基于二维激光的果树冠层三维点云扫描系统及方法与流程

技术特征：

1.一种基于二维激光的果树冠层三维点云扫描系统，其特征在于，包括：水平支架（1）、钢丝（2）、导轨（3）、垂直支架（4）、激光扫描仪安装座（5）和激光扫描仪（11）；所述水平支架（1）呈矩形框架结构，所述垂直支架（4）安装在水平支架（1）的中部上，垂直支架（4）分为左右相对称的左半部（4-1）和右半部（4-2），所述左半部（4-1）与水平支架（1）的左端、右半部（4-2）与水平支架（1）的右端均通过钢丝（2）连接；所述导轨（3）位于左半部（4-1）和右半部（4-2）之间，垂直支架（4）能够沿着导轨（3）进行前后运动；所述激光扫描仪安装座（5）具有L型截面，激光扫描仪安装座（5）的顶部安装在水平支架（1）中，激光扫描仪安装座（5）的底部用于安装激光扫描仪（11），激光扫描仪安装座（5）能够沿着水平支架（1）进行水平运动。

2.如权利要求1所述的一种基于二维激光的果树冠层三维点云扫描系统，其特征在于：所述水平支架（1）中安装有线性导轨（12）、丝杠（13）、滑块（14）和步进电机一（15）；所述线性导轨（12）沿水平方向安装在水平支架（1）的内侧，所述丝杠（13）从水平支架（1）的右侧穿过并固定在水平支架（1）中，丝杠（13）与线性导轨（12）相平行，丝杠（13）的右侧端部安装有步进电机一（15），所述步进电机一（15）驱动丝杠（13）的旋转，所述滑块（14）的前端安装在丝杠（13）上，滑块（14）的后端与线性导轨（12）相配合，使得滑块（14）能够随着丝杠（13）的旋转沿线性导轨（12）水平运动，滑块（14）与激光扫描仪安装座（5）的顶部相连。

3.如权利要求1所述的一种基于二维激光的果树冠层三维点云扫描系统，其特征在于：所述导轨（3）具有工字型截面，左半部（4-1）的顶部靠导轨（3）侧、右半部（4-2）的顶部靠导轨（3）侧均安装有滑轮（8），所述滑轮（8）与导轨（3）相配合，滑轮（8）带动垂直支架（4）沿导轨（3）上运动。

4.如权利要求3所述的一种基于二维激光的果树冠层三维点云扫描系统，其特征在于：所述滑轮（8）处安装有驱动滑轮（8）滚动的电机（9），所述电机（9）通过电缆线（7）与控制器（6）相连。

5.如权利要求1所述的一种基于二维激光的果树冠层三维点云扫描系统，其特征在于：所述激光扫描仪安装座（5）顶部安装有步进电机二（10），所述步进电机二（10）驱动激光扫描仪安装座（5）的自转。

6.一种如权利要求1-5中任一所述的基于二维激光的果树冠层三维点云扫描系统的扫描方法，其特征在于，包括如下步骤：

激光扫描仪对区域内各点进行扫描后，进行数据采集，包括激光扫描仪与靶标物之间的距离、激光线与垂直Y轴的角度、两次扫描的间隔时间和激光扫描仪在Z方向的移动速度值；

将十六进制的距离和角度转换为十进制数据矩阵，并通过坐标变换得到X坐标矩阵和Y坐标矩阵；

根据时间和速度值，计算得到Z坐标矩阵；

对X坐标矩阵、Y坐标矩阵和Z坐标矩阵进行消除环境点处理，分别得到靶标物X坐标矩阵、靶标物Y坐标矩阵和靶标物Z坐标矩阵；

基于靶标物X坐标矩阵、靶标物Y坐标矩阵和靶标物Z坐标矩阵，生成点云。