水稻植株三维重建技术研究

发布时间：2021-06-25 03:30

　　农业是我国的第一产业,是国民经济建设与发展的基础产业。水稻是人们最主要的粮食作物之一。水稻的基因组研究对发展现代农作物育种技术、保障粮食有效供给具有重大意义,选育产量高、抗逆性好、营养物质利用率高的水稻新品种是新时代水稻育种和栽培领域的重要目标,向遗传学家和育种专家提供一套自动化、高效且精确的表型检测方法具有实际意义。近几年,计算机视觉技术在作物表型领域有相当广泛的应用,通过图像处理技术来提取样本性状参数并进行数学建模分析。目前已有很多文献阐明如何通过二维图像获取植物性状,而通过三维信息进行表型研究的工作则相对较少。一般而言,三维模型所存储的信息要多于二维图像,从中所能提取的性状参数更为全面,而三维模型重建是作物三维表型研究的基础。因此,本文提出一种适用于盆栽水稻三维点云的批量重建方法。本文总结了现有的基于硬件设备的三维成像技术以及基于计算机视觉的图像序列三维重建算法的优缺点及适用性,确定了适用于水稻株型的三维重建方法。本研究采用基于可视外壳的轮廓投影重建方法,文中对于可视外壳的定义进行了详细说明,并分析了该方法的重建误差来源以及所能达到的最优精度。本研究重建算法的优点在于采用了一种改... 

【文章来源】：华中农业大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

不同拍摄方式空间占用大小Fig.2.1Comparingspaceoccupanciesusingdifferentimagingmethods

图 2.1 不同拍摄方式空间占用大小Fig. 2.1 Comparing space occupancies using different imaging methods像系统组成系统主要包括一台可见光相机（Cannon EOS 760D，具体参数如旋转台（红星杨 MERA200），LED 面光板(共 4 块，每块面积、功率 68 W)、PLC 控制器（CP1H, OMRON）及计算机（Inter(R CPU，内存 8.00GB）。系统实物图如图 2.2 所示，相机固定在转接度均可调节。电控旋转台可沿螺杆平移运动，以便根据不同时期成像物距。

华中农业大学 2019 届硕士研究生学位（毕业）论文因此，需要由相机拍摄程序记录每张图像拍摄的真实时间（精确到毫秒），根据旋转台转速及图像获取的真实时间确定样本相对于初始位置的转角。2.3 相机标定2.3.1 相机模型与坐标变换从三维场景到二维图像的降维过程称之为投影，描述这一过程的常用模型有中心投影。在中心投影中，空间点与投影中心的连线与成像平面的交点即为该点的像。对于一般 CCD 相机，经过空间中某一点的光线通过相机镜头或镜头组到达成像元件形成该空间点的像，忽略聚焦以及镜头的厚度，可以将这一成像模型简化为所有的光线均经过镜头中心的中心投影，或针孔成像模型。对相机成像过程进行研究需要采用四个坐标系，分别是世界坐标系XWYWZW、相机坐标系XCYCZC、图像坐标系XO′Y和像素坐标系 UOV（图 2.3）。


本文编号：3248402