农业机械学报

作者：苏宝峰,刘易雪,王琮,米志文,王方圆

单位：西北农林科技大学;农业农村部农业物联网重点实验室,西北农林科技大学;农业农村部农业物联网重点实验室,西北农林科技大学;农业农村部农业物联网重点实验室,西北农林科技大学;农业农村部农业物联网重点实验室,西安交通大学,

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

基金：宁夏回族自治区重点研发计划项目（2018NCZD0024）和陕西省重点研发计划项目（2019ZDLNY02-05）

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。

来源：2019年第12期

《农业机械学报》期刊编辑部

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