基于视觉三维重构的室内玉米植株形态测量方法

马志艳, 万海迪, 陈学海, 王玉斌, 周明刚

湖北工业大学学报 ›› 2025, Vol. 40 ›› Issue (01) : 1-6.

基于视觉三维重构的室内玉米植株形态测量方法

  • 马志艳, 万海迪, 陈学海, 王玉斌, 周明刚
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摘要

为实现高效、经济且可靠的作物形态测量,以玉米植株为对象,开发一种基于视觉三维重构的室内玉米植株形态测量方法。借助RGB-D双目相机从多角度采集玉米植株RGB图像及其对应的深度图像,获取目标植株多角度点云数据。经过点云的粗精配准、精简和滤波处理,成功重构了作物三维模型。在此基础上,通过目标分割和圆柱拟合技术,精确提取茎秆信息,从而测量作物株高和茎粗。进一步地,点云聚类技术去除茎秆,准确获取叶片数,并通过平面拟合技术测量叶夹角,采用贪婪投影三角化计算叶片面积,从而实现作物形态的测量。目标玉米植株测量实验结果表明:株高绝对误差为12.4 mm,相对误差为2.14%;最大茎粗平均相对误差为8.81%,最小茎粗平均相对误差为10.17%;聚类得到的叶片数量与实际叶片数一致;10个叶片叶夹角平均相对误差为7.65%,叶片面积平均相对误差为6.04%。这些结果均符合作物形态测量的技术要求,表明本方法能为玉米植株提供一种全面、定量化的评估和分析工具,以检测和记录作物的生长发育和表型特征。

关键词

双目视觉 / 三维重构 / 点云配准 / 圆柱拟合 / 植物形态测量

中图分类号

S513 / TP391.41

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马志艳, 万海迪, 陈学海, 王玉斌, 周明刚. 基于视觉三维重构的室内玉米植株形态测量方法. 湖北工业大学学报. 2025, 40(01): 1-6

基金

国家重点研发计划子课题(2018YFD0701002-03)

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