基于3D点云测量玉米叶表型参数的测量
Yuchen Su1, Ran Li1, Miao Wang1
1School of Engineering, Anhui Agricultural University, Hefei 230036, China.
Sensors (Basel, Switzerland)
|May 14, 2025
概括
这项研究引入了一种新的基于激光雷达的方法,用于准确测量玉米植物的高度,叶子的宽度和叶子的角度. 自动化技术提高了作物监测的精度和效率,改善了玉米的种植.
科学领域:
- 农业工程 农业工程
- 植物表型化 植物表型化
- 遥感 遥感 遥感 遥感
背景情况:
- 精确测量植物高度 (PH),叶子宽度 (LW) 和叶子角 (LA) 对于监测玉米生长,评估 resistance 和产量预测至关重要.
- 目前用于获取这些参数的基于激光雷达的方法往往自动化程度低,测量时间长,易受环境干扰.
研究的目的:
- 开发和验证一种使用激光雷达点云投影来估计玉米PH,LW和LA的新型自动化方法.
- 在速度,自动化和环境稳定性方面克服现有表型化技术的局限性.
主要方法:
- 在中后期生长阶段获得3D激光雷达点云数据的玉米植物.
- 高斯混合模型 (GMM) 用于点云的注册和增强,其次是使用点云投影和欧几里德集群的噪声过和茎叶细分.
- 通过垂直距离确定PH,通过预测轮的中脉合确定LW,并从植物结构的骨架图中确定LA.
主要成果:
- 提出的方法在现场验证中实现了高精度:PH的99%,LW的86%,LA的97%.
- 在关键的玉米生长阶段展示了快速和自动化的测量能力.
结论:
- 基于点云投影的方法为自动化玉米表型化提供了高效和准确的解决方案.
- 这项技术支持了玉米种植自动化和精准农业的进步.
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