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基于光度立体视觉的蔬菜秧苗叶片形态测量方法

文献类型: 中文期刊

作者: 冯青春 1 ; 陈建 1 ; 李翠玲 1 ; 范鹏飞 1 ; 王秀 1 ;

作者机构: 1.北京农业智能装备技术研究中心;中国农业大学工学院;国家农业智能装备工程技术研究中心;农业智能装备技术北京市重点实验室

关键词: 蔬菜秧苗;长势评估;光度立体;叶片倾角;叶片面积;平面拟合

期刊名称: 农业机械学报

ISSN: 1000-1298

年卷期: 2018 年 05 期

页码: 43-50

收录情况: EI ; 北大核心 ; CSCD

摘要: 为了实现蔬菜秧苗长势智能化在线评估,设计了基于光度立体视觉的蔬菜秧苗叶片曲面形态测量方法和装置,用于对叶片倾角、长度和面积进行精确测量。以15~30 d苗龄辣椒秧苗为测量对象,构建了针对其冠层叶片形态测量的试验装置。根据4组光源在标定球表面成像的反射关系组合方程,标定其对秧苗叶片的照射向量;以D65白色标准板为参考,采用图像RGB分量线性矫正的方法,对不同方位光源辐射强度差异进行补偿,克服光源强度波动对叶片图像明暗信息的影响。根据叶片在不同方位光源照射下图像的明暗特征,基于光度立体视觉获取主叶脉区域离散梯度信息,在此基础上采用最小二乘方法拟合叶片空间平面,以恢复叶片空间倾斜信息,进一步结合叶片图像尺寸测算其实际长度和面积。试验结果表明,视觉系统对秧苗倾角、叶片长度和面积的测量结果与人工测量结果相比平均偏差分别为6.29°、3.82 mm、56.53 mm2,叶片长度和面积与人工测量结果的决定系数R2分别为0.936 3、0.866 4,且对于叶片伸展充分、无遮挡的幼龄秧苗测量精度较高,可为进一步开发温室苗床秧苗长势在线监测设备提供重要技术支撑。

  • 相关文献

[1]植物冠层三维结构获取技术的研究进展. 黄道平,雷加,王成,毕昆. 2011

[2]基于机器视觉技术的叶面积测量系统实现. 张健钦,王秀,龚建华,薛绪掌. 2004

[3]一种基于图像特征值算法的叶面积测定方法. 于峰,林杉,张峻峰,陶红斌,季玥秀. 2007

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