基于地面激光雷达的田间花生冠层高度测量系统研制

S24; 在花生育种研究中对于冠层高度的获取主要依靠人工测量,不但费时费力,而且存在一定的主观性.为解决这一问题,该文构建了一个田间花生冠层高度特性表型信息获取系统,利用地面激光雷达LiDAR对花生冠层结构进行扫描,获取其三维点云数据;采用多项式曲线拟合算法对点云数据进行分析,描绘冠层的大致轮廓并确定其边界,以得到目标冠层的有效数据集;通过对有效点云数据集生成的冠层高度矩阵分析,得到冠层的高度特性.试验结果表明,利用该系统获取的花生冠层平均高度与手工测量值最小偏差为2％,最大偏差为32％,最大偏差受地形影响和植株早期冠层本身的低高度所致,平均测量偏差约为11％,位于15％的可接受范围之内.该系...

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Published in农业工程学报 Vol. 35; no. 1; pp. 180 - 187
Main Authors 程曼, 蔡振江, NingWang, 袁洪波
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 河北农业大学机电工程学院,保定 071001 2019
美国俄克拉荷马州立大学生物系统与农业工程系,斯蒂尔沃特 74075,美国%河北农业大学机电工程学院,保定,071001%美国俄克拉荷马州立大学生物系统与农业工程系,斯蒂尔沃特 74075,美国
Subjects
图像处理
作物
LiDAR
冠层高度
测量
田间测量
花生
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Summary:S24; 在花生育种研究中对于冠层高度的获取主要依靠人工测量,不但费时费力,而且存在一定的主观性.为解决这一问题,该文构建了一个田间花生冠层高度特性表型信息获取系统,利用地面激光雷达LiDAR对花生冠层结构进行扫描,获取其三维点云数据;采用多项式曲线拟合算法对点云数据进行分析,描绘冠层的大致轮廓并确定其边界,以得到目标冠层的有效数据集;通过对有效点云数据集生成的冠层高度矩阵分析,得到冠层的高度特性.试验结果表明,利用该系统获取的花生冠层平均高度与手工测量值最小偏差为2％,最大偏差为32％,最大偏差受地形影响和植株早期冠层本身的低高度所致,平均测量偏差约为11％,位于15％的可接受范围之内.该系统可以实现田间花生冠层高度信息的快速自动化获取,减少了人力成本的投入,该研究可为花生育种研究提供参考.
ISSN:1002-6819
DOI:10.11975/j.issn.1002-6819.2019.01.022