(cè)參數(shù)所對(duì)應(yīng)的 像素?cái)?shù)量;如用戶可以在圖像中設(shè)置被測(cè)立木的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)，從而像素計(jì)量模塊320可 以根據(jù)用戶的設(shè)置獲得最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)的像素位置以及最低點(diǎn)對(duì)應(yīng)的像素位置，從而利用最高 點(diǎn)對(duì)應(yīng)的像素位置以及最低點(diǎn)對(duì)應(yīng)的像素位置計(jì)算出被測(cè)立木的高度對(duì)應(yīng)的像素?cái)?shù)量;再 如用戶可以在圖像中設(shè)置被測(cè)立木的胸徑的最左端和最右端，從而像素計(jì)量模塊320可以 根據(jù)用戶的設(shè)置獲得最左端對(duì)應(yīng)的像素位置以及最右端對(duì)應(yīng)的像素位置，從而利用最左端 對(duì)應(yīng)的像素位置以及最右端對(duì)應(yīng)的像素位置計(jì)算出被測(cè)立木的胸徑對(duì)應(yīng)的像素?cái)?shù)量。本實(shí) 施例不限制像素計(jì)量模塊320計(jì)量圖像中的被測(cè)立木的被測(cè)參數(shù)所對(duì)應(yīng)的像素?cái)?shù)量的具體 實(shí)現(xiàn)方式。
[0114] 參數(shù)計(jì)算模塊330主要用于根據(jù)基于標(biāo)定參數(shù)而拍攝的圖像中的參照物所對(duì)應(yīng)的 像素?cái)?shù)量以及基于標(biāo)定參數(shù)反算出的圖像中的參照物在世界坐標(biāo)系中的坐標(biāo)計(jì)算被測(cè)立 木的被測(cè)參數(shù)。
[0115] 具體的，本實(shí)施例中的參照物通常為標(biāo)定板上的參照物（如標(biāo)定板上的一個(gè)方格 或者一條線段等），當(dāng)然，該參照物也可以為圖像中的被測(cè)立木上的參照物（如被測(cè)立木上 的一小段樹干或者設(shè)置于被測(cè)立木上的一個(gè)特定標(biāo)志等）。
[0116]參數(shù)計(jì)算模塊330計(jì)算被測(cè)立木的被測(cè)參數(shù)的實(shí)現(xiàn)原理之一為：參照物所對(duì)應(yīng)的 像素?cái)?shù)量與反算出的參照物的長(zhǎng)度的比值應(yīng)該與被測(cè)參數(shù)所對(duì)應(yīng)的像素?cái)?shù)量與被測(cè)參數(shù) 的比值相等。該實(shí)現(xiàn)原理具體如上述實(shí)施例一中針對(duì)圖2的描述，在此不再重復(fù)說明。
[0117] 參數(shù)計(jì)算模塊330可以利用上述公式(9)計(jì)算獲得圖像中的被測(cè)立木的高度，即被 測(cè)立木在世界坐標(biāo)系中的高度，也即被測(cè)立木的真實(shí)高度。
[0118] 參數(shù)計(jì)算模塊330不僅可以計(jì)算出圖像中的一棵被測(cè)立木的高度，在多棵被測(cè)立 木整齊的排列成一排的情況下（即多棵被測(cè)立木位于同一水平方向，也即多棵被測(cè)立木所 在的平面與攝像頭的像平面平行），參數(shù)計(jì)算模塊330同樣可以利用上述公式(9)計(jì)算出圖 像中的多棵被測(cè)立木的高度。
[0119]經(jīng)過大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)證明，參數(shù)計(jì)算模塊330針對(duì)圖像中的一棵被測(cè)立木計(jì)算出 的高度以及針對(duì)圖像中的多棵被測(cè)立木計(jì)算出的高度，其精度完全可以滿足林業(yè)資源調(diào)查 中所規(guī)定的相關(guān)要求。
[0120]參數(shù)計(jì)算模塊330還可以利用上述公式（10)計(jì)算出圖像中的被測(cè)立木的胸徑。在 針對(duì)一棵被測(cè)立木進(jìn)行近距離拍攝(如針對(duì)被測(cè)立木的需要進(jìn)行胸徑采集的部位進(jìn)行近距 離拍攝）的情況下，雖然參數(shù)計(jì)算模塊330利用上述公式（10)可以計(jì)算出圖像中的該被測(cè)立 木的胸徑;然而為了提高被測(cè)立木的胸徑的精確度，參數(shù)計(jì)算模塊330還可以針對(duì)上述計(jì)算 出的胸徑進(jìn)行修正，以便于消除在距離拍攝過近的情況下，在標(biāo)定參數(shù)過程中標(biāo)定板所在 平面與立木信息采集過程中被測(cè)立木的胸徑位置處所在平面之間存在距離（即非共面)而 產(chǎn)生的誤差被放大的現(xiàn)象;例如參數(shù)計(jì)算模塊330可以采用上述公式（11)對(duì)其利用上述公 式（10)計(jì)算獲得的施進(jìn)行修正。
[0121]參數(shù)計(jì)算模塊330可以利用上述公式（12)對(duì)標(biāo)定參數(shù)中的拍攝焦距f進(jìn)行校正（即 對(duì)拍攝焦距進(jìn)行優(yōu)化），具體如上述實(shí)施例一中針對(duì)公式(13)的描述，在此不再重復(fù)說明。
[0122]參數(shù)計(jì)算模塊330不僅可以計(jì)算出圖像中的一棵被測(cè)立木的胸徑，在多棵被測(cè)立 木整齊的排列成一排的情況下（即多棵被測(cè)立木位于同一水平方向，也即多棵被測(cè)立木所 在的平面與攝像頭的像平面平行），參數(shù)計(jì)算模塊330同樣可以利用上述公式（10)分別計(jì)算 出圖像中的多棵被測(cè)立木的胸徑。通常情況下，針對(duì)在水平方向上排成一排的多棵被測(cè)立 木的相應(yīng)部位進(jìn)行拍攝時(shí)，其拍攝距離通常遠(yuǎn)大于針對(duì)一棵被測(cè)立木的胸徑進(jìn)行拍攝的距 離。參數(shù)計(jì)算模塊330可以利用上述公式（10)針對(duì)圖像中的每一棵被測(cè)立木的胸徑進(jìn)行計(jì) 算，從而獲得各被測(cè)立木的胸徑。經(jīng)過大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)證明，參數(shù)計(jì)算模塊330針對(duì)圖像中 的一棵被測(cè)立木計(jì)算出的胸徑以及針對(duì)圖像中的多棵被測(cè)立木計(jì)算出的胸徑，其精度完全 可以滿足林業(yè)資源調(diào)查中所規(guī)定的相關(guān)要求。
[0123] 另外，在多棵被測(cè)立木沒有在水平方向上排成一排的情況下，參數(shù)計(jì)算模塊330同 樣可以計(jì)算出圖像中的多棵被測(cè)立木的胸徑，具體的，在針對(duì)排列無序的多棵被測(cè)立木進(jìn) 行