專利名稱：用于定位目標(biāo)樹的樹干的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的來說涉及用于從諸如LiDAR數(shù)據(jù)的感測(cè)數(shù)據(jù)確定關(guān)于樹的信息的方法和系統(tǒng)。更具體地，本發(fā)明涉及用于定位目標(biāo)樹的樹干的方法和系統(tǒng)。版權(quán)本專利文件的公開的一部分包含受版權(quán)保護(hù)的材料。版權(quán)擁有者不反對(duì)專利公開的任何人進(jìn)行傳真再現(xiàn)，因?yàn)槠涑霈F(xiàn)在專利商標(biāo)局的專利文件或記錄中，但無論如何均保留所有版權(quán)。
背景技術(shù)：
對(duì)于許多公共設(shè)施來說，樹是所有無計(jì)劃配電中斷的第一原因。暴風(fēng)雨期間對(duì)電 氣公共系統(tǒng)的大多數(shù)損害都由倒下的樹或樹枝引起，它們使電カ線不能服務(wù)。為了幫助降低樹損傷公共系統(tǒng)的頻率，許多公共設(shè)施實(shí)施植被管理程序來作為預(yù)防措施。北美的公共設(shè)施每年在植被管理上花費(fèi)70億至100億美元來盡力防止與接觸導(dǎo)體的樹相關(guān)的服務(wù)中斷和安全危險(xiǎn)。傳統(tǒng)上，植被管理程序依賴于樹藝家團(tuán)隊(duì)進(jìn)行的定期測(cè)量和修剪，以幫助控制公共系統(tǒng)周圍的植被，但是在許多情況下，覆蓋很長(zhǎng)距離的非常多的公共設(shè)施線使得在地面上派遣測(cè)量團(tuán)隊(duì)是不現(xiàn)實(shí)的。結(jié)果，過去許多公共設(shè)施公司轉(zhuǎn)為空中勘測(cè)技木，以提供他們的公共系統(tǒng)的攝影圖像，其可以被檢查以用于可能的植被生長(zhǎng)問題。該材料包括底視或傾斜成像技術(shù)，具有靜止圖像和視頻。不幸地，這種空中圖像材料不提供判斷公共系統(tǒng)附近的樹如果倒下的話是否是干擾公共設(shè)施的危險(xiǎn)所需的尺寸數(shù)據(jù)。根據(jù)這些數(shù)據(jù)，確定樹的精確到達(dá)范圍以及如果它們倒下而妨礙導(dǎo)體的安全區(qū)域的能力是非常有限的。近來，植被管理者轉(zhuǎn)向能夠提供諸如LiDAR (光探測(cè)和測(cè)距)系統(tǒng)的三維數(shù)據(jù)的空中勘測(cè)系統(tǒng)，以得到與他們的電力系統(tǒng)相鄰的植被的更多信息。例如，美國(guó)專利6，792，684和7，474，964公開了分析空中LiDAR數(shù)據(jù)的俯視圖來確定樹的高度、樹冠大小、基于樹冠中的最高點(diǎn)確定的樹的假設(shè)位置、以及樹干或樹莖直徑。樹高度和樹冠大小信息可以與已知的結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較，以預(yù)測(cè)樹的物種、年齡和發(fā)展等級(jí)。甚至已知通過比較樹高與可公開獲取的林業(yè)數(shù)據(jù)來估計(jì)樹干大小(樹莖大小)的技術(shù)，諸如美國(guó)專利7，212，670所公開的技木。不幸地，已知的LiDAR方法沒有能夠確定樹的樹干起點(diǎn)(也稱為樹從地面中生長(zhǎng)出來所處的種子點(diǎn)、樹樁點(diǎn)或樹干位置)的精確位置。如以上專利以及美國(guó)專利7，539，605所提到的，樹干位置目前被估計(jì)為在樹冠的最高點(diǎn)的正下方。雖然這種假設(shè)可能對(duì)于自己生長(zhǎng)的樹或者對(duì)于森林中的在各個(gè)方向被多個(gè)其他樹包圍的樹來說通常是有效的，但其對(duì)于在冠層中的開ロ的邊緣上生長(zhǎng)的樹來說經(jīng)常導(dǎo)致不正確的樹干起點(diǎn)位置，例如，諸如電力線通道或鉄路通道的公共事業(yè)用地(ROW)。沿著ROW的植被經(jīng)常趨向于朝向開ロ生長(zhǎng)，這是因?yàn)榭梢愿玫乩藐柟?。在生長(zhǎng)過程中，這將樹冠中心移動(dòng)到樹干起點(diǎn)的水平位置外，使得樹和植被朝向開ロ“傾斜”。當(dāng)現(xiàn)有的遠(yuǎn)程感測(cè)和其他樹冠識(shí)別方法被應(yīng)用于定位植被時(shí)，樹冠(典型地，夕卜圍、質(zhì)心或頂部)經(jīng)常是被感測(cè)和定位的目標(biāo)，缺少關(guān)于由樹干起點(diǎn)位置限定的實(shí)際所有權(quán)的精確信息。缺少精確的定位信息會(huì)引起管理挑戰(zhàn)，這是因?yàn)樗袡?quán)自然地限定了決定切割、采伐、疏伐、側(cè)向修剪或砍伐樹的權(quán)利。經(jīng)常地，樹冠生長(zhǎng)越過所有權(quán)或管理權(quán)邊界。尤其經(jīng)常地是，這發(fā)生在賦予ROW持有者以ROW內(nèi)區(qū)域的管理權(quán)的作為法人實(shí)體的公共事業(yè)用地(ROW)上。例如，ROW需要用于管理公共設(shè)施線、配電線、氣體管道、通信線、道路、鐵路等。除理解樹冠的實(shí)際位置與ROW邊界的關(guān)系的需要之外，知道實(shí)際樹干起點(diǎn)以預(yù)測(cè)如果被撞倒、折斷或砍掉時(shí)樹將遵循的正確路線也是非常重要的。樹的樹干起點(diǎn)在倒樹分析中經(jīng)常被用作基準(zhǔn)點(diǎn)，但是現(xiàn)有技術(shù)中樹干起點(diǎn)位于樹冠的最高點(diǎn)下方的假設(shè)經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致不精確的結(jié)果。樹的倒下路線可被定義為如果樹朝向特定方向倒下的話樹會(huì)碰到的點(diǎn)的集合。例如，倒下路線分析被用于確定樹在倒下時(shí)是否會(huì)擊中電力線導(dǎo)體。倒下植被的幾何分析依賴于植被的頂部、所分析的結(jié)構(gòu)的位置以及用于旋轉(zhuǎn)倒下樹的支承點(diǎn)的位置之間 的幾何形狀。不幸地是，目前使用所分析的點(diǎn)(諸如最高的樹冠點(diǎn))對(duì)于地平面的水平投影作為支承點(diǎn)來進(jìn)行倒樹分析。所得到的不精確的支承點(diǎn)位置導(dǎo)致不正確的倒下植被分析。因此，非常期望經(jīng)濟(jì)、可靠且容易使用的用于定位目標(biāo)樹的樹干的方法和系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
公開了一種用于定位目標(biāo)樹的樹干的方法。從感測(cè)數(shù)據(jù)集識(shí)別目標(biāo)樹。從感測(cè)數(shù)據(jù)集創(chuàng)建至少一個(gè)切片圖，該至少一個(gè)切片圖包括目標(biāo)樹的至少一部分。從該至少一個(gè)切片圖確定目標(biāo)樹的樹干位置。公開了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。該計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)在其上存儲(chǔ)用于定位目標(biāo)樹的樹干的指令。該指令當(dāng)被處理器執(zhí)行時(shí)使得處理器提供感測(cè)數(shù)據(jù)集。該指令還使得處理器從感測(cè)數(shù)據(jù)集識(shí)別目標(biāo)樹。該指令進(jìn)一步使處理器從感測(cè)數(shù)據(jù)集創(chuàng)建至少一個(gè)切片圖，該至少一個(gè)切片圖包括目標(biāo)樹的至少一部分。該指令還使處理器從該至少一個(gè)切片圖來確定目標(biāo)樹的樹干位置。還公開了一種用于電子裝置的圖形用戶接口(⑶I)。⑶I用于定位目標(biāo)樹的樹干。該GUI具有被配置為提供感測(cè)數(shù)據(jù)集的數(shù)據(jù)集選擇控制器。該GUI還具有被配置為從感測(cè)數(shù)據(jù)集識(shí)別目標(biāo)樹的目標(biāo)選擇控制器。該GUI進(jìn)一步具有被配置為從感測(cè)數(shù)據(jù)集創(chuàng)建至少一個(gè)切片圖的切片圖控制器，該至少一個(gè)切片圖包括目標(biāo)樹的至少一部分。該⑶I還具有被配置為顯示從該至少一個(gè)切片圖確定的目標(biāo)樹的樹干位置的樹干位置顯示器。還公開了一種用于定位目標(biāo)樹的樹干的系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有處理器，其被配置為1)從感測(cè)數(shù)據(jù)集識(shí)別目標(biāo)樹；2)從感測(cè)數(shù)據(jù)集創(chuàng)建至少一個(gè)切片圖，該至少一個(gè)切片圖包括目標(biāo)樹的至少一部分；以及3)從該至少一個(gè)切片圖確定目標(biāo)樹的樹干位置。該系統(tǒng)還具有數(shù)據(jù)輸入端，其耦合至處理器并被配置為向處理器提供感測(cè)數(shù)據(jù)集。該系統(tǒng)進(jìn)一步具有耦合至處理器或數(shù)據(jù)輸入端的用戶接口。公開了用于定位目標(biāo)樹的樹干的另一方法。從空中收集的三維感測(cè)數(shù)據(jù)集來識(shí)別目標(biāo)樹，其中，從由LiDAR數(shù)據(jù)(有時(shí)稱為“激光掃描數(shù)據(jù)”)、雷達(dá)數(shù)據(jù)、合成孔徑雷達(dá)數(shù)據(jù)或來自基于掃描測(cè)距并提供3D點(diǎn)云的任何傳感器的數(shù)據(jù)所組成的組中選擇該三維感測(cè)數(shù)據(jù)集。通過從感測(cè)數(shù)據(jù)集識(shí)別目標(biāo)樹的樹冠或者樹冠的最高點(diǎn)中的至少一個(gè)來識(shí)別目標(biāo)樹。從感測(cè)數(shù)據(jù)集創(chuàng)建至少一個(gè)基本豎直的切片圖，該至少一個(gè)切片圖包括1)目標(biāo)樹的至少一部分；和2)地形。通過基于該至少一個(gè)切片圖中的樹數(shù)據(jù)從目標(biāo)樹的被包括部分到地形來擬合樹干位置曲線，以從該至少一個(gè)切片圖來確定目標(biāo)樹的樹干位置。樹干起點(diǎn)被限定在樹干位置曲線與地形的相交處。與至少一個(gè)切片圖的圖像一起顯示樹干位置曲線或樹干起點(diǎn)中的至少一個(gè)。通過繞與樹干位置曲線相關(guān)的支承點(diǎn)旋轉(zhuǎn)目標(biāo)樹上的至少一個(gè)關(guān)注樹點(diǎn)，預(yù)測(cè)該至少一個(gè)關(guān)注樹點(diǎn)是否傾向于與安全緩沖區(qū)相交。該至少一個(gè)關(guān)注樹點(diǎn)選自由樹干位置曲線的一部分、樹干位置曲線的與地形相對(duì)的一端、目標(biāo)樹的被包括部分以及至少一個(gè)切片圖中的用戶選擇的點(diǎn)組成的組。與樹干位置曲線相關(guān)的支承點(diǎn)選自由樹干起點(diǎn)、距樹干起點(diǎn)的根部偏移、沿著樹干位置曲線距樹干起點(diǎn)的一定距離、樹干位置曲線上的距地形指定高度處的位置組成的組。所有樹點(diǎn)或樹點(diǎn)的子集鏈接至支承點(diǎn)?，F(xiàn)在可以使用目標(biāo)線、任何選擇的樹點(diǎn)和支承點(diǎn)的點(diǎn)集合或線性幾何來執(zhí)行倒樹分析。如果預(yù)測(cè)到目標(biāo)樹上的至少一個(gè)關(guān)注樹點(diǎn)傾向于與安全緩沖區(qū)相交，則采取由以下各項(xiàng)組成的組中的動(dòng)作1)警告用戶與安全緩沖區(qū)的可能相交；2)顯示與安全緩沖區(qū)的一個(gè)或多個(gè)可能的相交點(diǎn)；3)在地圖或關(guān)注文件的GPS點(diǎn)上標(biāo)記目標(biāo)樹作為因與安全緩沖區(qū)的可能相交而需要的服務(wù)；以及4)生成工作訂單以使目標(biāo)樹被削減。


圖I示意性示出在用于定位目標(biāo)樹的樹干的方法和系統(tǒng)中使用的具有已知電力線位置和公共事業(yè)用地(ROW)邊界線的感測(cè)數(shù)據(jù)集的實(shí)施方式。圖2示意性示出來自圖I的并且示出在用于定位目標(biāo)樹的樹干的方法和系統(tǒng)中使用的可能目標(biāo)樹的圖像的放大部分的實(shí)施方式。圖3A和圖3B示意性示出來自感測(cè)數(shù)據(jù)集的切片圖的實(shí)施方式，每個(gè)切片圖都包括目標(biāo)樹的至少一部分。圖3A和圖3B都示出了同一目標(biāo)樹的一部分。圖4A示意性示出從感測(cè)數(shù)據(jù)集的切片圖確定樹干位置的一個(gè)實(shí)施方式。圖4B示意性示出圖4A的確定樹干位置的實(shí)施方式，在顯示中具有公共事業(yè)用地(ROW)邊界線的實(shí)例。圖5示意性示出繞位于樹干起點(diǎn)處的支承點(diǎn)旋轉(zhuǎn)關(guān)注樹點(diǎn)以確定關(guān)注樹點(diǎn)是否與安全緩沖區(qū)相交的實(shí)施方式。圖6示意性示出繞被定位為與樹干起點(diǎn)具有根部偏移距離的支承點(diǎn)旋轉(zhuǎn)關(guān)注樹點(diǎn)以確定關(guān)注樹點(diǎn)是否與安全緩沖區(qū)相交的實(shí)施方式。圖7示意性示出繞被定位為沿著樹干位置曲線與樹干起點(diǎn)具有一定距離的支承點(diǎn)旋轉(zhuǎn)關(guān)注樹點(diǎn)以確定關(guān)注樹點(diǎn)是否與安全緩沖區(qū)相交的實(shí)施方式。圖8A至圖8C示出用于定位目標(biāo)樹的樹干的方法的一個(gè)實(shí)施方式。圖9和圖10示意性示出用于定位目標(biāo)樹的樹干的系統(tǒng)的不同實(shí)施方式。圖11示意性示出用于定位目標(biāo)樹的樹干的圖形用戶接口(⑶I)的一個(gè)實(shí)施方式。應(yīng)理解，為了清楚起見以及適當(dāng)認(rèn)定，在附圖中重復(fù)使用參考標(biāo)號(hào)以表明相應(yīng)特征，并且為了更好地示出特征，圖中的各元素不需要按比例繪制。
具體實(shí)施方式
圖I示意性示出了在用于定位目標(biāo)樹的樹干的方法和系統(tǒng)中使用的具有已知電力線導(dǎo)體位置22和公共事業(yè)用地(ROW)邊界線24的感測(cè)數(shù)據(jù)集20的實(shí)施方式。感測(cè)數(shù)據(jù)集20優(yōu)選為從樹上方空中收集的三維數(shù)據(jù)集，然而，一些實(shí)施方式可以利用基于地面的感測(cè)數(shù)據(jù)集收集技術(shù)。在該圖中，來自LiDAR傳感器的分類3D點(diǎn)云數(shù)據(jù)集被修改為分級(jí)地圖，將植被高度顯示為像素的灰階值。更亮的灰階值表示更高的植被，黑色值表示沒有植被。為了容易示出，在該黑白線圖中，沒有被灰階樹覆蓋的ROW邊界線24之間的空曠區(qū)域被示為白色，盡管通常在LiDAR數(shù)據(jù)集中的這種區(qū)域被示為黑色。這里，空曠ROW區(qū)域被示為白色，使得可以示出其他結(jié)構(gòu)。其他實(shí)施方式可以使用基于空中和地面的感測(cè)數(shù)據(jù)收集技術(shù)的組合。感測(cè)數(shù)據(jù)集20可包括各種數(shù)據(jù)類型，諸如但不限于光檢測(cè)和測(cè)距(LiDAR)數(shù) 據(jù)(有時(shí)被稱為“激光掃描數(shù)據(jù)”)、雷達(dá)數(shù)據(jù)、合成孔徑雷達(dá)數(shù)據(jù)、來自基于掃描測(cè)距并提供3D點(diǎn)云的任何傳感器的數(shù)據(jù)、數(shù)字圖像或超高速成像數(shù)據(jù)。感測(cè)數(shù)據(jù)集20可以通過其他數(shù)據(jù)集來支持，如數(shù)字圖像、視頻或超高速成像數(shù)據(jù)。為了方便，感測(cè)數(shù)據(jù)集20將經(jīng)常被稱為L(zhǎng)iDAR數(shù)據(jù)，然而，應(yīng)該理解，其他形式的數(shù)據(jù)也可適于用作感測(cè)數(shù)據(jù)，它們都在所聲明的發(fā)明范圍內(nèi)。感測(cè)數(shù)據(jù)集20還可以包括定位數(shù)據(jù)，例如全球定位系統(tǒng)(GPS)數(shù)據(jù)，因此已知感測(cè)數(shù)據(jù)集內(nèi)的對(duì)象的坐標(biāo)位置。此外，感測(cè)數(shù)據(jù)集20可以與已知的公用系統(tǒng)位置組合。在圖I的實(shí)施方式中，已知的電力線導(dǎo)體位置22和ROW邊界24與感測(cè)數(shù)據(jù)集組合，使得可以參照電力線導(dǎo)體位置22和ROW邊界24。圖2示意性示出了來自圖I的并示出在用于定位目標(biāo)樹的樹干的方法和系統(tǒng)中使用的可能目標(biāo)樹26、28、30的圖像的放大部分的實(shí)施方式。在一些實(shí)施方式中，候選目標(biāo)樹26,28,30可以通過分別識(shí)別樹冠32、34和36來建立。本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知用于樹冠識(shí)別的各種適當(dāng)方法，并且樹冠識(shí)別可以完全自動(dòng)化、部分自動(dòng)化或者通過用戶與針對(duì)此目的編程的處理器的交互來手動(dòng)進(jìn)行?？蛇x地，可以通過分別檢查每個(gè)樹冠32、34和36內(nèi)的LiDAR高度數(shù)據(jù)來識(shí)別每個(gè)樹冠38、40和42中的最高點(diǎn)?？梢赃x擇目標(biāo)樹用于分析，例如目標(biāo)樹26。然后從感測(cè)數(shù)據(jù)集20創(chuàng)建至少一個(gè)切片圖，該至少一個(gè)切片圖包括目標(biāo)樹26的至少一部分。切片圖可以為無限深度的真正截面，或者切片圖可以為固定的或用戶可選的深度的截面。盡管可以創(chuàng)建多個(gè)可能的切片圖，但本文示出和討論了兩個(gè)實(shí)例切片圖。第一切片圖是沿著圖2的截線3A-3A截取的切片圖。因此，在此實(shí)例中，第一切片圖恰好與圖2所示的電力線22基本正交，并且基本豎直。在圖3A中示出了感測(cè)數(shù)據(jù)集的第一實(shí)例切片圖44。在切片圖44的此實(shí)施方式內(nèi)可以看到電力線22和地形46?？蛇x地，可以在切片圖44中顯示樹冠32和/或最高樹冠點(diǎn)38。由于截線3A-3A的放置，此二維切片圖包括目標(biāo)樹26的至少一部分。盡管本文所公開的方法僅需要單個(gè)切片圖，但有時(shí)期望創(chuàng)建多于一個(gè)的切片圖。作為另一實(shí)例，沿著圖2的截線3B-3B來截取第二切片圖。因此，在此實(shí)例中，第二切片恰好與圖2所示的電力線22基本平行，并且基本豎直。在圖3B中示出感測(cè)數(shù)據(jù)集的第二實(shí)例切片圖48。由于截線3B-3B的放置，在該截面切片圖中看不到電力線22。然而，在切片圖48的此實(shí)施方式內(nèi)可以看到地形46?？蛇x地，可以在切片圖48中顯示樹冠32 (該圖中未示出)和/或最高樹冠點(diǎn)38。由于截線3B-3B的放置，該切片圖包括目標(biāo)樹26的至少一部分。盡管切片圖被示為基本上與特定結(jié)構(gòu)垂直或平行，但創(chuàng)建其他方向的切片圖也是有幫助的，因?yàn)闃涓煽梢栽谌魏畏较蛏仙L(zhǎng)?？梢猿艘陨纤竞退龅钠叫泻驼磺衅瑘D之外、或者代替其而使用其他方向的基本豎直的一個(gè)或多個(gè)切片圖。圖4A示意性示出了從感測(cè)數(shù)據(jù)集的切片圖確定樹干位置的一個(gè)實(shí)施方式?？梢曰谇衅瑘D中的樹數(shù)據(jù)來將樹干位置曲線50擬合至目標(biāo)樹26的被包括部分。在此實(shí)施方式中，擬合的樹干位置曲線50延伸到地形46。樹干起點(diǎn)52可被限定在樹干位置曲線50與地形46的相交或相遇處。在其他實(shí)施方式中，擬合的樹干位置曲線可以不完全延伸到地面。樹干位置曲線50可以自動(dòng)擬合、半自動(dòng)擬合或者通過用戶利用執(zhí)行用于此目的的指令的處理器來手動(dòng)擬合。用于擬合樹干位置曲線的一個(gè)非限制性實(shí)施方式可以在截面平面中的點(diǎn)云上使用二維(2D)曲線擬合算法。截面的中心面可被用作第三軸坐標(biāo)?？梢岳@樹冠中心點(diǎn)與正下方的地面之間的軸旋轉(zhuǎn)截取截面，以找到提取樹干點(diǎn)的最佳平面。例如，最小平方和方法可用于在2D點(diǎn)數(shù)據(jù)中擬合曲線。當(dāng)找到最佳擬合時(shí)，可以迭代其他可選截面，直到找到最佳總擬合。最小平方和方法可以被加權(quán)，以與遠(yuǎn)離曲線的點(diǎn)相比更重 視接近曲線的點(diǎn)。類似地，與冠層中的高點(diǎn)相比，接近地面(在該處樹干信號(hào)最重要)的點(diǎn)可以被加權(quán)得更多。加權(quán)獲得對(duì)線性特征的更好擬合。本領(lǐng)域技術(shù)人員明了其他適當(dāng)?shù)那€擬合方法。其他實(shí)施方式可以跳過樹干位置曲線的確定，并使用切片圖數(shù)據(jù)來確定樹干起點(diǎn)52而不顯示樹干位置曲線50。圖4B示意性示出了在顯示中具有公共事業(yè)用地(ROW)邊界線54的實(shí)例的圖4A的確定樹干位置的實(shí)施方式。精確的樹干位置(尤其是樹干起點(diǎn)52的精確確定)對(duì)于確定誰對(duì)特定的樹具有所有權(quán)以及當(dāng)它們侵占ROW時(shí)可以保留樹的哪些部分來說是非常有用的。關(guān)于ROW的精度對(duì)于植被維護(hù)計(jì)劃者和工人是有幫助的。在圖4B的實(shí)例中，可以看出通過從最高的樹冠點(diǎn)38開始向下投影豎直線確定樹干起點(diǎn)的現(xiàn)有方法將不正確地估計(jì)目標(biāo)樹26位于ROW邊界54的電力線22所在的一側(cè)。代替地，本文所描述的方法更加精確，并且可以遠(yuǎn)程地確定目標(biāo)樹26具有ROW外的樹干起點(diǎn)。與現(xiàn)有技術(shù)的方法相比，本文描述的方法及其實(shí)施方式還可以用于更加精確的倒下路線分析。例如，圖5示意性示出了繞支承點(diǎn)58(在此實(shí)施方式中其位于樹干起點(diǎn)52處)旋轉(zhuǎn)關(guān)注樹點(diǎn)56以確定關(guān)注樹點(diǎn)56是否傾向于與安全緩沖區(qū)60相交的實(shí)施方式。關(guān)注樹點(diǎn)56可以被自動(dòng)或手動(dòng)地選擇為樹干位置曲線50的任何部分、樹干位置曲線的與地形46相對(duì)的端部62、目標(biāo)樹26的任何部分或者LiDAR數(shù)據(jù)集中的任何用戶選擇點(diǎn)。在一些實(shí)施方式中，突出的2D樹冠多邊形32內(nèi)部的多個(gè)或所有高植被點(diǎn)可以被選擇并鏈接至支承點(diǎn)。然后，與支承點(diǎn)具有最長(zhǎng)距離的點(diǎn)可以被用作關(guān)注點(diǎn)56。在此實(shí)例中，關(guān)注點(diǎn)56被選擇為投影的2D樹冠多邊形內(nèi)的與所選旋轉(zhuǎn)點(diǎn)最遠(yuǎn)的點(diǎn)。安全緩沖區(qū)60可以被自動(dòng)或手動(dòng)地限定到切片圖內(nèi)的任何關(guān)注對(duì)象周圍。在此實(shí)例中，安全緩沖區(qū)60為用于電力線22中的一條的電力線安全緩沖區(qū)60。在其他實(shí)施方式中，安全緩沖區(qū)可以為多個(gè)安全緩沖區(qū)的組合。然而，為了簡(jiǎn)化說明，本文只討論一個(gè)安全緩沖區(qū)60。倒下路線64示出了至少一個(gè)關(guān)注樹點(diǎn)56在繞支承點(diǎn)58旋轉(zhuǎn)時(shí)如何移動(dòng)。由于支承點(diǎn)58與樹干位置曲線50相關(guān)(在此情形中，由于樹干位置曲線50被用于確定樹干起點(diǎn)52)，所以倒下路線64是精確方法。注意，根據(jù)所選擇的旋轉(zhuǎn)點(diǎn)，不同的樹點(diǎn)可以表現(xiàn)為與所選旋轉(zhuǎn)點(diǎn)相距最遠(yuǎn)。為了比較，如果方法使用基于最高樹冠點(diǎn)38的支承點(diǎn)來進(jìn)行倒下路線分析，則結(jié)果將會(huì)是不精確的。在這種比較中，非理想支承點(diǎn)66將經(jīng)由豎直投影從最高的樹冠點(diǎn)38向下定位到地形46。非理想倒下路線68將通過繞非理想支承點(diǎn)66旋轉(zhuǎn)最高樹冠點(diǎn)38來創(chuàng)建。在非理想倒下路線分析(基于非理想支承點(diǎn)66)的此實(shí)例中，非理想倒下路線68將錯(cuò)誤地預(yù)測(cè)與安全緩沖區(qū)60的相交70。相比之下，所公開的繞與樹干位置曲線50相關(guān)的支承點(diǎn)58旋轉(zhuǎn)關(guān)注點(diǎn)62的方法可以提供更加精確的結(jié)果，并且在此實(shí)例中，倒下路線64正確地預(yù)測(cè)目標(biāo)樹26不傾向于與安全緩沖區(qū)60相交。如上所述，圖5的實(shí)施方式使用樹干起點(diǎn)52來作為與樹干位置曲線50相關(guān)的支承點(diǎn)58。然而，不同的實(shí)施方式可以使用與樹干位置曲線相關(guān)的其他支承點(diǎn)。圖6和圖7示出了與樹干位置曲線相關(guān)的支承點(diǎn)的非限制性可選實(shí)例。圖6示意性示出了繞位于與樹干起點(diǎn)52相距根部偏移距離76的支承點(diǎn)74旋轉(zhuǎn)關(guān)注樹點(diǎn)72以確定關(guān)注樹點(diǎn)72是否傾向于與安全緩沖區(qū)60相交的實(shí)施方式。根部偏移距離76可以被手動(dòng)輸入或者自動(dòng)確定(例如，基于目標(biāo)樹26的一個(gè)或多個(gè)高度或者目標(biāo)樹26的分類)。根部偏移距離76可被用于考慮當(dāng)?shù)瓜聲r(shí)樹的一部分或全部根部被倒放的情況。在這種情況下，支承點(diǎn)74將不位于樹干起點(diǎn)52處，代替地，支承點(diǎn)74將為相對(duì)于樹干起點(diǎn)52的偏移76。在一些實(shí)施方式中，會(huì)更加期望考慮根部偏移距離76所得到的倒下路線78，并且圖6示出了倒下路線78與圖 5的倒下路線64的差異。圖7示意性示出了繞支承點(diǎn)82 (其沿著樹干位置曲線50與樹干起點(diǎn)52相距距離80)旋轉(zhuǎn)關(guān)注樹點(diǎn)80以確定關(guān)注樹點(diǎn)80是否傾向于與安全緩沖區(qū)60相交的實(shí)施方式。距離84可以被手動(dòng)輸入或者自動(dòng)確定(例如，基于目標(biāo)樹26的一個(gè)或多個(gè)高度或者目標(biāo)樹26的分類)。距離80可被用于考慮樹傾向于在地面的上方折斷的情況。在這種情況下，支承點(diǎn)82將不位于樹干起點(diǎn)52處。代替地，支承點(diǎn)82將為沿著樹干位置曲線50相對(duì)于樹干起點(diǎn)52的偏移84。在其他實(shí)施方式中，樹干位置曲線上的支承點(diǎn)位置可被確定位于距地形46的指定高度處。在圖7的實(shí)施方式中，在一些實(shí)施方式中會(huì)更加期望考慮偏移距離84所得到的倒下路線86，并且圖7示出了倒下路線86與圖5的倒下路線64的差異。圖8A至圖8C示出了用于定位目標(biāo)樹的樹干的方法的一個(gè)實(shí)施方式?？蛇x地，感測(cè)數(shù)據(jù)集被收集(88 )。如先前所提到的，感測(cè)數(shù)據(jù)集優(yōu)選為三維數(shù)據(jù)集，其可以空中收集和/或從地面收集。感測(cè)數(shù)據(jù)集的適當(dāng)非限制性實(shí)例包括光檢測(cè)和測(cè)距(LiDAR)數(shù)據(jù)(有時(shí)稱為“激光掃描數(shù)據(jù)”)、雷達(dá)數(shù)據(jù)、合成孔徑雷達(dá)數(shù)據(jù)、來自基于掃描測(cè)距并提供3D點(diǎn)云的任何傳感器的數(shù)據(jù)、數(shù)字圖像或超高速圖像。在一些實(shí)施方式中，感測(cè)數(shù)據(jù)集可能已經(jīng)可獲得(例如，如果感測(cè)數(shù)據(jù)集存儲(chǔ)在某處)，則將不必須進(jìn)行收集。感測(cè)數(shù)據(jù)集可以通過諸如靜止圖像、彩色紅外圖像、熱圖像或超高速圖像的其他數(shù)據(jù)集來支持。例如，這樣的支持?jǐn)?shù)據(jù)集可被用于以逼真顏色或者以可能映射至一些其他感測(cè)特性(諸如熱特征、化學(xué)組成、材料組成等)的顏色對(duì)感測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行著色。此外，作為選擇，可選的支持?jǐn)?shù)據(jù)集可被投影到3D點(diǎn)的頂部上以反映3D數(shù)據(jù)點(diǎn)的實(shí)際顏色值。這可以允許更容易地識(shí)別樹干。在一些實(shí)施方式中，可選的支持?jǐn)?shù)據(jù)集可以為基于地面的數(shù)據(jù)，其從感測(cè)數(shù)據(jù)集提供與目標(biāo)樹相關(guān)的切片圖數(shù)據(jù)。從感測(cè)數(shù)據(jù)集識(shí)別目標(biāo)樹(90)。在一些實(shí)施方式中，可以通過識(shí)別目標(biāo)樹的樹冠
(92)來識(shí)別目標(biāo)樹(90)。在其他實(shí)施方式中，可以通過識(shí)別目標(biāo)樹的樹冠的最高點(diǎn)(94)來識(shí)別目標(biāo)樹(90)。從感測(cè)數(shù)據(jù)集創(chuàng)建至少一個(gè)切片圖(96)。該至少一個(gè)切片圖包括目標(biāo)樹的至少一部分。在一些實(shí)施方式中，該至少一個(gè)切片圖為基本上豎直的切片圖(98)。在一些實(shí)施方式中，該至少一個(gè)切片圖與諸如電力線的公共設(shè)施部件基本上正交(100)。在其他實(shí)施方式中，該至少一個(gè)切片圖與諸如電力線的公共設(shè)施部件基本上平行(102)。在其他實(shí)施方式中，該至少一個(gè)切片圖可以為如上所討論的任何方向(103)。該切片圖可以進(jìn)一步可選地包括地形點(diǎn)或地形面(104)。在圖8B中繼續(xù)此方法，從該至少一個(gè)切片圖確定目標(biāo)樹的樹干位置(106)。樹干位置的適當(dāng)實(shí)例包括樹干位置曲線和樹干起點(diǎn)。作為樹干位置的確定處理的一部分，可以可選地基于該至少一個(gè)切片圖中的樹數(shù)據(jù)來將樹干位置曲線擬合至目標(biāo)樹的被包括部分
(108)。如果樹干位置曲線被擬合為延伸到地形，則可選地，樹干起點(diǎn)可被限定在樹干位置曲線與地形的相交處(110)。在一些實(shí)施方式中，即使未擬合樹干位置曲線，樹干起點(diǎn)也可被確定為一樹干位置?？蛇x地，在一些實(shí)施方式中，可以基于該至少一個(gè)切片圖中的樹數(shù)據(jù)將樹干起點(diǎn)擬合至目標(biāo)樹的被包括部分(112)。 根據(jù)實(shí)施方式，一些可選的動(dòng)作可被包括在上述方法中。可選地，可以與至少一個(gè)切片圖的圖像一起顯示樹干位置曲線或樹干起點(diǎn)中的至少一個(gè)(114)。在一些實(shí)施方式中，可選地，可以通過繞與樹干位置曲線相關(guān)的支承點(diǎn)旋轉(zhuǎn)目標(biāo)樹上的至少一個(gè)關(guān)注樹點(diǎn)來預(yù)測(cè)該至少一個(gè)關(guān)注樹點(diǎn)是否傾向于與安全緩沖區(qū)相交(116)。如上所述，至少一個(gè)關(guān)注樹點(diǎn)可以為樹干位置曲線的一部分、樹干位置曲線的與地形相對(duì)的一端、目標(biāo)樹的被包括部分、或者至少一個(gè)切片圖中的用戶選擇的點(diǎn)。此外，如上所述，支承點(diǎn)可以為樹干起點(diǎn)、距樹干起點(diǎn)的根部偏移、沿著樹干位置曲線距樹干起點(diǎn)的一定距離、或者樹干位置曲線上的距地形指定高度處的位置。在圖SC中繼續(xù)此方法，如果預(yù)測(cè)到目標(biāo)樹上的至少一個(gè)關(guān)注樹點(diǎn)傾向于與安全緩沖區(qū)相交(118)，則可以進(jìn)行動(dòng)作，諸如 向用戶通知與安全緩沖區(qū)的可能相交。 顯示與安全緩沖區(qū)的一個(gè)或多個(gè)可能的相交點(diǎn)。 將描述樹和安全區(qū)之間的相交的相交表記錄添加至樹數(shù)據(jù)庫。 在地圖上標(biāo)記目標(biāo)樹作為因與安全緩沖區(qū)的可能相交而需要的服務(wù)。 生成工作訂單以削減目標(biāo)樹。(如本文所使用的，削減可以指整個(gè)樹或植被的去除、采伐(小植被的去除)、修剪、整個(gè)樹枝的去除、修飾、將樹枝切割成預(yù)期形狀、化學(xué)處理(例如，使用滅草劑來殺死植被，由此停止其進(jìn)一步地生長(zhǎng))或者剝皮(從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看可以導(dǎo)致樹的死亡))圖9示意性示出了用于定位目標(biāo)樹的樹干的系統(tǒng)120的實(shí)施方式。系統(tǒng)120具有處理器122，其被配置為I)從感測(cè)數(shù)據(jù)集識(shí)別目標(biāo)樹；2)從感測(cè)數(shù)據(jù)集創(chuàng)建至少一個(gè)切片圖，該至少一個(gè)切片圖包括目標(biāo)樹的至少一部分；以及3)從該至少一個(gè)切片圖確定目標(biāo)樹的樹干位置。以上已討論了定位目標(biāo)樹的樹干的適當(dāng)處理和方法步驟的實(shí)施方式。處理器122可以為執(zhí)行機(jī)器可讀指令的計(jì)算機(jī)，該機(jī)器可讀指令存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)124上，諸如但不限于CD、磁帶、光驅(qū)動(dòng)器、DVD、硬盤驅(qū)動(dòng)器、閃存驅(qū)動(dòng)器、存儲(chǔ)卡、存儲(chǔ)芯片或任何其他計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。可選或可附加地，處理器122可以包括膝上型或桌上型計(jì)算機(jī)、微處理器、專用集成電路(ASIC)、數(shù)字部件、模擬部件或者它們的任何組合和/或它們中的多個(gè)。處理器122可以為獨(dú)立單元，或者其可以為裝置的分布式集合。
數(shù)據(jù)輸入端126耦合至處理器122，并被配置為向處理器122提供至少一個(gè)感測(cè)數(shù)據(jù)集。感測(cè)數(shù)據(jù)捕獲裝置128可以可選地耦合至數(shù)據(jù)輸入端126，以能夠?qū)崟r(shí)捕獲感測(cè)數(shù)據(jù)集。感測(cè)數(shù)據(jù)捕獲裝置的實(shí)例包括但不限于全波形、多重返回或者首尾脈沖記錄式LiDAR傳感器。類似地，數(shù)據(jù)庫130可以可選地耦合至數(shù)據(jù)輸入端126以向處理器122提供一個(gè)或多個(gè)先前捕獲的感測(cè)數(shù)據(jù)集。數(shù)據(jù)庫130可以與保持原始數(shù)據(jù)或格式化文件的存儲(chǔ)裝置一樣簡(jiǎn)單，或者數(shù)據(jù)庫130可以為復(fù)雜關(guān)系數(shù)據(jù)庫。根據(jù)實(shí)施方式，沒有數(shù)據(jù)庫130、一個(gè)數(shù)據(jù)庫130或多個(gè)數(shù)據(jù)庫130和/或感測(cè)數(shù)據(jù)捕獲裝置128可耦合至數(shù)據(jù)輸入端126。感測(cè)數(shù)據(jù)捕獲裝置128可通過配線連接、光學(xué)連接或無線連接耦合至數(shù)據(jù)輸入端126。無線連接的適當(dāng)實(shí)例可包括但不限于使用802. Ilx協(xié)議或藍(lán)牙協(xié)議的RF連接。此外，在具有數(shù)據(jù)庫130的實(shí)施方式中，處理器122可以耦合至數(shù)據(jù)庫130以繞過數(shù)據(jù)輸入端126來存儲(chǔ)結(jié)果或訪問數(shù)據(jù)。系統(tǒng)120還具有用戶接口 132，其可以耦合至處理器122和/或數(shù)據(jù)輸入端126。用戶接口 132可以被配置為顯示感測(cè)數(shù)據(jù)集、來自感測(cè)數(shù)據(jù)集的至少一個(gè)切片圖、樹干位置(包括樹干位置曲線和/或樹干起點(diǎn))和/或上述任何其他特征。用戶接口 132還可以被配置為允許用戶從耦合至數(shù)據(jù)輸入端126的數(shù)據(jù)庫130中選擇感測(cè)數(shù)據(jù)集，或者開始和停止收集來自耦合至數(shù)據(jù)輸入端126的感測(cè)數(shù)據(jù)捕獲裝置128的數(shù)據(jù)。圖10示意性示出了用于定位目標(biāo)樹的樹干的系統(tǒng)134的另一實(shí)施方式。在此實(shí)施方式中，處理器122被設(shè)置為遠(yuǎn)程處理器，其通過網(wǎng)絡(luò)136耦合至數(shù)據(jù)輸入端126。網(wǎng)絡(luò)136可以為有線或無線局域網(wǎng)(LAN或WLAN)，或者網(wǎng)絡(luò)136可以為使用任何數(shù)量的通信協(xié)議以來回傳輸數(shù)據(jù)的有線或無線廣域網(wǎng)(WAN、WffAN) 使用處理器122被置于遠(yuǎn)處的系統(tǒng)134使得多個(gè)客戶側(cè)數(shù)據(jù)輸入端126共享處理器122的資源。在與數(shù)據(jù)輸入端126耦合的用戶接口 132的控制下，可以通過數(shù)據(jù)輸入端126從數(shù)據(jù)庫130和/或感測(cè)數(shù)據(jù)捕獲裝置128獲取一個(gè)或多個(gè)感測(cè)數(shù)據(jù)集。然后，該一個(gè)或多個(gè)感測(cè)數(shù)據(jù)集可以通過網(wǎng)絡(luò)136傳送至處理器122，處理器122隨后可以I)從感測(cè)數(shù)據(jù)集識(shí)別目標(biāo)樹；2)從感測(cè)數(shù)據(jù)集創(chuàng)建至少一個(gè)切片圖，至少一個(gè)切片圖包括目標(biāo)樹的至少一部分；以及3)從至少一個(gè)切片圖確定目標(biāo)樹的樹干位置，以及4)向客戶側(cè)傳輸具有所確定的樹干位置的數(shù)據(jù)信號(hào)138。這種數(shù)據(jù)傳輸可以發(fā)生在各種傳輸介質(zhì)中，諸如有線電纜、光纜和空氣。在此實(shí)施方式中，遠(yuǎn)程處理器122可被用于幫助使客戶側(cè)硬件的成本保持得較低，并且可以利于處理器或由處理器執(zhí)行的指令的升級(jí)，因?yàn)槠錇橹醒肷?jí)點(diǎn)。圖11示意性示出了電子裝置上的用于定位目標(biāo)樹的樹干的圖形用戶接口(⑶I)140的一個(gè)實(shí)施方式。電子裝置適當(dāng)?shù)姆窍拗菩詫?shí)例包括計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)、筆記本和個(gè)人數(shù)字助理(PDA)。⑶I 140具有被配置為提供感測(cè)數(shù)據(jù)集的數(shù)據(jù)集選擇控制器142。⑶I140還具有被配置為從感測(cè)數(shù)據(jù)集識(shí)別目標(biāo)樹的目標(biāo)選擇控制器144。目標(biāo)選擇控制器144的一些實(shí)施方式可以控制或開啟與圖I和圖2所示的示圖類似的又一 GUI。在一些實(shí)施方式中，目標(biāo)選擇控制器144可以進(jìn)一步被配置為識(shí)別目標(biāo)樹的樹冠。參照?qǐng)D11，⑶I 140還具有被配置為從感測(cè)數(shù)據(jù)集創(chuàng)建至少一個(gè)切片圖的切片圖控制器146，該至少一個(gè)切片圖包括目標(biāo)樹的至少一部分。⑶I 140進(jìn)一步具有樹干位置顯示器148，其被配置為顯示從至少一個(gè)切片圖確定的目標(biāo)樹的樹干位置。在一些實(shí)施方式中，樹干顯示148可以進(jìn)一步被配 置為從至少一個(gè)切片圖顯示地形。⑶I 140可以可選地具有曲線控制器150，其被配置為將樹干位置曲線擬合至來自至少一個(gè)切片圖的樹數(shù)據(jù)。在樹干位置顯示器148進(jìn)一步被配置為從至少一個(gè)切片圖顯示地形的GUI實(shí)施方式中，曲線控制器150可進(jìn)一步被配置為擬合樹干位置曲線以使其與地形相交。GUI 140可以可選地具有支承控制器152，其被配置為相對(duì)于樹干位置曲線選擇支承點(diǎn)。在一些實(shí)施方式中，支承點(diǎn)得自于原始樹多邊形記錄，并且來自給定多邊形內(nèi)的感測(cè)數(shù)據(jù)的所有植被返回值都鏈接至此支承點(diǎn)。這允許進(jìn)行倒下路線分析的大量處理而不需要用戶對(duì)樹 等級(jí)的附加輸入。在一些實(shí)施方式中，樹干位置顯示器148可進(jìn)一步被配置為顯示安全緩沖區(qū)，使得如果至少一個(gè)關(guān)注樹點(diǎn)繞支承點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，則可以通過觀看樹干位置顯示器148來確定目標(biāo)樹上的至少一個(gè)關(guān)注樹點(diǎn)是否傾向于與安全緩沖區(qū)相交。GUI 140可以可選地設(shè)置有安全緩沖切換控制器154，其被配置為在樹干位置顯示器148中顯示或隱藏安全緩沖區(qū)。⑶I 140還可以可選地設(shè)置有邊界覆蓋控制器156，其可以被配置為在樹干位置顯示器148中顯示或隱藏ROW邊界?？蛇x的GUI實(shí)施方式可以被配置為具有批量處理接口以在通過單個(gè)命令觸發(fā)時(shí)對(duì)大量的樹進(jìn)行倒下路線分析。 如此描述了用于定位目標(biāo)樹的樹干的方法和系統(tǒng)的多個(gè)實(shí)施方式，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)明白，以上詳細(xì)的公開僅意于通過實(shí)例的方式來表現(xiàn)，而不用于限制。盡管關(guān)于用于公共設(shè)施運(yùn)送(例如電、水、氣、油的運(yùn)送)的ROW描述了所要求的發(fā)明，但所要求的發(fā)明同樣也可用于其他類型的ROW周圍的安全緩沖區(qū)，包括用于鐵軌、鐵路高架電線、高架電話線和通信電纜的安全緩沖區(qū)。盡管本文沒有明確指出，但本領(lǐng)域技術(shù)人員可以構(gòu)想和進(jìn)行各種改變、改進(jìn)和修改。此處意于建議這些改變、改進(jìn)和修改，并且在所要求的發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。此外，處理元素或序列的所引順序或者其數(shù)字、字母或其他指示的使用不意于將所要求的處理限制于任何順序，除非在權(quán)利要求中指定。因此，僅通過以下權(quán)利要求及其等價(jià)物來限制所要求的發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種用于定位目標(biāo)樹的樹干的方法，包括 從感測(cè)數(shù)據(jù)集識(shí)別所述目標(biāo)樹； 從所述感測(cè)數(shù)據(jù)集創(chuàng)建至少一個(gè)切片圖，所述至少一個(gè)切片圖包括所述目標(biāo)樹的至少一部分；以及 從所述至少一個(gè)切片圖確定所述目標(biāo)樹的樹干位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法,其中,所述感測(cè)數(shù)據(jù)集包括三維數(shù)據(jù)集。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述感測(cè)數(shù)據(jù)集包括從由光檢測(cè)和測(cè)距(LiDAR)數(shù)據(jù)、激光掃描數(shù)據(jù)、雷達(dá)數(shù)據(jù)、合成孔徑雷達(dá)數(shù)據(jù)、來自基于掃描測(cè)距并提供點(diǎn)云的任何傳感器的數(shù)據(jù)、數(shù)字圖像、視頻或超高速成像數(shù)據(jù)組成的組中選擇的數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法,還包括收集所述感測(cè)數(shù)據(jù)集。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，收集所述感測(cè)數(shù)據(jù)集還包括 空中收集所述感測(cè)數(shù)據(jù)集。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，從所述感測(cè)數(shù)據(jù)集識(shí)別所述目標(biāo)樹包括從所述感測(cè)數(shù)據(jù)集識(shí)別所述目標(biāo)樹的樹冠。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，從所述感測(cè)數(shù)據(jù)集識(shí)別所述目標(biāo)樹包括從所述感測(cè)數(shù)據(jù)集識(shí)別所述目標(biāo)樹的樹冠的最高點(diǎn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，從所述感測(cè)數(shù)據(jù)集創(chuàng)建的所述至少一個(gè)切片圖包括二維切片圖。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，從所述感測(cè)數(shù)據(jù)集創(chuàng)建的所述至少一個(gè)切片圖包括截面切片圖。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述至少一個(gè)切片圖包括基本上豎直的切面圖。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，由支持?jǐn)?shù)據(jù)集來支持所述感測(cè)數(shù)據(jù)集。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，從所述至少一個(gè)切片圖確定所述目標(biāo)樹的樹干位置進(jìn)一步包括基于所述至少一個(gè)切片圖中的樹數(shù)據(jù)將樹干位置曲線擬合至所述目標(biāo)樹的被包括部分。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中 所述至少一個(gè)切片圖還包括地形； 將所述樹干位置曲線擬合至所述目標(biāo)樹的被包括部分包括從所述目標(biāo)樹的被包括部分到所述地形來擬合所述樹干位置曲線；以及 樹干起點(diǎn)被限定在所述樹干位置曲線與所述地形的相交處。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，還包括 與所述至少一個(gè)切片圖的圖像一起顯示所述樹干位置曲線或所述樹干起點(diǎn)中的至少一個(gè)。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，還包括 通過繞與所述樹干位置曲線相關(guān)的支承點(diǎn)旋轉(zhuǎn)所述目標(biāo)樹上的至少一個(gè)關(guān)注樹點(diǎn)來預(yù)測(cè)所述至少一個(gè)關(guān)注樹點(diǎn)是否傾向于與安全緩沖區(qū)相交。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述至少一個(gè)關(guān)注樹點(diǎn)選自由所述樹干位置曲線的一部分、所述樹干位置曲線的與所述地形相對(duì)的一端、所述目標(biāo)樹的被包括部分和所述至少一個(gè)切片圖中的用戶選擇點(diǎn)組成的組。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，與所述樹干位置曲線相關(guān)的所述支承點(diǎn)選自由以下各項(xiàng)組成的組 所述樹干起點(diǎn)； 距所述樹干起點(diǎn)的根部偏移； 沿著所述樹干位置曲線距所述樹干起點(diǎn)的一定距離；以及 所述樹干位置曲線上距所述地形指定高度處的位置。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述安全緩沖區(qū)選自由電力線安全緩沖區(qū)、鐵軌安全緩沖區(qū)、鐵路高架導(dǎo)線安全緩沖區(qū)、電話線安全緩沖區(qū)和通信電纜安全緩沖區(qū)組成的組。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，還包括 如果預(yù)測(cè)到所述目標(biāo)樹上的所述至少一個(gè)關(guān)注樹點(diǎn)傾向于與所述安全緩沖區(qū)相交，則進(jìn)行從由以下動(dòng)作組成的組中選擇的動(dòng)作 向用戶通知與所述安全緩沖區(qū)的可能相交； 顯示與所述安全緩沖區(qū)的一個(gè)或多個(gè)可能的相交點(diǎn)； 向樹數(shù)據(jù)庫添加描述所述目標(biāo)樹和所述安全緩沖區(qū)之間的相交的相交表記錄； 在地圖上標(biāo)記所述目標(biāo)樹作為因與所述安全緩沖區(qū)的可能相交而需要的服務(wù)；以及 生成工作訂單以使所述目標(biāo)樹被削減。
20.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有用于定位目標(biāo)樹的樹干的指令，當(dāng)所述指令被處理器執(zhí)行時(shí)，使所述處理器 提供感測(cè)數(shù)據(jù)集； 從所述感測(cè)數(shù)據(jù)集識(shí)別所述目標(biāo)樹； 從所述感測(cè)數(shù)據(jù)集創(chuàng)建至少一個(gè)切片圖，所述至少一個(gè)切片圖包括所述目標(biāo)樹的至少一部分；以及 從所述至少一個(gè)切片圖確定所述目標(biāo)樹的樹干位置。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其中，當(dāng)被所述處理器執(zhí)行時(shí)使所述處理器從所述至少一個(gè)切片圖確定所述目標(biāo)樹的樹干位置的所述指令進(jìn)一步包括基于所述至少一個(gè)切片圖中的樹數(shù)據(jù)將樹干位置曲線擬合至所述目標(biāo)樹的被包括部分的指令。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其中 所述至少一個(gè)切片圖還包括地形； 將所述樹干位置曲線擬合至所述目標(biāo)樹的被包括部分的指令包括從所述目標(biāo)樹的被包括部分到所述地形來擬合所述樹干位置曲線的指令；以及 所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)還具有存儲(chǔ)在其上的用于將樹干起點(diǎn)限定在所述樹干位置曲線與所述地形的相交處的指令。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，還包括存儲(chǔ)在其上的用于以下處理的指令 與所述至少一個(gè)切片圖的圖像一起顯示所述樹干位置曲線或所述樹干起點(diǎn)中的至少一個(gè)。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，還包括存儲(chǔ)在其上的用于以下處理的指令 通過繞與所述樹干位置曲線相關(guān)的支承點(diǎn)旋轉(zhuǎn)所述目標(biāo)樹上的至少一個(gè)關(guān)注樹點(diǎn)來預(yù)測(cè)所述至少一個(gè)關(guān)注樹點(diǎn)是否傾向于與安全緩沖區(qū)相交。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其中，所述至少一個(gè)關(guān)注樹點(diǎn)選自由所述樹干位置曲線的一部分、所述樹干位置曲線的與所述地形相對(duì)的一端、所述目標(biāo)樹的被包括部分和所述至少一個(gè)切片圖中的用戶選擇點(diǎn)組成的組。
26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其中，與所述樹干位置曲線相關(guān)的所述支承點(diǎn)選自由以下各項(xiàng)組成的組 所述樹干起點(diǎn)； 距所述樹干起點(diǎn)的根部偏移； 沿著所述樹干位置曲線距所述樹干起點(diǎn)的一定距離；以及 所述樹干位置曲線上距所述地形指定高度處的位置。
27.根據(jù)權(quán)利要求24所述的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其中，所述安全緩沖區(qū)包括電力線安全緩沖區(qū)。
28.根據(jù)權(quán)利要求24所述的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，還包括用于以下處理的指令 如果預(yù)測(cè)到所述目標(biāo)樹上的所述至少一個(gè)關(guān)注樹點(diǎn)傾向于與所述安全緩沖區(qū)相交，則進(jìn)行從由以下動(dòng)作組成的組中選擇的動(dòng)作 向用戶通知與所述安全緩沖區(qū)的可能相交； 顯示與所述安全緩沖區(qū)的一個(gè)或多個(gè)可能的相交點(diǎn)； 向樹數(shù)據(jù)庫添加描述所述目標(biāo)樹和所述安全緩沖區(qū)之間的相交的相交表記錄； 在地圖上標(biāo)記所述目標(biāo)樹作為因與所述安全緩沖區(qū)的可能相交而需要的服務(wù)；以及 生成工作訂單以使所述目標(biāo)樹被削減。
29.—種在電子裝置上使用的圖形用戶接口，所述圖形用戶接口用于定位目標(biāo)樹的樹干并包括 數(shù)據(jù)集選擇控制器，被配置為提供感測(cè)數(shù)據(jù)集； 目標(biāo)選擇控制器，被配置為從所述感測(cè)數(shù)據(jù)集識(shí)別所述目標(biāo)樹； 切片圖控制器，被配置為從所述感測(cè)數(shù)據(jù)集創(chuàng)建至少一個(gè)切片圖，所述至少一個(gè)切片圖包括所述目標(biāo)樹的至少一部分；以及 樹干位置顯示器，被配置為顯示從所述至少一個(gè)切片圖確定的所述目標(biāo)樹的樹干位置。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的圖像用戶接口，其中，所述目標(biāo)選擇控制器進(jìn)一步被配置為識(shí)別所述目標(biāo)樹的樹冠。
31.根據(jù)權(quán)利要求29所述的圖像用戶接口，還包括曲線控制器，被配置為將樹干位置曲線擬合至來自所述至少一個(gè)切片圖的樹數(shù)據(jù)。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的圖像用戶接口，其中 所述樹干位置顯示器進(jìn)一步被配置為顯示來自所述至少一個(gè)切片圖的地形；并且 所述曲線控制器進(jìn)一步被配置為擬合所述樹干位置曲線以使其與所述地形相交。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的圖像用戶接口，還包括 支承控制器，被配置為相對(duì)于所述樹干位置曲線選擇支承點(diǎn)。
34.根據(jù)權(quán)利要求32所述的圖像用戶接口，其中，所述樹干位置顯示器進(jìn)一步被配置為顯示安全緩沖區(qū)，使得通過觀看所述樹干位置顯示器能夠確定如果所述目標(biāo)樹上的至少一個(gè)關(guān)注樹點(diǎn)繞所述支承點(diǎn)旋轉(zhuǎn)則所述至少一個(gè)關(guān)注樹點(diǎn)是否傾向于與所述安全緩沖區(qū)相交。
35.一種用于定位目標(biāo)樹的樹干的系統(tǒng),包括 a)處理器，被配置為 1)從感測(cè)數(shù)據(jù)集識(shí)別所述目標(biāo)樹； 2)從所述感測(cè)數(shù)據(jù)集創(chuàng)建至少一個(gè)切片圖，所述至少一個(gè)切片圖包括所述目標(biāo)樹的至少一部分；以及 3)從所述至少一個(gè)切片圖確定所述目標(biāo)樹的樹干位置； b)數(shù)據(jù)輸入端，耦合至所述處理器，并被配置為向所述處理器提供所述感測(cè)數(shù)據(jù)集；以及 c)用戶接口，耦合至所述處理器或所述數(shù)據(jù)輸入端。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的系統(tǒng)，還包括耦合至所述處理器的數(shù)據(jù)庫。
37.根據(jù)權(quán)利要求35所述的系統(tǒng)，還包括耦合至所述數(shù)據(jù)輸入端的數(shù)據(jù)庫。
38.根據(jù)權(quán)利要求35所述的系統(tǒng)，還包括耦合至所述數(shù)據(jù)輸入端的感測(cè)數(shù)據(jù)捕獲裝置。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的系統(tǒng)，其中，所述感測(cè)數(shù)據(jù)捕獲裝置選自由光檢測(cè)和測(cè)距(LiDAR)系統(tǒng)、激光掃描系統(tǒng)、雷達(dá)系統(tǒng)、合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng)、使用基于掃描測(cè)距的傳感器并提供3D點(diǎn)云的系統(tǒng)、數(shù)字成像系統(tǒng)和超高速成像系統(tǒng)組成的組。
40.根據(jù)權(quán)利要求38所述的系統(tǒng)，其中，所述感測(cè)數(shù)據(jù)捕獲裝置通過無線連接耦合至所述數(shù)據(jù)輸入端。
41.根據(jù)權(quán)利要求35所述的系統(tǒng)，其中，所述處理器和所述數(shù)據(jù)輸入端經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)耦合在一起。
42.根據(jù)權(quán)利要求35所述的系統(tǒng)，其中，所述處理器進(jìn)一步被配置為從所述至少一個(gè)切片圖確定所述樹干位置還包括基于所述至少一個(gè)切片圖中的樹數(shù)據(jù)將樹干位置曲線擬合至所述目標(biāo)樹的被包括部分的指令。
43.根據(jù)權(quán)利要求42所述的系統(tǒng)，其中 所述至少一個(gè)切片圖還包括地形； 所述處理器的將所述樹干位置曲線擬合至所述目標(biāo)樹的被包括部分的配置包括從所述目標(biāo)樹的被包括部分到所述地形來擬合所述樹干位置曲線的配置；并且 所述處理器進(jìn)一步被配置為將樹干起點(diǎn)限定在所述樹干位置曲線與所述地形的相交處。
44.根據(jù)權(quán)利要求43所述的系統(tǒng)，其中，所述處理器進(jìn)一步被配置為與所述至少一個(gè)切片圖的圖像一起顯示所述樹干位置曲線或所述樹干起點(diǎn)中的至少一個(gè)。
45.根據(jù)權(quán)利要求43所述的系統(tǒng)，其中，所述處理器進(jìn)一步被配置為通過繞與所述樹干位置曲線相關(guān)的支承點(diǎn)旋轉(zhuǎn)所述目標(biāo)樹上的至少一個(gè)關(guān)注樹點(diǎn)來預(yù)測(cè)所述至少一個(gè)關(guān)注樹點(diǎn)是否傾向于與安全緩沖區(qū)相交。
46.根據(jù)權(quán)利要求45所述的系統(tǒng)，其中，所述至少一個(gè)關(guān)注樹點(diǎn)選自由所述樹干位置曲線的一部分、所述樹干位置曲線的與所述地形相對(duì)的一端、所述目標(biāo)樹的被包括部分和所述至少一個(gè)切片圖中的用戶選擇點(diǎn)組成的組。
47.根據(jù)權(quán)利要求45所述的系統(tǒng)，其中，與所述樹干位置曲線相關(guān)的所述支承點(diǎn)選自由以下各項(xiàng)組成的組 所述樹干起點(diǎn)； 距所述樹干起點(diǎn)的根部偏移； 沿著所述樹干位置曲線距所述樹干起點(diǎn)的一定距離；以及 所述樹干位置曲線上距所述地形指定高度處的位置。
48.根據(jù)權(quán)利要求45所述的系統(tǒng)，其中，所述安全緩沖區(qū)選自由電力線安全緩沖區(qū)、鐵軌安全緩沖區(qū)、鐵路高架導(dǎo)線安全緩沖區(qū)、電話線安全緩沖區(qū)和通信電纜安全緩沖區(qū)組成的組。
49.根據(jù)權(quán)利要求45所述的系統(tǒng)，其中，所述處理器進(jìn)一步被配置為進(jìn)行從由以下動(dòng)作組成的組中選擇的動(dòng)作 向用戶通知與所述安全緩沖區(qū)的可能相交； 顯示與所述安全緩沖區(qū)的一個(gè)或多個(gè)可能的相交點(diǎn)； 向樹數(shù)據(jù)庫添加描述所述目標(biāo)樹和所述安全緩沖區(qū)之間的相交的相交表記錄； 在地圖上標(biāo)記所述目標(biāo)樹作為因與所述安全緩沖區(qū)的可能相交而需要的服務(wù)；以及 生成工作訂單以使所述目標(biāo)樹被削減。
50.一種用于定位目標(biāo)樹的樹干的方法,包括 a)從空中收集的三維感測(cè)數(shù)據(jù)集識(shí)別所述目標(biāo)樹，所述感測(cè)數(shù)據(jù)集選自由以下各項(xiàng)組成的組 1)光檢測(cè)和測(cè)距(LiDAR)數(shù)據(jù)； 2)激光掃描數(shù)據(jù)； 3)雷達(dá)數(shù)據(jù)； 4)合成孔徑雷達(dá)數(shù)據(jù)；以及 5)來自基于掃描測(cè)距并提供3D點(diǎn)云的傳感器的數(shù)據(jù)； 通過從所述感測(cè)數(shù)據(jù)集識(shí)別所述目標(biāo)樹的樹冠或樹冠的最高點(diǎn)中的至少一個(gè)來識(shí)別所述目標(biāo)樹； b)從所述感測(cè)數(shù)據(jù)集創(chuàng)建至少一個(gè)基本豎直的切片圖，所述至少一個(gè)切片圖包括 1)所述目標(biāo)樹的至少一部分；以及 2)地形； c)通過基于所述至少一個(gè)切片圖中的樹數(shù)據(jù)從所述目標(biāo)樹的被包括部分到所述地形來擬合樹干位置曲線，來從所述至少一個(gè)切片圖確定所述目標(biāo)樹的樹干位置； d)將樹干起點(diǎn)限定在所述樹干位置曲線與所述地形的相交處； e)與所述至少一個(gè)切片圖的圖像一起顯示所述樹干位置曲線或所述樹干起點(diǎn)中的至少一個(gè)； f)通過繞與所述樹干位置曲線相關(guān)的支承點(diǎn)旋轉(zhuǎn)所述目標(biāo)樹上的至少一個(gè)關(guān)注樹點(diǎn)來預(yù)測(cè)所述至少一個(gè)關(guān)注樹點(diǎn)是否傾向于與安全緩沖區(qū)相交，其中 I)所述至少一個(gè)關(guān)注樹點(diǎn)選自由所述樹干位置曲線的一部分、所述樹干位置曲線的與所述地形相對(duì)的一端、所述目標(biāo)樹的被包括部分和所述至少一個(gè)切片圖中的用戶選擇點(diǎn)組成的組； 2)與所述樹干位置曲線相關(guān)的所述支承點(diǎn)選自由所述樹干起點(diǎn)、距所述樹干起點(diǎn)的根部偏移、沿著所述樹干位置曲線距所述樹干起點(diǎn)的一定距離、所述樹干位置曲線上距所述地形指定高度處的位置組成的組；以及 g)如果預(yù)測(cè)到所述目標(biāo)樹上的所述至少一個(gè)關(guān)注樹點(diǎn)傾向于與所述安全緩沖區(qū)相交，則進(jìn)行從由以下動(dòng)作組成的組中選擇的動(dòng)作 O向用戶通知與所述安全緩沖區(qū)的可能相交； 2)顯示與所述安全緩沖區(qū)的一個(gè)或多個(gè)可能的相交點(diǎn)； 3)向樹數(shù)據(jù)庫添加描述所述目標(biāo)樹和所述安全緩沖區(qū)之間的相交的相交表記錄； 4)在地圖上標(biāo)記所述目標(biāo)樹作為因與所述安全緩沖區(qū)的可能相交而需要的服務(wù)；以及 5)生成工作訂單以使所述目標(biāo)樹被削減。
全文摘要
公開了用于定位目標(biāo)樹的樹干的方法。從測(cè)量數(shù)據(jù)集識(shí)別目標(biāo)樹。從測(cè)量數(shù)據(jù)集創(chuàng)建至少一個(gè)切片圖。該至少一個(gè)切片圖包括目標(biāo)樹的至少一部分。從至少一個(gè)切片圖確定目標(biāo)樹的樹干位置。還公開了用于定位目標(biāo)樹的樹干的系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有處理器，其被配置為1)從測(cè)量數(shù)據(jù)集識(shí)別目標(biāo)樹；2)從測(cè)量數(shù)據(jù)集創(chuàng)建至少一個(gè)切片圖，該至少一個(gè)切片圖包括目標(biāo)樹的至少一部分；以及3)從至少一個(gè)切片圖確定目標(biāo)樹的樹干位置。該系統(tǒng)還具有數(shù)據(jù)輸入端，耦合至處理器并被配置為向處理器提供測(cè)量數(shù)據(jù)集。該系統(tǒng)進(jìn)一步具有耦合至處理器或數(shù)據(jù)輸入端的用戶接口。
文檔編號(hào)G06Q10/10GK102667835SQ201080050085
公開日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2010年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月30日
發(fā)明者亞里·塔皮奧·金內(nèi)恩, 休·安德魯·克利默爾, 艾倫·約翰·德容, 萊頓·愛德華·戴爾馬斯, 阿達(dá)姆·羅伯特·魯塞爾, 韋莎·約翰內(nèi)斯·萊潘恩 申請(qǐng)人:公共風(fēng)險(xiǎn)管理有限責(zé)任合作公司