基於Kinect傳感器自標定的溫室植物3D點雲重建及形態測量方法

2021-02-24 植物表型資訊

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本文提出了一種基於Kinect v2傳感器自標定的高通量3D快速溫室植物點雲重建方法，植物表型資訊介紹如下：


植物形態數據是精準農業和植物表型研究的重要基礎。植物3D幾何形態較為複雜，在植物整個生長周期中變化較為明顯。為了對溫室植物3D形態數據進行高通量測量，需要經常調整傳感器與植物的相對位置。因此，在整個植物生長周期中，需要經常調整Kinect傳感器的位置並重新校準，這顯著增加了多視圖3D點雲重建過程的複雜程度。本文提出了一種基於Kinect v2傳感器自標定的高通量3D快速溫室植物點雲重建方法。

 

在成像室中捕獲的圖像： （a）植物的彩色圖像、（b）植物的深度圖像、（c）精密轉盤。

Kinect傳感器位置校準

利用Kinect v2傳感器獲取兩個紅綠藍深度（RGB-D）圖像。轉盤旋轉軸中心點和法線向量是自動計算的。基於轉盤軸中心點和法線向量，統一以各種視角捕獲RGB-D圖像坐標系，以實現粗略配準。然後使用迭代最近點算法進行多視角點雲精確配準，從而實現溫室植物快速3D點雲重建。本研究以溫室番茄植株為測量對象，研究結果表明，所提出的3D點雲重建方法具有較高精確度和穩定性，可用於高通量植物表型分析的3D點雲重建和植物形態參數提取。


溫室番茄植株（GTP）的3D點雲重建

溫室番茄植物冠層形態參數的計算

 溫室番茄植物冠層體積的計算

來源：

Sun G and Wang X. Three-Dimensional Point Cloud Reconstruction and Morphology Measurement Method for Greenhouse Plants Based on the Kinect Sensor Self-Calibration. Agronomy 2019, 9(10), 596; https://doi.org/10.3390/agronomy9100596

 

 

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