基于LiDAR的温室番茄冠层几何参数提取

文献类型： 中文期刊

第一作者： 杨征鹤

作者： 杨征鹤;喻晨;杨会民;陈毅飞;周欣;马艳;王学农

作者机构：

关键词： 温室;激光雷达;数据处理;单株点云;体积

期刊名称： 新疆农业科学

ISSN： 1001-4330

年卷期： 2021 年 010 期

页码： 1909-1917

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 【目的】准确获取温室番茄作物行中单株冠层数据,为分析作物生长状态和为对靶喷药提供冠层数据支持。【方法】采用三维激光雷达（LiDAR）搭建番茄植株冠层检测平台,使用导轨以0.05 m/s的速度移动三维激光雷达,利用雷达上位机软件Ctrlview保存双侧扫描的A、B 2组共40株番茄植株点云。双侧点云使用ICP（迭代最近点）算法进行配准,利用基于特征值的平面拟合法去除地面,使用均值漂移算法（Meanshift）分割番茄行中的单株点云,获取冠层参数,与人工测量值比较验证精度,将单株点云在MATLAB中使用alpha shape算法进行重建并进行体积的获取,使用凸包算法作物参考值对比。【结果】该检测平台在激光雷达前进方向与垂直前进方向的测量误差分别为-2.65%、-3.95%;获取到的单株番茄植株高度与人工测量值相比,平均绝对误差分别为0.025和0.031 m;重建后求取的体积与凸包算法相比平均误差下降了约15.3%,与人工获取相比相差不大,各指标良好。【结论】番茄行点云分割结果与人工测量相比A、B 2组的均方根误差RMSE分别为0.039和0.043,冠层体积获取与参考值对比VRMSE为0.011 3,激光雷达在获取作物外形轮廓信息中具有一定的准确性和可靠性,该方法用于温室环境下单株作物冠层数据的获取。

分类号： S626%S641.2

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