农业机械学报

作者：尹令，陈招达，蓝善贵，杨杰，张素敏，黄琼

单位：华南农业大学,华南农业大学,华南农业大学,华南农业大学,华南农业大学,华南农业大学,

关键词：神经辐射场;三维重建;多肉植物;尺寸测量;植物表型;RGB图像

基金：国家自然科学基金项目（32172780）

以多肉植物盆栽为研究对象，使用手持式RGB相机采集11个多肉植物盆栽的视频数据，通过将视频转换为图像帧、选取优质清晰图像帧、计算相机位姿得到含丰富信息的RGB图像数据。提出一种改进神经辐射场的多肉植物三维重建方法，根据实际场景提出新的射线采样策略，同时引入改进的图像修复模块与隐式模型重建点云方法，并根据点云重建结果提取多肉植株的叶片数、株高、冠围、凸包体积、叶长、叶宽和叶色共7个表型参数。最后选取具有代表性、易测量的叶片数、株高、冠围、叶长和叶宽5个表型参数进行精度评估与误差原因分析，平均绝对百分比误差（MAPE）分别为2.32%、3.95%、4.95%、5.59%和9.55%，均方根误差（RMSE）分别为0.86片和1.95、17.54、1.87、1.27 mm，决定系数(R2)分别为0.99、0.99、0.86、0.91和0.89。精度评估结果表明，所提取的表型参数能够准确、高效地反映多肉植株生长状态，充分发挥RGB图像新视角合成技术、图像处理技术与三维点云重建技术的优势，实现多肉植株盆栽的表型参数高精度、非破坏性提取，能够为多肉植物的种植和养育以及为非固定、多视角的RGB数据获取研究提供重要的技术支持。

来源：2024年第9期

《农业机械学报》期刊编辑部

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