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龙图腾网获悉江苏大学申请的专利一种基于无人机平台的田间作物表型原位精细全景三维重构装置及生长状态检测方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119206053B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-12发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411221224.5，技术领域涉及：G06T17/00；该发明授权一种基于无人机平台的田间作物表型原位精细全景三维重构装置及生长状态检测方法是由邹荣;李瑞;邵涵宇;陈涛设计研发完成，并于2024-09-02向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于无人机平台的田间作物表型原位精细全景三维重构装置及生长状态检测方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于无人机平台的田间作物表型原位精细全景三维重构装置及生长状态检测方法。属于农业智能化领域，通过无人机搭载的激光雷达与单目相机数据融合，进行环境感知以获取作物位置；根据作物位置信息，无人机导航至作物位置，并使用内反射式全景成像系统对作物进行精细全景三维重构；得到采集点作物的三维长势模型并进行特征提取，通过对比三维长势模型提取出异常作物，并且对异常原因进行分析。以此进行病虫害、杂草或是缺少肥料检测，进一步的对作物健康做出决策。本发明解决了传统人工巡检获取作物数据，效率低，巡检困难的问题。为精细农业的发展提供有效帮助，结构简单紧凑且运行效率高。

本发明授权一种基于无人机平台的田间作物表型原位精细全景三维重构装置及生长状态检测方法在权利要求书中公布了：1.一种基于无人机平台的田间作物表型原位精细全景三维重构装置，其特征在于：包括地面端和无人机端，所述地面端和无人机端之间通过无线通讯，所述无人机端包括机架，所述机架上设置有机载电脑、飞行控制器、航模电池、激光雷达、单目相机、四个电机驱动组件和四个电子调速器，所述机载电脑通过数据接口与飞行控制器、激光雷达、单目相机、无线通讯模块连接，所述飞行控制器通过PWM信号线与电子调速器连接；所述四个电机驱动组件通过通过电机线与四个电子调速器连接；所述航模电池通过总线与机载电脑、飞行控制器、激光雷达、单目相机相连；所述机架下方设置工业相机、环形光源，无人机机臂固定内反射式圆筒； 所述机架包括上底板，下底板以及固连在上底板和下底板之间的四个机臂； 所述机载电脑、激光雷达、单目相机均固连在下底板的底部，并且激光雷达设置在单目相机的上方； 所述机载电脑包括三维重建模块，所述三维重建模块用于在无人机到达某一植株位置后，所述环形光源用于给工业相机提供光照，通过工业相机结合内反射式反光桶捕获的图像对植株进行全景三维重构； 所述飞行控制器固连在上底板的顶部；所述航模电池固连在上底板和下底板之间； 所述电机驱动组件包括无刷电机和桨叶，所述无刷电机的输出端与桨叶转轴的一端固连； 所述无刷电机固连在机臂的顶部，并且四个所述电子调速器分别固连在一个机臂的顶部，用于控制无刷电机的转动速度； 所述内反射式圆筒由不透明亚克力制成，内部为反光薄膜，工业相机和环形光源位于遮光筒顶部； 进入圆柱形内反射镜的光线经过多次反射，经过反射镜长度和相机位置焦距设置得到只经过一次反射的图像；经过一次反射后在系统的每个方向的径向切面都具有两个相对于光轴对称的虚拟视点，同时由于完整的成像系统由连续的径向切面组成，所以虚拟视点具有圆形的轨迹，其中心位于摄像机的光轴上，对于其中的一条定径向切片上的一点，该点就会沿着对应的图像径向线处成像三次； 将捕获的图像进行简单的图像处理，即将极线转换为水平线的形式，即可得到关于不同视点的水平堆叠图，用基于图像区域块的立体匹配方法，将图像区域块的之间的互相关度作为相似性测量模型，从而得到较为稠密的匹配点对，并对得到的三幅图像分别进行立体匹配，计算图像区域块的互相关度如公式所示： ； 上式中是待匹配图像，其中表示图像上的像素坐标，的值是该像素点的灰度值，表示模板在图像上的匹配区域，是模板图像的灰度平均值，是模板区域下待匹配图像在的灰度平均值，且图像中坐标为的点与模板中位置为的点互相对应，若在边缘处没有与模板对应的点，则默认其灰度值为0，式中的求和只针对图像上与模板对应的区域，将模板图像在原图像上滑动，对于每个位置，计算归一化互相关系数，找到使达到最大值的位置，该位置即为模板图像在原图像中的最佳匹配位置； 进行深度点云重建：,,和分别为点、和到极图像中心的距离，为极图像内圆直径，α为当前径向线、、与极图像水平方向直径的夹角，为极图像的直径长度；点为摄像机光心，为摄像机成像焦距，为锥形内反射镜的半顶角，为内反射镜左侧端口半径，和为内反射镜的径向切面，点为场景中一个点，和分别为点关于两个反射镜面成的像，为点到光轴的距离，为点到摄像机光心的水平距离； 点和在水平堆叠图中的坐标、与这两个点到极图像圆心的距离、之间有如下关系： ； 以点O为坐标原点，通过列出反射镜切面以及直线的方程，同时结合三角形相似的几何方法可得出h和d的值可如下表示： ； 上式中的值即为点在摄像机坐标系下的值，其、、值可如下表示： ； 通过以上计算即可获得目标物体的一个三维坐标点，将所有的匹配点对进行以上计算，即可获得目标物体的三维点云，同时将三维点对应的极图像中心圆上的点颜色信息提取出来，即得到带有颜色信息的三维点云。

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