基于三维点云的叶面积估算方法

• 作者: 刘易雪 王方圆 王琮 米志文 苏宝峰
• 来源期刊: 农业机械学报
• 学科: 工学
• 关键词: 植物表型 叶面积 三维重建 点云处理 运动结构恢复算法
• 年，卷（期）: 2019,（12）
• 所属期刊栏目: 农业信息化工程
• 页码范围: 240-246,254
• 页数: 8页
• 分类号: TP391
• 字数: 4982字
• 语种: 中文
• DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2019.12.027

摘要

为实现低成本无损精确测定叶片面积,基于运动恢复结构算法获取点云,提出了一种融合叶片点云分割、表面重建及叶片面积无损估测等过程的植物叶片面积提取方法.首先,基于运动结构恢复算法,以智能手机获取的可见光图像重建植物的三维点云;其次,为了还原叶片表面形状,基于HSV颜色空间,使用阈值分割法去除叶片点云的噪点;使用K-means聚类算法对点云的三维坐标矩阵进行分类,实现单片叶片点云的分割;基于滚球算法重建叶片的表面网格模型;最后,通过计算网格面积求得叶片面积.与常规叶面积测定方法进行了对比,本文方法的计算结果与扫描叶片法测定值相比平均误差为1.21 cm2,误差占叶片面积的平均百分比为4.67％;与叶形纸称量法测定值相比平均误差为1.41 cm2,误差占叶片面积的平均百分比为6.05％.结果 表明,本文方法成本低、精确度高,可满足植物叶片面积无损精确测定的需求.