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立木整枝作业是抚育优质工业用材林的重要步骤。基于整枝目的的机器视觉识别系统可提高立木整枝机的作业效率，实现整枝的智能化与自动化。树干直径的测量是整枝机视觉识别系统的重要组成部分。
本文根据目前测量树干直径的工具和手段，以摄像机标定理论为基础，运用图像处理及神经网络技术提出一种基于摄像机标定的立木树干直径自动测量方法。该方法以立木树干的图像处理和特征检测为目的，具体分析了摄像机模型和标定方法，改进BP神经网络标定算法，实现了立木树干直径的自动测量。
本论文的主要结论及创新点如下：
1、在标定实验方法中，借鉴基于2D平面靶标的摄像机标定方法实验设计，取摄像机特殊位置进行标定靶标拍摄，通过特殊位置点直接确定摄像机的外参数矩阵[R，t]，为神经网络标定数据获取提供了依据；
2、依据传统摄像机标定理论，提出加入摄像机与目标物间的距离因子，采用BP神经网络标定算法，完成单目视觉的标定模型。与传统方法相比，该方法能有效克服摄像机畸变，模型更加简便易得。
3、针对树干图像特点，找到了适合立木树干图像边缘提取的方法。首先利用阈值分割对灰度图像进行粗分割，然后利用中值滤波和消除孤立点两步将图像大部分噪声去除，再通过膨胀与腐蚀将树干内的白点融合，最后采用Krisch算子可得到封闭的树干边缘曲线。该处理方法结合了树干自身的特点，处理环节较少，保证了树干的原始状态。
4、在单目视觉的BP神经网络标定方法基础上，提出BP神经网络树径尺寸测量方法，实现系统的自动树径尺寸测量功能，测量距离为0.5m—1.25m。
实验结果表明，此方法的距离测量精度能达到0.1 mm，测量误差为+/—2.80 mm，满足系统的测量要求。