农业机械学报

作者：冯青春,陈建,李翠玲,范鹏飞,王秀

单位：北京农业智能装备技术研究中心;中国农业大学,中国农业大学,北京农业智能装备技术研究中心,北京农业智能装备技术研究中心,北京农业智能装备技术研究中心,

关键词：蔬菜秧苗;长势评估;光度立体;叶片倾角;叶片面积;平面拟合

基金：国家自然科学基金项目(61703048)、北京市优秀人才培养资助青年骨干个人项目（2015000020060G134）和北京市农林科学院青年科研基金项目（QNJJ201722）

为了实现蔬菜秧苗长势智能化在线评估，设计了基于光度立体视觉的蔬菜秧苗叶片曲面形态测量方法和装置，用于对叶片倾角、长度和面积进行精确测量。以15~30d苗龄辣椒秧苗为测量对象，构建了针对其冠层叶片形态测量的试验装置。根据4组光源在标定球表面成像的反射关系组合方程，标定其对秧苗叶片的照射向量；以D65白色标准板为参考，采用图像RGB分量线性矫正的方法，对不同方位光源辐射强度差异进行补偿，克服光源强度波动对叶片图像明暗信息的影响。根据叶片在不同方位光源照射下图像的明暗特征，基于光度立体视觉获取主叶脉区域离散梯度信息，在此基础上采用最小二乘方法拟合叶片空间平面，以恢复叶片空间倾斜信息，进一步结合叶片图像尺寸测算其实际长度和面积。试验结果表明，视觉系统对秧苗倾角、叶片长度和面积的测量结果与人工测量结果相比平均偏差分别为6.29°、3.82mm、56.53mm2，叶片长度和面积与人工测量结果的决定系数R2分别为0.9363、0.8664，且对于叶片伸展充分、无遮挡的幼龄秧苗测量精度较高，可为进一步开发温室苗床秧苗长势在线监测设备提供重要技术支撑。

来源：2018年第5期

《农业机械学报》期刊编辑部

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