中國農(nóng)業(yè)科學研究越來越重視農(nóng)業(yè)的數(shù)字化、智能化和仿真化,數(shù)字農(nóng)業(yè)和智慧農(nóng)業(yè)成為了未來發(fā)展趨勢。實現(xiàn)數(shù)字農(nóng)業(yè)和智慧農(nóng)業(yè)的基礎是獲取作物生長相關(guān)參數(shù)信息,包括作物行信息、株高、植株密度和作物冠層幅度等。傳統(tǒng)作物生長參數(shù)獲取存在效率低、精度低等問題,難以滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學研究需要。而三維激光點云技術(shù)能夠克服作物參數(shù)傳統(tǒng)測量的局限性,使實現(xiàn)無損、高效、高精度作物生長參數(shù)測量成為了可能,因此該技術(shù)成為了目前作物群體植株生長參數(shù)測量的研究熱點。三維激光點云技術(shù)獲取的農(nóng)田尺度下作物群體點云數(shù)據(jù)信息,包含作物的表型結(jié)構(gòu)和空間信息,但同時也包含其他非目標噪聲,因此需要對作物群體點云數(shù)據(jù)進行處理。如何在保持點云數(shù)據(jù)的精度前提下實現(xiàn)作物三維點云數(shù)據(jù)的完整提取與分割是作物群體生長參數(shù)測量的關(guān)鍵。本文基于三維激光點云技術(shù),對農(nóng)田尺度下作物群體（油菜、玉米）三維點云數(shù)據(jù)的配準、目標提取、分割和作物群體植株密度計算、行檢測和高度測量展開研究,論文開展的主要工作和成果包括以下內(nèi)容:（1）作物群體點云數(shù)據(jù)采集:構(gòu)建了基于三維激光掃描儀的農(nóng)田作物群體點云數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),并設計了農(nóng)田作物群體點云采集方法,實現(xiàn)對本文實驗材料油菜... 

【文章來源】：華中農(nóng)業(yè)大學湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

技術(shù)路線圖

華中農(nóng)業(yè)大學2020屆碩士研究生學位（畢業(yè)）論文12受到國內(nèi)外應用領域的關(guān)注，這項技術(shù)也成為了學者研究各種場景三維建模的重要技術(shù)（徐源強等2010）。如邵磊等基于車載激光雷達技術(shù)提取了復雜城市場景中建筑物（邵磊等2018）。余飛等使用機載激光雷達技術(shù)實現(xiàn)高速公路改擴建定測與施工圖設計方面實踐，滿足了施工要求（余飛等2016）。三維激光掃描儀根據(jù)應用場景的不同，分為固定式激光掃描儀和可靈活移動式激光掃描儀。固定式激光掃描儀主要是地面三維激光掃描儀（圖2.2），移動式激光掃描儀主要是機載式三維激光掃描儀（圖2.3）、車載式三維激光掃描儀（圖2.4）、手持式三維激光掃描儀（圖2.5）。圖2.2地面三維激光掃描儀圖2.3機載式三維激光掃描儀Fig.2.2Ground3DlaserscannerFig.2.3Airborne3Dlaserscanner圖2.4車載式三維激光掃描儀圖2.5手持式三維激光掃描儀Fig.2.4Vehicle-mounted3DlaserscannerFig.2.5Handheld3Dlaserscanner根據(jù)三維掃描儀不同的測量原理，相關(guān)公司研發(fā)的產(chǎn)品主要有美國Trimble公司基于三角測距原理生產(chǎn)的MENSISIO掃描儀系統(tǒng)、美國FARO公司基于相位測量的FAROFocusS系列、德國Leica公司基于脈沖測量原理的DS3000系統(tǒng)和日本Topcon公司的GLS-1500系統(tǒng)。目前地面三維激光掃描儀主要是相位干涉法測距原理生產(chǎn)的產(chǎn)品（劉華等2016）。

華中農(nóng)業(yè)大學2020屆碩士研究生學位（畢業(yè)）論文12受到國內(nèi)外應用領域的關(guān)注，這項技術(shù)也成為了學者研究各種場景三維建模的重要技術(shù)（徐源強等2010）。如邵磊等基于車載激光雷達技術(shù)提取了復雜城市場景中建筑物（邵磊等2018）。余飛等使用機載激光雷達技術(shù)實現(xiàn)高速公路改擴建定測與施工圖設計方面實踐，滿足了施工要求（余飛等2016）。三維激光掃描儀根據(jù)應用場景的不同，分為固定式激光掃描儀和可靈活移動式激光掃描儀。固定式激光掃描儀主要是地面三維激光掃描儀（圖2.2），移動式激光掃描儀主要是機載式三維激光掃描儀（圖2.3）、車載式三維激光掃描儀（圖2.4）、手持式三維激光掃描儀（圖2.5）。圖2.2地面三維激光掃描儀圖2.3機載式三維激光掃描儀Fig.2.2Ground3DlaserscannerFig.2.3Airborne3Dlaserscanner圖2.4車載式三維激光掃描儀圖2.5手持式三維激光掃描儀Fig.2.4Vehicle-mounted3DlaserscannerFig.2.5Handheld3Dlaserscanner根據(jù)三維掃描儀不同的測量原理，相關(guān)公司研發(fā)的產(chǎn)品主要有美國Trimble公司基于三角測距原理生產(chǎn)的MENSISIO掃描儀系統(tǒng)、美國FARO公司基于相位測量的FAROFocusS系列、德國Leica公司基于脈沖測量原理的DS3000系統(tǒng)和日本Topcon公司的GLS-1500系統(tǒng)。目前地面三維激光掃描儀主要是相位干涉法測距原理生產(chǎn)的產(chǎn)品（劉華等2016）。

【參考文獻】：
期刊論文
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[3]基于顏色取樣的蘋果樹枝干點云數(shù)據(jù)提取方法[J]. 郭彩玲,劉剛.  農(nóng)業(yè)機械學報. 2019(10)
[4]種植密度對不同株型玉米冠層光能截獲和產(chǎn)量的影響[J]. 柏延文,楊永紅,朱亞利,李紅杰,薛吉全,張仁和.  作物學報. 2019(12)
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[6]地基激光雷達提取大田玉米植株表型信息[J]. 蘇偉,蔣坤萍,郭浩,劉哲,朱德海,張曉東.  農(nóng)業(yè)工程學報. 2019(10)
[7]不同種植密度對尚單2012玉米品種生長發(fā)育及其產(chǎn)量的影響[J]. 孟靜嬌,楊建國,楊吳周.  農(nóng)業(yè)科技通訊. 2019(04)
[8]基于水平截面法的樹木點云精細分割研究[J]. 翟嘯劍,龔祖官,羅少歡,王鑒欽.  北京測繪. 2019(03)
[9]車載激光掃描數(shù)據(jù)中建筑物立面快速提取[J]. 邵磊,董廣軍,于英,姚強強,張阿龍.  地球信息科學學報. 2018(04)
[10]基于機器視覺的大田植株生長動態(tài)三維定量化研究[J]. 朱冰琳,劉扶桑,朱晉宇,郭焱,馬韞韜.  農(nóng)業(yè)機械學報. 2018(05)



本文編號：3497050